第二章飞机的外载荷与设计规范
第一节飞机结构的主要载荷
飞机在飞行过程中，外界作用于飞机的载荷主要有：升力 "、阻力 、发动机推力 及飞机重力 %。飞机在起飞、着陆及在地面运动时，除飞机重 %外，还有地面作用在前、主起落架上的地面支反力 &’，&(，和摩擦力 &)。
通常，将质量乘以加速度的负值称为惯性力。即惯性力在数值上等于质量乘以加速度，方向与加速度方向相反。
飞机重力 %（ (*）和惯性力 +（ , (-）均与飞机本身质量 (有关，故统称之为质量力。
此时飞机既有平移运动，还可能有旋转运动，由牛顿第二定理可知：
, . (-/ （0 , 0 , 1）
23 —24 —% . (-" （0 , 0 , 0）
, 23 5 6 24（ 7 6 5）. 89 -9 （0 , 0 , :）
式中 23 ———机翼升力；
24 ———尾翼升力；
-/，-" —
—/，"方向的加速度；
89 ———飞机绕 9轴的质量惯性矩；
-9 —
—飞机绕 9轴的角加速度。
这里的坐标轴方向是按右手直角机体坐标系规定的，即原点 ;在飞机重心；纵轴 ;/平行于机身轴线，指向前；竖轴 <在飞机对称平面内，垂直于 ;/轴，指向上（当飞机处于正常平飞姿态时）；横轴 ;9垂直于飞机对称平面，由右手系规定。
在把飞机简化成一个质点研究飞机运动规律时，可将飞机的各种外载移至重心处（即坐标原点）进行分析，至于角加速度的影响，将在后面加以讨论。
飞机在使用过程中究竟受哪些力？下面我们取几种典型情况来讨论。
一、等速直线平飞时的受载情况
飞机作水平等速直线飞行时，它所受的力有：升力 "、重力 %、阻力 和发动机推 •1==•
第二篇 ;现代飞机结构综合设计
力 。此时： "，%（& ’& ’(）
飞机在这种飞行情况下，所受载荷处于静平衡状态，因此飞机无任何方向的加速度。人坐在飞机里，如不看窗外景物的相对运动，就感觉不出在飞行。这种情况的外载特点是：作用在飞机上的升力等于飞机的重力（ )* +），推力等于阻力（ %）。飞机上的各种装载、设备作用在它们连接接头处的力与飞机静止时的情况相同。
二、俯冲后拉起时的受载情况
这是一种常见的在垂直平面内作曲线机动飞行的情况。此时，作用在飞机上的外载荷有 "，，%，，此外由于有曲线运动的向心加速度作用，产生了离心惯性力。设飞机的速度为 ，航迹的曲率半径为 ,，则法向（ )向）加速度为： -) .& ,
离心惯性力为
2&
/) —0-)1 ,（& ’& ’3）
将这些力投影到机体的 )坐标方向，可得到方程式
’ &
." ’ 456" 1,
于是
" 456" 7 2& （& ’& ’8）
1,
当飞机在弧形航迹的最低点时，此时 " 9，456" +，则
" +7 2& （& ’& ’:）
1,
由此可见，在俯冲拉起过程中，飞机所需的升力不等于重力，而是等于重力乘以一个系数，这个系数就是该升力与重力之比（它与飞机的飞行状态参数有关），称之为载荷系数（即过载系数，或简称过载）。飞行中，升力经常在变化着，在俯冲拉起时，升力可能大大超过飞机的重力。飞机的机动动作越剧烈，升力大于重力必定越多，飞机受力越严重。
第二节 ;复杂载荷情况
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