3.3 飞机使用寿命和载荷/环境谱

载荷/环境谱与飞机结构使用寿命的关系是最直接最密切的，可以从以下两个方面看出。

1.载荷／环境谱是飞机结构使用寿命的决定因素

载荷/环境谱轻重直接关系飞机结构使用寿命的长短。一般情况下，飞机所历经的载荷/环境谱越严重，该飞机的使用寿命就越短；所历经的载荷/环境谱越轻，其使用寿命就越长。从某种程度上来说，在飞机结构材料和结构确定的前提下，载荷/环境谱是飞机结构使用寿命的决定因素。以机动载荷谱为例，表3-1从一个侧面反映了载荷谱和飞机结构使用寿命之间的这种密切关系。

表3-1摘自20世纪60年代的美国军用规范MIL-A-8866（ASG），这是世界第一部有关飞机疲劳载荷和疲劳强度的军用规范。该表给出了美国海军规定的各类飞机结构设计使用寿命和相应的飞行机动载荷谱。该规范把飞行机动载荷谱分成了A、B、C、D四种谱，表3-2给出了这四种机动载荷谱的具体数值。从表3-1和表3-2中至少可以看出以下几点。

（1）表3-1把各类型飞机设计使用寿命（飞行小时数及起飞和着陆次数）和飞行机动载荷谱放在一起，并一一对应，每一类型飞机及其规定的设计使用寿命都对应着一种飞行机动载荷谱。

（2）表3-2给出的四种机动载荷谱中，A谱最重、B谱较重、C谱较轻、D谱最轻。

（3）从趋势来看，重谱对应机型的设计使用寿命更短些，轻谱对应机型的设计使用寿命更长些。

2.飞机全寿命管理过程都离不开载荷／环境谱的编制

飞机整个研制和全寿命管理过程都伴随着飞机结构使用寿命的确定和评定，而确定和评定飞机结构使用寿命都离不开载荷/环境谱的编制。在新机型设计阶段，需要编制设计使用载荷/环境谱对新机进行初步疲劳分析，以确定飞机结构型式、选择结构材料、给出目标设计寿命等；设计定型后期需要编制飞—续—飞载荷／试验谱进行全机或全尺寸部件耐久性/损伤容限试验，以确定并验证设计使用寿命；飞机投入使用后，还要通过专门的飞行试验和疲劳载荷和寿命监控编制飞机服役使用载荷/环境谱，以重新评定飞机使用寿命。

图3-1给出通过载荷谱对比试验重新评定飞机使用寿命的示意图。从该图看出以下几点：

（1）用两种载荷谱进行试件的成组对比试验，一种由全尺寸试验载荷谱导出的试件载荷谱，另一种是由使用载荷监控获得的使用载荷历程导出的试件载荷谱。

（2）用这两种载荷谱进行成组对比试验可获得两组试件的寿命，对这两组试件寿命进行对比分析，其分析结果作为飞机使用寿命重新评定的依据。

（3）以飞机全尺寸试验结果所确定的飞机设计使用寿命作为评定的基准，用两组试件寿命对比分析结果作为评定的主要依据，通过评定，一是验证投入使用的飞机是否满足设计使用寿命要求；二是确定飞机基准使用寿命并挖掘服役飞机延寿的潜力。