前言

飞机结构载荷/环境谱既是进行飞机结构疲劳／耐久性／损伤容限设计、分析、试验和评定的基础和输入，又是确定飞机结构使用寿命和飞机延寿的主要依据。载荷/环境谱编制贯穿于飞机结构设计、研制、定型和使用的全寿命过程，对飞机型号定寿和延寿起着非常重要的作用。

新中国成立以来，我国的航空工业走过了一条从仿制到自行设计的道路。20世纪80年代以前，国内服役的飞机，军用飞机大部分都是仿制的，小部分是外购的，还有一部分是国外飞机的改型设计；民用飞机则全是外购的。无论是哪种类型的飞机，当时大部分都是20世纪50年代至60年代按静强度准则设计的，没有使用寿命指标；即使少部分按安全寿命准则设计的国外进口飞机，也只有一个总的使用寿命指标，没有具体的相关资料，而这些当时服役的飞机，有的已出现各种问题，如局部裂纹、部分构件功能失效等；有的已飞行几千飞行小时，人们对这些飞机能够飞行多长时间一片茫然，即使少数有使用寿命指标的服役飞机，由于缺少相关资料，对于何时检修，如何检修，是否可延寿等心中无数。诸如此类问题，归结到一点就是亟待解决这些服役飞机的定寿延寿问题。

20世纪50年代末期，我国着手开始自行设计飞机，刚开始仍然是按静强度设计准则来设计的（如强5、歼8等）。到了70年代开始考虑疲劳强度，增加了安全寿命设计准则（如歼轰7等）。即使一开始按静强度设计的飞机，到后来也进行了疲劳补课。因此，我国自行设计的飞机都存在一个飞机定寿问题。

无论是我国当时仿制的飞机，还是自行设计的飞机，都要确定飞机结构的使用寿命。要定寿，首先就要解决载荷谱问题。载荷谱如何实测？要编制什么样的载荷谱？如何编制实测载荷谱和设计使用载荷谱？如何用载荷谱进行疲劳／耐久性／损伤容限试验和分析？这些问题都亟待解决。

为了解决上述问题，20世纪60年代，中国飞行试验研究院（简称试飞院）和空军航空装备研究所（原空一所）在国内率先开展了飞机载荷谱飞行试验实测和编制技术研究。从70年代开始，在航空工业部门和使用部门的共同领导和组织下，我国各种服役飞机陆续开展了载荷谱实测和编制工作，各设计单位也着手开展了自行设计飞机的设计使用载荷谱编制工作。到目前为止，几乎所有服役过的和现役的飞机及新设计的飞机都开展过载荷谱实测和编谱工作，其中，我国飞机设计使用载荷谱的编制基本上始于20世纪70年代中后期，比飞机实测载荷谱的编制稍晚一些。40多年来，国内各有关机种用所编制的使用载荷谱（包括实测载荷谱和设计使用载荷谱）去进行疲劳（耐久性）／损伤容限试验和分析，解决了这些服役飞机的定寿延寿问题。

为了满足当时我国飞机自行设计和研制的要求，也为了配合当时众多服役飞机型号定寿延寿工作，20世纪70年代末到21世纪初的20多年期间，在当时航空工业主管部门的领导、组织和协调下，由试飞院牵头，集中当时国内飞机强度专家和工程技术人员，开展了飞机强度规范研究工作，项目名称简称为“ASST系统工程”。涉及飞机结构静、动、疲、热四大载荷和强度专业，飞机载荷/环境谱专题研究是其中一项重要研究内容。

飞机载荷/环境谱专题研究大部分课题都是结合当时的型号飞机定寿延寿开展的，取得了大量研究成果，这些研究成果既解决了当时国内众多飞机载荷谱实测、编制和飞机定寿延寿中的重大技术问题，又为飞机强度规范的制定和规范的执行提供了依据。

本书是在40多年来国内飞机结构寿命和载荷/环境谱预研及型号应用成果的基础上，以国军标《军用飞机结构完整性大纲》和《军用飞机结构强度规范》等为依据，吸收国内外相关先进技术，加以归纳、总结和提高撰写而成。本书在全面叙述飞机结构载荷/环境谱有关内容的基础上，主要阐述飞机结构载荷/环境谱编制方面的内容，而重点放在飞机结构使用载荷谱的编制方面。

本书共分15章，第1章～第6章主要叙述飞机结构载荷/环境谱的基本概念、基础知识、基本原理及与飞机载荷/环境谱密切相关的问题，包括飞机结构设计、结构完整性、结构使用寿命、飞机使用方法、飞机疲劳载荷/环境和疲劳载荷统计分析基础等。这些内容是飞机载荷/环境谱研究、实测和编制的基础和依据。第7章主要阐述飞机载荷谱编制的基本方法和实施步骤，这些内容是飞机载荷谱编制的共性问题。第8章～第13章主要阐述飞机设计使用载荷谱编制方法、飞机实测载荷谱编制方法、飞机各主要部件载荷谱实测和编制有关内容及飞机环境谱和载荷—环境谱编制方法，这些内容涉及飞机各种不同载荷谱及环境谱编制的个性问题。第14章～第15章主要是前面各章有关疲劳载荷内容的进一步深化、扩展、总结和提高，其中有的内容具有一定的探索性。

在上述15章中，无论是与飞机载荷/环境谱密切相关的内容，还是飞机载荷/环境谱本身的内容，甚至是飞机载荷/环境谱编制方面的内容，都侧重于尽可能准确叙述有关领域和内容的基本概念、基本原理和基本方法，并力求找出这些领域和内容之间的内在联系和本身的规律性东西。至于各项技术内容和工作项目的具体做法、实施步骤和相关的技术细节，本书主要是给出基本思路和要点，详细内容读者可查阅有关的技术指南、手册、专题研究报告、技术报告、作业文件和程序文件等技术资料。

本书主要供从事飞机结构设计、分析、试验和使用的工程技术人员及飞机结构寿命研究的科研人员使用，特别适用于飞机结构载荷/环境谱研究、实测和编制的科研和工程技术人员。对从事其他机械装备结构设计、分析、试验、使用的工程技术人员和航空及其他理工科院校相关专业师生也有参考价值。

本书由蒋祖国主笔，第1章～第4章、第7章～第9章、第13章、第15章由蒋祖国撰写，第5章、第6章由蒋祖国、田丁栓、周占廷共同撰写，第10章、第11章由田丁栓撰写，第12章、第14章由周占廷撰写，最后由蒋祖国统编定稿。

本书是国家科学技术学术著作出版基金资助项目（项目编号：2010-E-072），国家科学技术学术著作出版基金委员会、电子工业出版社和作者所在的中国飞行试验研究院给予了大力支持和帮助。在本书撰写过程中得到了有关领导和国内同行的大力支持和帮助，我国著名飞机设计专家、中国科学院和中国工程院顾诵芬院士在百忙之中审阅了本书相关内容并亲笔作序；北京航空航天大学刘文珽教授、中国飞行试验研究院周自全研究员审读了本书内容，提出了宝贵意见；李俊、汤阿妮、杨建忠、赵华、原正庭、舒成辉等为本书提供了部分素材；来宁等自始至终进行了稿件打印和修改；电子工业出版社为本书的出版付出了艰辛的劳动，在此一并表示衷心感谢。

由于作者水平和经历所限，时间仓促，书中难免有错误和不当之处，敬请各位专家和工程技术人员提出宝贵意见。

作者
2012年4月