圖 5-1典型的直升機結構直升機受到的外載荷來自空中（以受紊流影響或在做機動飛行時）和地面（在滑行、起飛、著陸和地面維護時）。
直升機結構必須具備足夠的強度，以承受各種載荷，包括在正常飛行時極端條件下的重載荷。結構必須能夠承受超出它的重量多倍的力，因此，設計者必須考慮滿足適航標準的結構強度要求。
直升機結構要能夠承擔極限載荷而沒有永久變形，另外在極限范圍內的受載變形不能影響直升機的安全飛行。對于每一個極端載荷條件下，必須通過靜、動態(tài)測試或結構分析等方法對結構強度和變形的大小進行測試和驗證。
直升機在設計和取證時給出了一個特定飛行時的最大重量，這個重量稱為最大起飛重量。直升機的裝載必須使起飛重量小于規(guī)定的最大起飛重量，否則結構將承擔超出其設計能力的載荷，影響直升機的結構安全。

5.1.2直升機結構設計思想
一安全壽命設計思想
航空器結構構件出現(xiàn)可檢裂紋被看作是一種破壞，形成這種裂紋所需的時間就是構件的疲勞壽命。安全壽命設計思想最早出現(xiàn)于上世紀五十年代，所謂安全壽命設計是要求直升機結構在一定階段內不發(fā)生疲勞破壞。采用安全壽命設計思想進行航空器結構設計時，通過對航空器結構的各種科學地計算和分析，對航空器結構進行安全壽命估算和評定。這種設計思想是以結構無初始缺陷假設為基礎的，事實上，即使在嚴格的質量控制條件下，在結構中總有可能出現(xiàn)未被發(fā)現(xiàn)的初始缺陷或裂紋。如果這些裂紋得不到控制而進一步擴展，就會造成結構失效。因此采用安全壽命設計方法測算的壽命與實際試驗和使用壽命相差很大，因而安全壽命設計思想不能確保航空器結構的安全性，結構必須作經(jīng)常性檢查。
在給出安全壽命時，要考慮磨損、疲勞和腐蝕情況的影響。壽命可以用飛行小時、起落或循環(huán)等來表達。二破損安全設計思想
由于安全壽命設計思想不能保證安全可靠，六十年代開始提出了破損安全設計概念。破損安全是指結構構件破壞之后，它所承擔的載荷可以由其他殘余結構繼續(xù)承擔，以防止航空器的破壞，或航空器剛度降低過多而影響航空器的正常使用。因此這種設計思想允許航空器結構有破損，但必須保證航空器的安全。
需要提醒的是，如果某一允許失效件發(fā)生故障，殘余結構承擔負載后，就再沒有后備件，應盡可能及早檢查出故障，以防止發(fā)展到無法挽回的地步。三損傷容限
破損安全與安全壽命相結合的設計思想仍然帶有一定的局限性，仍不足以解決安全與壽命問題，而且整架直升機因重復性結構而重量過大。隨著科學技術的不斷發(fā)展，從七十年代開始出現(xiàn)了損傷容限設計思想。
損傷容限的概念是承認結構中存在一定程度的未被發(fā)現(xiàn)的初始缺陷、裂紋或其他損傷。通過損傷容限特性分析與試驗，對可檢結構給出檢修周期，對不可檢結構給出最大允許初始損傷，以保證結構在給定的使用壽命期限內，不會發(fā)生因為未被發(fā)現(xiàn)的初始缺陷、裂紋或其他損傷擴展而引起災難性的破壞事故。
損傷容限的概念要求裂紋在日常檢查中能被發(fā)現(xiàn)并且裂紋的生長率很低，檢查周期可以進行調整。確定檢查周期的原則是如果一個可檢裂紋在一次檢查中錯過，裂紋發(fā)展到下一次檢查時仍不失效。最小可檢裂紋長度由廠家來給出，并且在直升機取得適航證時得到局方認可。
下面是破損安全和損傷容限概念的圖示：

圖 5-2破損安全結構示例

圖 5-3損傷容限結構示例
四耐久性設計
耐久性的含義是指在規(guī)定的時間內，航空器結構抵抗疲勞開裂、磨損、腐蝕及外來物損傷的能力。耐久性設計思想的基本要求是航空器結構應具有大于一個設計使用壽命的經(jīng)濟壽命。所謂經(jīng)濟壽命是指結構出現(xiàn)大范圍的裂紋，以至于如果要修理則不經(jīng)濟，不修理又會影響使用功能的結構壽命。在經(jīng)濟壽命時間，結構不會出現(xiàn)功能消弱或失效，例如油箱滲漏。耐久性設計因此成為提高航空器結構耐久性和維修經(jīng)濟性的重要設計方法，它保證航空器結構具有最低的維修費用。