损伤容限裂纹缓慢生长设计下，规定预存裂纹初始长度与形状

　　美国空军的MIL-A-83444《飞机损伤容限需求》中，规定飞机结构需采裂纹缓慢生长（Slow Crack Growth）设计或“破损安全”设计（注：在MIL-A-83444与FAA中，各有其破损安全设计的定义）。所谓的裂纹缓慢生长设计，就是结构上的初始裂纹，在一定期间内不会生长到临界值。单一负载路径结构一定得采用这种设计方式，例如战斗机的纵梁就属这种结构，其预存裂纹生长寿命需大于飞机设计服役寿命；而“破损安全”设计则分成：一、多重负载路径结构，如：战斗机的机翼和机身常以多个接头相接合，任一个接头损坏，其负载会转由其它接头分担。二、裂纹阻滞（Crack Arrest）结构，如：大型飞机的机身沿圆周方向，会在蒙皮内侧每隔 50厘米加贴一裂纹阻滞条，可阻挡沿机身方向延伸的蒙皮裂纹。

　　“损伤容限”设计必需假设飞机主结构件上，最容易产生裂纹的临界位置（Critical Area）上有一定大小的预存裂纹。就裂纹缓慢生长结构而言，在固定件孔边的初始裂纹长度与形状为：若结构厚度大于0.127厘米)，为半径0.127厘米的四分之一圆；若结构厚度小于或等于0.127厘米，则为长度0.127厘米的穿透裂纹。在非固定件孔边位置的初始裂纹长度与形状为：若结构厚度大于0.318厘米，为直径0.635厘米的半圆；若结构厚度小于或等于0.318厘米，则为长度0.635厘米的穿透裂纹。

　　就“破损安全”结构而言，初始裂纹长度与形状在固定件孔边为：如果结构厚度大于0.051厘米，为半径0.051厘米的四分之一圆；如果结构厚度小于或等于0.051厘米，则为长度0.051厘米的穿透裂纹。在非固定件孔边位置的初始裂纹长度与形状为：如果结构厚度大于0.127厘米，为直径 0.254厘米的半圆；如果结构厚度小于或等于0.127厘米，则为长度0.254厘米的穿透裂纹。

　　飞机制造出厂时，需以非破坏性检验（Non-Destructive Inspection）确定机体上没有大于上述尺寸的裂纹；飞机服役后，使用单位的地面维修人员，也要能以非破坏性检验，在这些预存裂纹的长度生长到临界长度造成飞机失事前，发现并予以修复。

　　美国联邦航空局适航规范中，无强制性的预存裂纹尺寸规定，其用意在让飞机制造商可依据不同的结构型态，弹性选择合宜的预存裂纹尺寸，譬如采干涉配合（Interference Fit）的铆钉孔，其预存裂纹就可假设为半径0.076厘米的四分之一圆。

损伤容限破损安全设计下，规定的预存裂纹初始长度与形状

　　飞机制造商对预存裂纹的非破坏性能力，需达到“百分之九十五∕百分之九十”的标准，意思是检验人员必需在百分之九十五的信心水平（Confidence Level）下，达到百分之九十的裂纹检出率（probability），也就是说：由一群体（population）中挑出100件裂纹样本进行检验时，至少能正确检出90件；而在100次程序相同的检验中，达到上述检出率的次数不少于95次。如果飞机制造商对更小的预存裂纹也满足上述条件，美国空军和联邦航空局都同意使用较规定更小的预存裂纹尺寸。

定期检查

　　“损伤容限”设计下的飞机结构安全与否，取决于检验人员能否及时发现裂纹，故需有定期检查的密切配合。美国联邦航空局于1981年5月发布的服务通报AC 91.56中，对检查现役飞机结构的补充性检查文件（Supplement Inspection Document），提出订定指导原则。通报中表示应运用破坏力学（Fracture Mechanics）的方法，制订此项文件。

　　经由破坏力学的裂纹生长分析，可获得结构在设计负载下，预存裂纹由初始长度生长到余留强度下可容忍最大裂纹长度（即：临界长度 ）所需的时间，此结构的首次检查时机（Inspection Threshold），为裂纹由初始长度生长到检查人员可检出的最小裂纹长度所需的时间；后续的再次检查时距（Repeated Inspection Interval），至多可定为裂纹由可检出最小长度生长到临界长度的一半，以确保在裂纹长度足以造成飞安事故前，至少有二次的检出机会。检查结果如果结构无损伤，飞机可继续飞行；如果发现有损伤，则进行结构修理或更换。换言之，只要按时执行检查并根据检查结果执行适当措施，飞机就可永续飞行。

　　在美国空军规范或是美国联邦航空局政策里，都规定结构执行非破坏性检查时，检查人员的裂纹检验能力必须达到“百分之九十五∕百分之九十”的标准。美国空军在1978年颁布《飞机损伤容限需求》的同时，委请洛克希德公司（Lockheed）进行美国空军有史以来规模最大的非破坏性检验人员能力评估，涵盖范围包括21处空军基地、300位空军非破坏性检验人员。评估报告让美国空军及航天业界大吃一惊：“只有一种检验方法满足‘百分之九十五∕百分之九十’的规范需求，其它检验方法在极端勉强下，可对1.27厘米长的裂纹达到规范需求。”在现实情况下，许多飞机结构的裂纹临界长度小于1.27厘米，因此无人可接受如此的结果。

损伤容限设计下的结构检查时距订定方法

　　美国空军事后迄今仍持续对非破坏性检验训练及装备不断进行改进，但根据美国空军2007年发表的一份报告，美国空军基地内大多数非破坏性检验人员的的检查能力仍然无法达到上述的标准，导致未能检出许多飞机主结构上的损伤，衍生出飞安顾虑，因此检查结果的不确定性是目前“损伤容限”设计的隐忧，这虽可由缩短检验时距来克服，但会降低飞机的妥善率，增加检验人员的负担。