飛機(jī)駕駛艙門人機(jī)工效淺析

安琳琳++汪洋

摘 要：在民用飛機(jī)使用中，安全性，舒適性等越來(lái)越被客戶重視。舒適性要求在飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮人的因素。主要包括人體體能，可達(dá)性，心理極限等。駕駛艙主要面向機(jī)組人員，因此在設(shè)計(jì)駕駛艙門時(shí)，應(yīng)以機(jī)組人員為對(duì)象充分考慮人機(jī)工效。該文將以事件為主體，結(jié)合CCAR25部適航條款要求和駕駛艙門功能對(duì)門進(jìn)行人機(jī)工效分析，并提出設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：飛機(jī) 駕駛艙門 人機(jī)工效

中圖分類號(hào)：V223.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（b）-0072-01

駕駛艙門用于阻隔駕駛艙和客艙，除供機(jī)組人員正常進(jìn)出駕駛艙外，必須為機(jī)組人員提供保護(hù)，防止未被授權(quán)人員暴力入侵駕駛艙。在應(yīng)急情況下艙門卡住時(shí)，駕駛員可以應(yīng)急逃離駕駛艙，同時(shí)在駕駛艙失壓時(shí)必須有快速卸壓方式，以避免對(duì)機(jī)組人員造成傷害。駕駛艙門設(shè)計(jì)主要面對(duì)機(jī)組人員，設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行可操縱性和舒適性等人機(jī)工效的考慮。

1 駕駛艙門基本操作

駕駛艙門基本操作包括：正常情況下艙門的控制和緊急情況下艙門的控制。

1.1 正常情況下艙門的控制

正常情況下，駕駛艙門必須有如下使用：

（1）飛行過(guò)程中，駕駛員可以監(jiān)控到門鎖的開(kāi)啟狀態(tài)。

（2）客艙側(cè)有其他機(jī)組人員請(qǐng)求進(jìn)入駕駛艙時(shí)，控制門開(kāi)啟。

1.2 緊急情況下艙門的控制

緊急情況下，駕駛艙門有如下使用：

（1）門鎖定系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，告警系統(tǒng)提示。

（2）有不法分子試圖侵入駕駛艙時(shí)，拒絕進(jìn)入。

（3）飛機(jī)應(yīng)急著陸時(shí)，若門卡住，機(jī)組人員可逃離駕駛艙。

（4）駕駛艙內(nèi)機(jī)組人員喪失行動(dòng)能力后，客艙側(cè)機(jī)組人員可實(shí)施緊急救援。

（5）駕駛艙失壓時(shí)，卸壓口蓋的開(kāi)啟。

2 駕駛艙門人機(jī)工效分析

2.1 正常情況下艙門的控制

（1）飛行過(guò)程中，駕駛員通過(guò)駕駛艙門控制面板可以監(jiān)控到門鎖的開(kāi)啟狀態(tài)?？刂泼姘迳系拈T鎖信號(hào)顯示器可顯示鎖定狀態(tài)，未鎖定狀態(tài)，鎖失效三種狀態(tài)。駕駛艙門的控制面板屬于飛行中需要操作但使用頻率不太高的設(shè)備，此類不超過(guò)頭眼轉(zhuǎn)動(dòng)的最大視區(qū)；在水平面內(nèi)一般駕駛員頭眼轉(zhuǎn)動(dòng)的最大視區(qū)位左偏95°到右偏95°，垂直面內(nèi)最大視區(qū)范圍為正常視線偏上90°與正常視線偏下75°之間，正常視線即水平面偏下15°?？刂泼姘宓奈恢脩?yīng)布置在此范圍內(nèi)。

（2）客艙側(cè)有機(jī)組人員請(qǐng)求進(jìn)入時(shí)，機(jī)組人員將通過(guò)鍵盤密碼板按門鈴請(qǐng)求進(jìn)入。密碼板的安裝位置應(yīng)布置在客艙側(cè)，為便于操作，應(yīng)安裝在靠近駕駛艙門的位置，例如門立柱或廚房盥洗室側(cè)板上。其安裝高度應(yīng)滿足5%身高的亞洲女性（153 cm）伸長(zhǎng)手臂后可以操作。通常情況下，此身高的機(jī)組人員指尖到地面高度為57.5 cm，前臂長(zhǎng)度為22 cm，則其可達(dá)范圍為（57.5 cm，175 cm），因此密碼板安裝應(yīng)布置在此范圍內(nèi)。門凈開(kāi)口應(yīng)滿足機(jī)組人員自由進(jìn)出，其開(kāi)口應(yīng)至少大于5%亞洲女性的肩寬39 cm。[1]

門鈴響后，駕駛艙接收到信號(hào)，副駕駛可通過(guò)駕駛艙門觀察孔鑒別請(qǐng)求人員人份。觀察孔的設(shè)計(jì)位置應(yīng)方便駕駛員查看人員身份，應(yīng)同時(shí)滿足5%亞洲女性和95%的美洲男性（身高188 cm）可觀察范圍，5%女性踮腳后最高可視范圍為165 cm，觀察孔位置建議略高于5%的亞洲女性視線（142 cm），而且95%美洲男性俯身后最低可視范圍為150 cm，觀察孔中視鏡一般設(shè)計(jì)成與艙門成30°傾角，在駕駛艙可以俯視到客艙的較大范圍，因此，觀察孔安裝高度控制在150～165 cm。

請(qǐng)求進(jìn)入人員為機(jī)組人員時(shí)，被允許進(jìn)入，則駕駛員可在駕駛艙操縱門鎖手柄控制其開(kāi)啟。門鎖手柄位置應(yīng)不低于5%身高的亞洲女性指尖到地面高度57.5 cm，同時(shí)為克服手柄的扭緊力，應(yīng)便于駕駛員施加力，人員施加操縱力最高位置建議控制在視線以下。以5%的亞洲女性為例，門鎖手柄安裝高度應(yīng)控制在（57.5 cm，140 cm）。5%的亞洲女性可施加的最大力不超過(guò)17kg，因此手柄扭緊彈簧設(shè)計(jì)預(yù)加載力值應(yīng)不超過(guò)160 N。

2.2 緊急情況下艙門的控制

（1）根據(jù)CCAR25.1309，設(shè)備、系統(tǒng)及安裝，必須提供警告信息，向機(jī)組指出系統(tǒng)的不安全工作情況并能使機(jī)組采取適當(dāng)?shù)募m正動(dòng)作。門鎖定系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，駕駛艙門擴(kuò)音器將發(fā)出蜂鳴聲提醒駕駛員，此聲音應(yīng)避免對(duì)駕駛員的身體舒適度造成影響，同時(shí)不應(yīng)影響到駕駛員的判斷能力，聲音應(yīng)不高于75分貝。

（2）有不法分子試圖侵入駕駛艙時(shí)，駕駛員可以通過(guò)操作控制面板的旋鈕，將門鎖置于拒絕模式下，在該模式下門鈴無(wú)效，避免了不法分子持續(xù)按門鈴對(duì)駕駛員工作造成干擾。同時(shí)駕駛員在操縱旋鈕時(shí)，為保使操縱簡(jiǎn)單快捷，旋鈕力值應(yīng)不超過(guò)30 N。但同時(shí)為避免誤操作，同時(shí)根據(jù)CCAR25.777條（a）駕駛艙每個(gè)操縱器件的位置必須保證操作方便并防止混淆和誤動(dòng)，旋鈕力值應(yīng)大于10 N，在控制板上有標(biāo)識(shí)。根據(jù)CCAR25.777條（c），設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮身高153 cm飛行機(jī)組成員就座并系緊安全帶和肩帶時(shí)可控制到旋鈕。以人體中心為中軸線，控制面板安裝位置據(jù)中軸線距離應(yīng)不超過(guò)75 cm。

（3）根據(jù)CCAR25.772要求，飛機(jī)應(yīng)急著陸時(shí)，如果駕駛艙門被卡住，機(jī)組人員可通過(guò)駕駛艙門的逃生口蓋逃離駕駛艙。機(jī)組人員應(yīng)按下逃生口蓋的機(jī)械按鈕打開(kāi)逃生口蓋。同時(shí)根據(jù)CCAR25.811規(guī)定，每個(gè)旅客應(yīng)急出口的接近通路和開(kāi)啟措施，必須有醒目的標(biāo)記。駕駛艙門逃生口蓋按鈕可設(shè)計(jì)成紅色以便于機(jī)組人員辨識(shí)。逃生口蓋打開(kāi)或拆下后，其開(kāi)口尺寸應(yīng)同時(shí)滿足5%的亞洲女性和95%的美洲男性可以快速逃離。其開(kāi)口寬度應(yīng)大于95%的美洲男性的肩寬，尺寸為43 cm。因此駕駛艙門的凈開(kāi)口也應(yīng)大于43 cm（不僅滿足5%亞洲女性正常進(jìn)出駕駛艙）。

（4）駕駛艙內(nèi)機(jī)組人員喪失行動(dòng)能力后，客艙側(cè)機(jī)組人員同樣通過(guò)鍵盤密碼板輸入密碼，密碼板的安裝位置在2.1中已考慮，密碼輸入正確后，駕駛艙擴(kuò)音器同樣發(fā)出蜂鳴聲，此聲音的持續(xù)時(shí)間與通過(guò)門鈴請(qǐng)求進(jìn)入時(shí)時(shí)間通常是相同的，必須同時(shí)考慮到駕駛員的反應(yīng)時(shí)間和緊急救援要求的時(shí)間，因此其時(shí)間控制在30～110 s之間。密碼輸入正確后，過(guò)一定時(shí)間艙門電子鎖開(kāi)啟，客艙內(nèi)機(jī)組人員通過(guò)駕駛艙門的外部手柄開(kāi)啟駕駛艙門。外部手柄的安裝高度跟駕駛艙門的鎖位置保持一致，為滿足CCAR25.795條款中防彈的要求，一般外部手柄設(shè)計(jì)成凹槽開(kāi)口，便于機(jī)組人員抓握，此開(kāi)口應(yīng)滿足5%的亞洲女性可將3指深入進(jìn)行操作，其寬度應(yīng)大于為4 cm。若開(kāi)口過(guò)大，可能造成子彈易侵入，同時(shí)可能促成不法分子施加拉力，因此寬度應(yīng)小于8 cm。

（5）駕駛艙失壓時(shí)，駕駛艙門必須設(shè)計(jì)有卸壓口蓋快速卸壓，以防止對(duì)機(jī)組人員造成傷害，其卸壓時(shí)間必須控制在60 ms以內(nèi)，因而卸壓感應(yīng)鎖發(fā)生故障概率應(yīng)小于10-9。

3 結(jié)語(yǔ)

駕駛艙門設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮以上人機(jī)功效因素，以滿足機(jī)組人員對(duì)飛機(jī)舒適性，可操作性的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王輝.人類工程學(xué)淺述[J].火控雷達(dá)技術(shù)，1983（3）：13-34.

[2] 中國(guó)民航局.CCAR25-R4.中國(guó)民用航空規(guī)章第25部-運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)民用航空局，2011.endprint