飞机在空中飞行时，作用在飞机上的外力有发动机推力P、空气动力R和重力G。作用在飞机上除重力之外的合外力与飞机所受重力之比，称为过载。过载是一个矢量，其方向沿推力及空气动力的合力方向。

以航迹坐标轴系为例，讨论无风情况下的过载。取飞机的质心为原点，纵轴Oxh、与航迹方向即飞行速度方向一致；立轴Oyh在飞机对称面内，垂直于Oxh指向上；横轴Ozh通过质心，垂直于飞机对称面，指向右。在航迹坐标轴系将过载投影到正交坐标系上为

式中，nx为切向(纵向)过载，沿飞行速度方向；ny沿立轴Oyh，垂直于飞行速度方向；nz沿横轴Ozh，垂直于飞行速度方向。

令

式中，nf成为法向过载。

设发动机推力沿飞行速度方向，将发动机推力、空气动力投影到航迹坐标轴系，可写出切向过载的表达式：

另外有

式中，Z为飞机所受侧力。当飞机没有侧滑时，所受侧力为零，则nz=0。

在飞机的三个过载中，ny起着重要作用，因此，如果不加说明，一般说的过载都是立轴方向的过载ny，又称为载荷因数。

可以证明，当飞机以过载n作机动飞行时，驾驶员会感觉他身上受到一个相当于他本身所受重力n倍的作用力。这个作用力实际上是飞机作机动飞行时，座椅给飞行员的反作用力。

证明如下

设飞行员所受重力为G1、质量为m1，座椅对他的反作用力为N，飞机质量为mg，飞机飞行中的加速度为a，则飞行员具有和飞机相同的加速度：

可得到：N=nG1

飞行中当ny>1时，飞行员会感觉到相当于他本身所受重力ny倍的压力，形成超重现象。这时人体内的血液会由于惯性向下肢积聚，时间久了会感到晕眩。一般情况下，如果飞行飞行员坐姿正确，他在5~10s内能承受的极限过载为8；在20~30s内能承受的极限过载为5。

飞行中当ny=1时，飞行员感觉如同静止时。

飞行中当ny，飞行员会感觉到失重。这时血液向头部集中，飞行员更难以忍受，因此通常很少在负的过载下飞行。某些飞行中，飞行员为避免负的法向过载，可使飞机倾斜甚至倒飞(头朝下)，例如在退出跃升或进入俯冲时。

一些典型飞行状态的过载如下：

飞机平飞时，由于升力等于重力，因此ny等于1；飞机等速直线上升和下降时，由于升力小于重力，因此ny小于1。

飞机设计中还要考虑到飞机能承受的过载。飞机的结构强度一般用飞机可以承受的最大过载来加以限制。FAR23.305对飞机强度的规定中，定义了两个最大载荷因数(过载)的概念:限制载荷因数和极限载荷因数。限制载荷因数是飞机服役期中正常使用下的最大允许过载，飞机结构必须能够承受限制载荷因数而无有害的永久变形。极限载荷因数是飞机结构必须能够承受至少3s而不被破坏的过载，为前者的1.5倍。飞机规定的载荷因数均为限制载荷因数。

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文字与图片来源：《飞机飞行力学》（清华大学出版社出版）、部分图片来自网络。

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