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荷、地面滑行載荷等又是載荷大小和出現次數都隨機分布的隨機載荷。因此，為了保證飛機
飛行的安全，單單考慮飛機機體結構的靜強度和剛度是不夠的，還要考慮飛機機體結構的抗
26渦輪發動機飛機結構與系統
疲勞性能。
    1．安全壽命設計思想
    安全壽命設計是建立在無裂紋的基礎上，當結構在疲勞載荷作用下出現宏觀的可檢裂紋
時，就到了結構的安全壽命終結點了。也就是說，一架機體結構不存在缺陷的新飛機從投入
使用到出現可檢裂紋這一段時間就是飛機結構的安全壽命。所以安全壽命設計只考慮無裂紋
（即可檢裂紋）壽命，而不考慮帶裂紋的壽命。CCAR - 25部規定安全壽命（疲勞）評定標
準為：這些結構必須用有試驗依據的分析表明，它們能夠承受在其服役壽命期內預期的重復
載荷作用而沒有可察覺的裂紋。
    安全壽命設計的任務是：用數理統計方法，通過設計、試驗和分析來確定新飛機的安全
壽命，保證在安全壽命期內，發生疲勞破壞的概率最小。
    安全壽命設計工作從一開始設計的材料選擇、應力水平控制、結構細節設計，到生產過
程中質量控制、部件及全尺寸飛機的疲勞試驗，以及在最后使用階段的載荷譜實測、壽命損
耗監測等，涉及并貫穿了飛機設計、生產和使用的全過程。
    安全壽命設計有如下幾點不足之處：
    ①不能確保飛機結構的使用安全
    安全壽命設計是建立在無裂紋的基礎上，也就是認為投入使用的新飛機是不存在缺陷
的，使用中一旦出現可檢裂紋，結構就不能再使用丁。實際上對于一般工程構件而言，存在
初始裂紋和缺陷是難免的。一旦構件存在初始缺陷或使用中出現裂紋沒有檢測到，就無法保
證在安全壽命內結構件的使用安全。
    ②不能充分發揮飛機結構的使用價值
    安全壽命設計思想認為：當結構在疲勞載荷作用下出現宏觀的可檢裂紋時，就到了結構
的安全壽命終結點了。實際上，當結構件在使用中出現可檢裂紋時，仍具有一定的剩余強度
和剩余壽命。在某些情況下，裂紋擴展壽命在構件總壽命中占有相當的比例。安全壽命設計
認為出現可檢裂紋的構件就不能使用了，這顯然是沒有充分發揮結構件的使用價值。
    ③導致飛機結構重量的增加
    安全壽命設計對疲勞破壞固有的分散性及一些不確定的因素用分散系數來考慮。為了保
證飛機在安全壽命期間內的使用安全，往往采用較大的分散系數（一般取4），導致飛機結
構重量的增加。
    ④不能制定對飛機進行科學而經濟的維修方案
    安全壽命設計不考慮裂紋擴展壽命，所以對裂紋擴展情況并不進行深入研究，也就無法
制定對飛機進行科學而經濟維修的維修方案。
    盡管有以上幾點不足，但安全壽命設計已在飛機壽命設計中使用了幾十年，經驗豐富，
特別是其中有關改善結構疲勞品質的設計方法、生產中強化質量控制的方法都被實踐證明是
成功相有效的，也都被后來的結構疲勞設計方法所借鑒和使用。
    2．破損安全設計思想
    破損安全是指部件中的一個構件發生破壞之后，其他殘存結構件仍能繼續承擔CCAR -
25部關于破損安全評定中所規定的各種狀態下的載荷，以防止飛機的破壞，或造成飛機剛
度的降低過多而影響飛機的正常使用。這也就是說，這種設計思想允許飛機結構有破損，但
必須保證飛機的使用安全。
    上篇飛機結構與機械系統27
    破損安全設計思想可看作損傷容限設計思想的“雛型”，至今仍是后者的一個組成
部分。
    3．損傷容限設計
    損傷容限設計概念是承認結構在使用前就帶有初始缺陷，并認為由初始缺陷到形成臨界
裂紋的裂紋擴展壽命即是結構的總壽命。所以它不考慮無裂紋壽命，只考慮帶裂紋壽命。
    損傷容限設計思想是：承認結構在使用前就帶有初始缺陷，但必須把這些缺陷在規定的
未修使用期內的增長控制在一定的范圍內，使結構滿足規定的剩余強度要求，以保證飛機的
安全性和可靠性。
    損傷容限設計方法是：承認結構在使用前就帶有初始缺陷，并通過結構設計和試驗研究
控制裂紋的擴展，對可檢結構給出檢查周期，對不可檢結構提出嚴格的剩余強度要求和裂紋
增長限制，以保證結構在給定的使用壽命內，不致因未發現的初始缺陷擴展失控而造成飛機
的災難性事故。由此可見，在損傷容限設計中，無論是可檢構件還是不可檢構件都可以帶著
　
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