飛機駕駛艙人機工程設(shè)計探討論文
摘要：
飛機運行環(huán)境特殊，如果因為設(shè)計不當(dāng)而影響駕駛效果，很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。因此，在對飛機駕駛艙進行設(shè)計時，需要確定人機工程核心地位，保證可以為駕駛員提供一個安全、舒適、高效的飛行環(huán)境。文章結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計經(jīng)驗，基于飛機駕駛艙人機工程設(shè)計準(zhǔn)則體系和布局規(guī)則，對設(shè)計要點進行了簡要分析。
關(guān)鍵詞：
飛機；駕駛艙；人機工程
設(shè)計合理的駕駛艙，要求可以為飛行員提供飛行信息，使其可以精準(zhǔn)的控制飛機，完成飛行任務(wù)。對飛機駕駛艙進行人機工程設(shè)計，核心要求對飛機安全、性能進行保障，充分發(fā)揮具有的作戰(zhàn)效能，提高人機匹配度，為飛行員提供安全舒適的操作環(huán)境。應(yīng)結(jié)合實際情況，對現(xiàn)存不足進行分析，采取有效措施進行優(yōu)化。
1飛機駕駛艙人機工程設(shè)計分析
對飛機駕駛艙人機工程設(shè)計內(nèi)容進行分析，涉及到的學(xué)科比較多，包括照明、視覺、色彩、多體動力學(xué)、光學(xué)以及生物力學(xué)等，需要根據(jù)實際操作應(yīng)用需求，做好每個節(jié)點的科學(xué)設(shè)計，確�？梢詽M足飛行員操作要求。駕駛艙設(shè)計可分為需求定義、概念設(shè)計、總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計以及試飛幾個階段，在不同階段均需要明確相應(yīng)的`人工工程設(shè)計要點和目的。例如需求定義階段，要確定合理的設(shè)計理念，并完成需求分析，確定各子系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)需求，并在此基礎(chǔ)上完成人因評估輸出設(shè)計理念評估、需求分析與評估。概念設(shè)計階段即重點對駕駛艙功能流程與需求操作進行分析，確定概念設(shè)計框架，然后便可進行初步設(shè)計，做好人機功能分配與操作界面設(shè)計，并要適當(dāng)引入人機工程新型技術(shù)與系統(tǒng)功能[1]。詳細(xì)階段則必須要結(jié)合駕駛艙工程模擬器對機組工作負(fù)荷進行分析，并確定情景意識與人機差錯，對飛機操作程序進行優(yōu)化，為試飛階段打好基礎(chǔ)。
2飛機駕駛艙人機工程設(shè)計要點
2.1人機工程設(shè)計要求
2.1.1一體化
即控制和顯示一體化要求，確定位置與運動關(guān)聯(lián)分析必要性，將功能相關(guān)控制和顯示設(shè)置在一起，并按照操作順序與功能進行分類，將其設(shè)置在最方便位置[2]。
2.1.2標(biāo)記標(biāo)牌
任何標(biāo)記標(biāo)牌的設(shè)計，無論是內(nèi)容還是位置均需要具有較高的可識別性、解讀性，可以根據(jù)其內(nèi)容描述來執(zhí)行措施避免傷害。一般標(biāo)記標(biāo)牌與安全性關(guān)系較小且空間有限制時，可以采取垂直方向布置，內(nèi)容從上到下讀取。且各類標(biāo)記標(biāo)牌要按照內(nèi)容進行設(shè)置，避免與其他項目和標(biāo)簽造成混亂。對于標(biāo)記標(biāo)牌的設(shè)置，要注意不得將其設(shè)置在會對飛行員行動產(chǎn)生影響的位置，尤其是手或手臂位置。
2.1.3聲音要求
飛機駕駛艙設(shè)備儀器運行是否為正常狀態(tài)對整個飛行任務(wù)執(zhí)行來說具有重要意義，在危險來臨時，飛行員可以更快的通過音頻信號獲得相應(yīng)信息，及時采取操作措施。即應(yīng)在飛機駕駛艙內(nèi)設(shè)置音頻警告信號，確保飛行員可以更容易發(fā)現(xiàn)問題。
2.2人機工程設(shè)計要點
2.2.1總體布局
駕駛艙內(nèi)集合了眾多功能子系統(tǒng)，與人機工程有著密切聯(lián)系，為保證滿足飛行員操作要求，需要保證駕駛艙內(nèi)總體布局的合理性，最大限度降低飛行員心理、生理壓力，減少飛行任務(wù)過程中的疲勞感。對于控制器、顯示器等設(shè)備設(shè)計時需要結(jié)合機組人員操作習(xí)慣，并對內(nèi)部功能系統(tǒng)進行合理分配，提高各子系統(tǒng)間作業(yè)協(xié)調(diào)性，更符合人體力學(xué)需求。任何設(shè)備的安裝與配置，均不得對飛行員行為產(chǎn)生阻礙，可以滿足身高在157.5cm~190.5cm機組人員活動空間要求，為飛行任務(wù)中的飛行員提供最大的自由度[3]。另外，還要保證有寬闊、清晰和不失真的視界，可以在飛機實用限制內(nèi)安全完成任何機動動作。還要減少諸如耳機、麥克風(fēng)導(dǎo)線產(chǎn)生的干擾，以及空間不夠?qū)π袨楫a(chǎn)生影響。
2.2.2控制臺布局
操縱臺上需要設(shè)置控制器與顯示器，并要嚴(yán)格設(shè)計控制臺尺寸，降低操作難度，且結(jié)構(gòu)設(shè)計上也應(yīng)更符合人體機能操作要求。還應(yīng)對飛行員心理和生理特點進行綜合分析，按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對操縱臺進行設(shè)計，或者也可以按照預(yù)期運動方向操作進行設(shè)計，如手柄向下，受控部位放下；手柄向上，受控部位收上；手柄向后，受控部位向后；手柄向前，受控部位向前。且要適當(dāng)提高受控部件性能參數(shù)，或者部件接通。還可以在操縱臺上設(shè)置相關(guān)顯示裝置，并保證操作作業(yè)的協(xié)調(diào)性，獲得最高人機工效。另外，應(yīng)根據(jù)使用時機和功能，來對各操作裝置進行集中布置，尤其是飛行控制、動力燃油系統(tǒng)與導(dǎo)航系統(tǒng)，布置方位要便于飛行員操作。
2.2.3儀表面板設(shè)計
儀表面板主要包括顯示器與控制器，主要負(fù)責(zé)飛行員與各種儀器的對話，在飛行任務(wù)中為儀器觀察和操作最為頻繁的部位�；谌藱C工程設(shè)計要求，應(yīng)將儀表面板設(shè)置在駕駛員正前方，且控制與駕駛員視線成直角，視距在710mm。飛行員坐姿時，儀表面板與地面夾角保持70°~80°，且面板高度要控制在視線水平線10°以內(nèi)，以及高于視水平線45°，最佳應(yīng)與駕駛員眼高平行。
2.2.4顯示器布置
飛機駕駛艙內(nèi)各機器設(shè)備功能復(fù)雜，且各子系統(tǒng)間存在密切聯(lián)系，在有限操作空間內(nèi)集中了多個顯示器與操縱器，為保證飛行員操縱精準(zhǔn)性與快速性，獲得最佳人機信息交流系統(tǒng)，在設(shè)計時需要確定使用順序、操作功能、使用頻率與重要性四項準(zhǔn)則，根據(jù)控制器與操縱器設(shè)置順序排列布置，降低飛行員記憶與操作難度。其中，應(yīng)盡量將功能相同、相關(guān)顯示器和操縱器組合在一起，且保證使用頻率高的在最佳視區(qū)或最佳操作區(qū)，相反使用頻率小的則可以布置在次要區(qū)域，更好的滿足實際操作需求。其中，要注意緊急制動器的布置，雖然使用頻率低，但是要保證設(shè)置位置的合理性，避免位置不便于操作而出現(xiàn)安全事故。
3結(jié)束語
對飛機駕駛艙設(shè)計要求進行分析，為保證可以切實滿足飛行員操作要求，需要做好駕駛艙內(nèi)整體布局，保證各功能系統(tǒng)間配置的合理性，確保所有系統(tǒng)均可以協(xié)調(diào)作業(yè)，且不會對飛行員操作行為產(chǎn)生不良影響。
參考文獻(xiàn):
[1]鞠峰.飛機駕駛艙人機工程設(shè)計研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2007.
[2]馬智.飛機駕駛艙人機一體化設(shè)計方法研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2014.
[3]黃平.淺談通用飛機駕駛艙人機工程設(shè)計基本原則[J].科技資訊，2015，08：37.
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