飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)探討論文
摘要：
飛機(jī)運(yùn)行環(huán)境特殊，如果因?yàn)樵O(shè)計(jì)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(duì)飛機(jī)駕駛艙進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定人機(jī)工程核心地位，保證可以為駕駛員提供一個(gè)安全、舒適、高效的飛行環(huán)境。文章結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，基于飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則體系和布局規(guī)則，對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
關(guān)鍵詞：
飛機(jī)；駕駛艙；人機(jī)工程
設(shè)計(jì)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(jī)，完成飛行任務(wù)。對(duì)飛機(jī)駕駛艙進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)，核心要求對(duì)飛機(jī)安全、性能進(jìn)行保障，充分發(fā)揮具有的作戰(zhàn)效能，提高人機(jī)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(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)存不足進(jìn)行分析，采取有效措施進(jìn)行優(yōu)化。
1飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)分析
對(duì)飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析，涉及到的學(xué)科比較多，包括照明、視覺、色彩、多體動(dòng)力學(xué)、光學(xué)以及生物力學(xué)等，需要根據(jù)實(shí)際操作應(yīng)用需求，做好每個(gè)節(jié)點(diǎn)的科學(xué)設(shè)計(jì)，確�？梢詽M足飛行員操作要求。駕駛艙設(shè)計(jì)可分為需求定義、概念設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及試飛幾個(gè)階段，在不同階段均需要明確相應(yīng)的`人工工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)和目的。例如需求定義階段，要確定合理的設(shè)計(jì)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(píng)估輸出設(shè)計(jì)理念評(píng)估、需求分析與評(píng)估。概念設(shè)計(jì)階段即重點(diǎn)對(duì)駕駛艙功能流程與需求操作進(jìn)行分析，確定概念設(shè)計(jì)框架，然后便可進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，做好人機(jī)功能分配與操作界面設(shè)計(jì)，并要適當(dāng)引入人機(jī)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(duì)機(jī)組工作負(fù)荷進(jìn)行分析，并確定情景意識(shí)與人機(jī)差錯(cuò)，對(duì)飛機(jī)操作程序進(jìn)行優(yōu)化，為試飛階段打好基礎(chǔ)。
2飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1人機(jī)工程設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)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(jìn)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(jì)，無論是內(nèi)容還是位置均需要具有較高的可識(shí)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(shí)，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(jìn)行設(shè)置，避免與其他項(xiàng)目和標(biāo)簽造成混亂。對(duì)于標(biāo)記標(biāo)牌的設(shè)置，要注意不得將其設(shè)置在會(huì)對(duì)飛行員行動(dòng)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(jī)駕駛艙設(shè)備儀器運(yùn)行是否為正常狀態(tài)對(duì)整個(gè)飛行任務(wù)執(zhí)行來說具有重要意義，在危險(xiǎn)來臨時(shí)，飛行員可以更快的通過音頻信號(hào)獲得相應(yīng)信息，及時(shí)采取操作措施。即應(yīng)在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)設(shè)置音頻警告信號(hào)，確保飛行員可以更容易發(fā)現(xiàn)問題。
2.2人機(jī)工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)
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(jī)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(duì)于控制器、顯示器等設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合機(jī)組人員操作習(xí)慣，并對(duì)內(nèi)部功能系統(tǒng)進(jìn)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(duì)飛行員行為產(chǎn)生阻礙，可以滿足身高在157.5cm~190.5cm機(jī)組人員活動(dòng)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(jī)實(shí)用限制內(nèi)安全完成任何機(jī)動(dòng)動(dòng)作。還要減少諸如耳機(jī)、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(tái)布局
操縱臺(tái)上需要設(shè)置控制器與顯示器，并要嚴(yán)格設(shè)計(jì)控制臺(tái)尺寸，降低操作難度，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也應(yīng)更符合人體機(jī)能操作要求。還應(yīng)對(duì)飛行員心理和生理特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)操縱臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者也可以按照預(yù)期運(yùn)動(dòng)方向操作進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(tái)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(jī)工效。另外，應(yīng)根據(jù)使用時(shí)機(jī)和功能，來對(duì)各操作裝置進(jìn)行集中布置，尤其是飛行控制、動(dòng)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(jì)
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(duì)話，在飛行任務(wù)中為儀器觀察和操作最為頻繁的部位。基于人機(jī)工程設(shè)計(jì)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(shí)，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(jī)駕駛艙內(nèi)各機(jī)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(gè)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(jī)信息交流系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要確定使用順序、操作功能、使用頻率與重要性四項(xiàng)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(shí)際操作需求。其中，要注意緊急制動(dòng)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(duì)飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，為保證可以切實(shí)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(huì)對(duì)飛行員操作行為產(chǎn)生不良影響。
參考文獻(xiàn):
[1]鞠峰.飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2007.
[2]馬智.飛機(jī)駕駛艙人機(jī)一體化設(shè)計(jì)方法研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2014.
[3]黃平.淺談通用飛機(jī)駕駛艙人機(jī)工程設(shè)計(jì)基本原則[J].科技資訊，2015，08：37.
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