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飞机载荷是飞机在使用过程中作用在飞机结构上各种力的总称，简言之，飞机载荷是指作用在飞机上的力和力矩。例如，图1-1表示在对称飞行中作用在典型飞机上的气动力和气动力矩，这些力包括升力L、重力W、推力T、阻力D及俯仰力矩M等。这些力在飞机水平直线飞行中是处于平衡状态的，也就是说，升力、重力等各种垂直力之和等于零，推力、阻力等各种水平力之和等于零，机翼俯仰力矩、水平尾翼平衡力矩、推力线位置引起的力矩等各种力矩之和等于零，即
图1-1 作用在飞机上的力和力矩
飞机在使用过程中，各零部件上作用有各种各样载荷，一些零部件在飞行中所受到的载荷是最危险的，而另一些零部件则是在起飞和着陆时最危险，它们往往会导致飞机一些零部件失效和结构破坏，甚至会导致机毁人亡。因此，在飞机设计和验证中必须对飞机载荷给予特别关注，要准确计算载荷并正确验证飞机结构载荷和强度，以确保飞机结构在使用中的可靠性和安全性。
飞机载荷可以从不同角度进行分类。
飞机载荷可分为静载荷、动载荷（振动载荷、声载荷、冲击载荷等）、疲劳载荷和热载荷。
从力学角度来说，静载荷和动载荷是以载荷的变化速率为主要特征，用结构固有频率为参照，载荷大小、方向及作用点随时间缓慢变化者为静载荷，快速变化者为动载荷；疲劳载荷是以载荷的交变性和重复性为主要特征，无论什么载荷，只要反复多次作用于飞机结构，则都是疲劳载荷。所以，疲劳载荷可以是静态的，也可以是动态的。热载荷是以温度对载荷的影响为主要特征。
飞机载荷可分为外界环境所引起的载荷和结构操作使用所引起的载荷。前者如大气紊流引起的阵风载荷，机场跑道不平所引起的动态滑行载荷，水面不同浪高所引起的水面滑行载荷等；后者如飞行员空中操作所引起的机动载荷，下滑着陆操作所引起的着陆撞击载荷，地面操作所引起的地面操纵载荷（包括刹车、转弯、牵引、打地转、最小半径转弯、发动机地面试车、前轮静态操纵等）。
飞机载荷可分为飞行载荷和地面载荷。前者如飞行机动载荷、阵风载荷；后者如着陆撞击载荷、滑行载荷、地面操纵载荷。
飞机载荷可分为垂直力、水平力（航向力和侧向力）、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩。
飞机载荷可分为机翼载荷、机身载荷、平尾载荷、垂尾载荷、起落架载荷等。
飞机载荷可分为飞机飞行中由空气动力产生的气动载荷、由运动加速度产生的惯性载荷和结构总载荷，而且结构总载荷等于气动载荷和惯性载荷之和。
飞机载荷可分为两类：与飞机或飞机的部分质量相关的质量载荷（力）和与质量无关的表面载荷（力）。质量力包括重量力、与法向加速度和切向加速度相关的惯性力。质量力与质量成正比，它分布在飞机结构整体中。表面力包括飞机三个方向的气动力（升力、阻力和侧力）、发动机推力和飞机各部分之间的相互作用力。
图1-2 结构载荷传递方式和机理
飞机载荷可分为集中载荷、线分布载荷、面分布载荷和体分布载荷。
飞机载荷可分为拉伸载荷（拉力）、压缩载荷（压力）、剪切载荷（剪力）、扭转力矩（扭矩）和弯曲力矩（弯矩）。结构载荷的传递方式和机理如图1-2所示。
飞机载荷的获取方法主要有以下几种：理论计算、风洞试验、飞行试验和参数识别。这些方法适用于飞机设计的不同阶段，而且有各自不同的适用范围。
初步设计阶段主要用理论计算的方法来初步确定飞机载荷，在打样设计阶段和详细设计阶段要用风洞试验的测力测压数据修正理论计算结果，有时甚至直接采用风洞试验测量的气动力。在整个设计阶段，载荷计算不是一次完成的，有一个由浅入深、由粗到精的反复计算和修正过程。在设计定型阶段则要通过飞行试验来获得真实飞行条件下的结构载荷，以验证计算是否满足设计要求。利用飞行试验所获得的实测载荷和相关的飞行参数，通过参数识别方法建立载荷和参数之间的统计关系，由此关系可以求出由于飞行试验可能测不到的高载和飞行试验测不出或测不准的某些动载荷，还可用于飞机投入使用后的飞机使用寿命监控中的疲劳载荷计算。
飞机结构在使用中所受到的载荷包括静载荷、动载荷、疲劳载荷和热载荷。疲劳载荷有以下主要特征：一是交变载荷；二是反复多次作用于飞机结构上。从这个角度来说，疲劳载荷也称重复载荷，即疲劳载荷是一种交变的重复载荷，而载荷谱则是对这种交变重复载荷的描述。由于载荷谱总是在飞机使用中才会产生，因此，人们通常把载荷谱称为使用载荷谱。
作用于工程结构上的疲劳载荷有两个主要来源：结构环境和结构使用。
结构环境指工程结构在使用过程中所经受的环境因素。以飞机结构为例，从环境位置来说包括飞机外部环境和内部环境；从载荷状态来说包括空中环境和地面环境；从环境性质来说包括载荷环境和腐蚀环境，载荷环境会带来飞机结构的疲劳破坏，而腐蚀环境会带来飞机结构的腐蚀损伤。这两种环境都直接决定飞机结构的使用寿命，只不过前者（载荷环境）主要决定飞机结构使用寿命的两个重要指标——飞行小时和起落次数，后者（腐蚀环境）主要决定飞机结构使用寿命的另一个重要指标——飞机日历年限。
就飞机载荷环境而言，主要包括如下几种：大气紊流所引起的阵风载荷、跑道不平度所引起的滑行载荷、结构振动所引起的振动载荷、航空噪声所引起的声载荷、飞机局部热源或高速战斗机气动加热引起的热载荷等，它们既属于飞机载荷范畴，又是飞机使用环境。
结构使用是指能产生载荷的结构操作。以飞机结构为例，它主要包括空中操作和地面操作，例如，发动机地面开车、功能检查、顶起、牵引、转弯、机动飞行、操纵系统工作、地形跟踪飞行、座舱增压、着陆撞击、刹车、地—空—地循环等。
载荷谱包括以下三层含义：
（1）载荷谱是一种客观存在。从谱的原始表现形态来看，载荷谱主要表现为载荷大小随时间的变化，即载荷时间历程，如图1-3所示。
图1-3 某运输机一次飞行经受的载荷时间历程示意图
（2）载荷谱又是一种主观产物，是主观对客观的反映。因为任何原始形态的载荷时间历程因种种原因不可能直接用于结构的疲劳分析或疲劳试验，必须要经过一定的改造制作工夫，也就是要把客观的载荷时间历程编制成使用载荷谱。另一方面，从工程结构设计角度来看，在新产品未使用之前，还不存在这种客观的载荷时间历程，必须根据产品相关标准、资料或以往类似产品的使用数据及经验来编制设计使用载荷谱。
（3）从载荷谱编制的角度来看，载荷谱实质上是工程结构使用中各级载荷大小出现频数的排列，因此，载荷谱有三个基本要素：载荷大小、出现频数和先后顺序，它们各自对结构使用寿命带来直接影响，这三个缺一不可。从某种程度上来说，编制使用载荷谱的过程实质上就是把疲劳载荷的时域转换为频域的过程，也是按可靠性设计要求对疲劳载荷进行统计分析的过程。
载荷谱中的一个交变载荷就是一个载荷循环，一个载荷循环的载荷大小通常可用5个参数来描述：最大载荷、最小载荷、载荷幅值（或载荷变程）、载荷均值和载荷比。为便于说明，这里用如图1-4所示的常幅应力谱来代表载荷谱，其载荷大小变成相应的应力大小。设最大应力为S max 和最小应力为S min 。定义应力幅值S a 、应力均值S m 、应力比R分别为
图1-4 常幅载荷谱
若应力比R=-1，则称为对称循环疲劳载荷；若R=0，则称为脉动循环疲劳载荷。5个参数中只要知道其中任意两个，就可求出其他三个。
载荷出现频数是指某一载荷谱块中各级载荷出现的次数。一个载荷谱块可大可小，最大的可用一个寿命期作为一个载荷谱块，小的可用一次飞行或一个任务段时间作为一个载荷谱块，比较常用的是用1000飞行小时、100飞行小时的整数倍、飞行训练大纲的一个训练周期或一年的飞行时间作为一个载荷谱块，一个载荷谱块也称一个载荷谱周期。一个载荷谱周期载荷出现频数有两种表示法：各级载荷大小实有出现频数和累积出现频数。
载荷顺序指载荷谱中各级载荷大小排列的先后次序，载荷顺序既包括一个载荷谱块内各级载荷大小的排列顺序，也包括一个谱块内各种任务及各次飞行的排列顺序。
可分为机动载荷谱、阵风载荷谱、座舱增压谱、着陆撞击谱、滑行谱、地面操纵载荷谱（包括刹车、转弯、牵引、打地转、最小半径转弯、发动机地面试车等）、振动谱、声载荷谱、热载荷谱等。
（1）过载谱。根据飞机三向过载（主要是重心法向过载）的时间历程而编制的谱，该谱用于评价载荷谱的严重程度，且作为编制飞机部件载荷谱或应力谱的基本输入。
（2）试验载荷谱。主要用于飞机元件、构件、部件或全机疲劳、耐久性或损伤容限试验。
（3）应力谱。主要用于估算飞机结构关键部位的疲劳寿命，并用于进行疲劳及断裂分析。
（1）设计使用载荷谱。在飞机设计阶段为进行疲劳/断裂分析和疲劳、耐久性和损伤容限试验所编制的载荷谱。
（2）服役使用载荷谱。在飞机服役期间（包括领先飞行期间）通过专门测试设备的飞行实测或使用寿命监控所编制的载荷谱。服役使用载荷谱也称实测载荷谱。从飞机使用寿命监控角度来说，服役使用载荷谱包括基准使用载荷谱和单机使用载荷谱。
（1）单机使用载荷谱。飞机机队中每架飞机在整个使用寿命期内的载荷经历，一般通过单机监控获得。
（2）飞机机队基准使用载荷谱。代表飞机机队基准使用情况的载荷谱，一般通过机队抽样监控获得。
（3）飞机基准使用载荷谱。代表某一型号飞机所有机队基准使用情况的载荷谱。换句话说，它是该型飞机所有机队的加权基准使用载荷谱。
现代飞机往往具有多用途能力，会执行各种不同的任务，战术技术和训练方法也会发生很大变化。不仅机队飞机实际的使用情况和设计预定的使用情况有显著差别，各个机队之间的使用情况也不相同，单架飞机的使用情况与机队基准使用情况也有显著差别。单机使用载荷谱有的要比机队基准使用载荷谱严重，有的则要轻得多。机队基准使用载荷谱和飞机基准使用载荷谱之间也有类似的情况。因此，很有必要编制这几种不同类型的服役使用载荷谱。
（1）无顺序载荷谱。指各级载荷大小的实有频数或累积频数。在这种谱中，没有载荷顺序的信息。这种谱主要用做编制飞-续-飞谱或程序块谱的直接输入，还可用于判断和比较各种载荷谱的严重程度。
（2）等幅谱。载荷大小为某一定值的载荷谱，其载荷顺序很显然是单一的，如图1-4所示。这种谱主要用于材料疲劳性能试验，也用于疲劳分析方法的研究，有时还用于比较两个结构疲劳性能的优劣。
（3）程序块谱。在一个载荷谱块（如100飞行小时或一个飞行训练周期）中载荷顺序为某种固定顺序的载荷谱。固定的载荷顺序一般为低—高—低、低—高或高—低等，如图1-5所示。
图1-5 程序块谱
（4）飞—续—飞谱。按一次飞行接着一次飞行所构成的载荷谱。在一次飞行或一次飞行的一个任务段中，载荷顺序可以是随机的，也可以是程序化的。各次飞行之间的排列可以是随机的，也可以是程序化的。飞—续—飞谱从不同角度还可以分成若干种类，这在后面将提到。
值得一提的是，程序块谱和飞—续—飞谱既可以是试验谱，也可以是应力谱。换句话说，这两种谱根据不同的目的，既可以用作疲劳/耐久性/损伤容限试验，也可以用作寿命估算和疲劳/断裂分析。
（1）任务段谱。以任务段作为编谱单元编制的载荷谱。
（2）任务谱。以各种任务的一次飞行作为编谱单元编制的载荷谱。一般来说，它由任务段谱导出，也可直接从实测结果给出。
（3）总谱。按飞机所有使用情况编制的载荷谱，可由任务段谱或任务谱导出。
（1）传统均值载荷谱。按传统均值载荷谱编制方法编制的实测载荷谱。
（2）代表起落随机载荷谱。按代表起落随机载荷谱编制方法编制的实测载荷谱。
可分为弯矩谱、剪力谱、扭矩谱、拉压载荷谱。
（1）平均谱。按飞机使用分布内的平均使用情况编制的载荷谱。
（2）严重谱。按飞机使用分布内的严重使用情况编制的载荷谱。