商用飛機工業(yè)設(shè)計進化史

彭露

在2018年珠海航展上，如果說裝有矢量發(fā)動機的殲10B是飛行表演區(qū)的明星，那么，中俄遠程寬體客機CR929的展示樣機則是室內(nèi)展區(qū)的明星。殲10B只要一起飛，大部分觀眾都會跑到室外抬頭觀看，同樣，CR929展示樣機只要一開放參觀，必有眾多觀眾在展臺前排起長龍，爭睹CR929高大上的客艙真容。

當(dāng)然，人們對飛機工業(yè)設(shè)計的興趣不只停留在展覽上，在實際的航班選擇中，飛機艙內(nèi)設(shè)施及乘坐體驗越來越成為一個重要的因素。也正是因為如此，飛機工業(yè)設(shè)計已成為各大運營商宣傳的重點，波音飛機的“天空內(nèi)飾”、“夢想飛機內(nèi)飾”，以及空客的“A380內(nèi)飾”，在為主制造商和航空公司爭取眼球的同時，也使工業(yè)設(shè)計走進了大眾的視野。

工業(yè)設(shè)計是連接工程與客戶需求的重要橋梁。商用飛機中的工業(yè)設(shè)計是提升乘坐舒適性的重要手段，它關(guān)注色彩、材料、表面裝飾、制造工藝、機械結(jié)構(gòu)和整體形態(tài)等，要求設(shè)計結(jié)果不但能從效用、經(jīng)濟性等方面滿足消費者使用的功能需求，還能在美觀、情感等方面滿足乘客的審美需求。

不過，能為商用飛機如此加分的工業(yè)設(shè)計并不是跟隨著飛機的誕生而誕生的，它是全球航空工業(yè)大發(fā)展、航空運輸業(yè)競爭日益加劇的產(chǎn)物?；仡櫳逃蔑w機工業(yè)設(shè)計的發(fā)展歷程，我們大致可以將其分為三個階段。

萌芽階段：代表機型波音707

在這一階段，工業(yè)設(shè)計開始在商用飛機領(lǐng)域發(fā)揮作用，主要關(guān)注乘客的生理需求，人機工程學(xué)得到廣泛應(yīng)用。這一階段的代表機型是波音707。

美國設(shè)計師沃爾特·提格是最早在產(chǎn)品設(shè)計中注意到人體工程學(xué)因素的設(shè)計師之一。他與工程技術(shù)人員密切合作，從外形上解決技術(shù)問題，使他設(shè)計的機械具有比較少的凹凸外形，便于清潔、保養(yǎng)，提高安全度，也利于用戶使用。

1956年，沃爾特·提格的設(shè)計事務(wù)所同波音公司的設(shè)計部門合作，共同設(shè)計了波音707的客艙。這是現(xiàn)代民航客機機艙設(shè)計的杰出代表，開創(chuàng)了飛機工業(yè)設(shè)計的先河。

在設(shè)計過程中，沃爾特·提格通過數(shù)十次模擬飛行來試驗座椅、廚房和其他設(shè)施是否符合人機工程學(xué)原理。他還在飛機客艙采用了隱蔽的燈光、寬大舒適的座椅和讓人感到寧靜的色彩，把波音707打造成當(dāng)時最舒適的商用飛機之一。

波音707的優(yōu)秀設(shè)計影響了世界各國的飛機主制造商，促進了全球商用飛機工業(yè)設(shè)計水平的提高。沃爾特·提格的設(shè)計公司也借此揚名立萬，后來還在西雅圖開設(shè)了辦公室，參與了包括747、787在內(nèi)的波音公司幾乎所有機型的設(shè)計工作。

以波音707為對象進行工業(yè)設(shè)計的，還有美國著名工業(yè)設(shè)計先驅(qū)羅維。20世紀(jì)60年代，羅維完成了美國總統(tǒng)專機波音707式“空軍一號”的客艙和涂裝的改進設(shè)計。此后，為美國總統(tǒng)服務(wù)的“空軍一號”一直保持著羅維的設(shè)計風(fēng)格：機尾部分印著星條旗，機翼上有美國空軍的標(biāo)記和英文縮寫，前艙門的右下方有一個巨大的美國國徽，機身由白色、淡藍色和深藍色組成。今天，我們看到美國總統(tǒng)特朗普出行時乘坐的“空軍一號”，仍然采用這一經(jīng)典涂裝。

發(fā)展階段：代表機型波音737

在這一階段，大飛機的工業(yè)設(shè)計得到快速發(fā)展，波音、空客兩大巨頭的競爭促使客艙內(nèi)飾設(shè)計愈發(fā)完美，乘客的生理需求和心理需求得到了前所未有的滿足。波音737的工業(yè)設(shè)計可作為這一階段的代表。

其實，波音早在20世紀(jì)50年代就建立了自己的設(shè)計部門。與美國汽車公司的設(shè)計部門不同，波音的設(shè)計部門不是為了創(chuàng)造吸引顧客的外形而建立的，它的主要功能是改進飛機的內(nèi)部設(shè)計，以便提供更安全、更舒適的客艙設(shè)備和產(chǎn)品。

在沃爾特·提格的設(shè)計公司為波音設(shè)計了747飛機客艙之后，波音公司的設(shè)計部門從中總結(jié)了工業(yè)設(shè)計經(jīng)驗，在以后的飛機設(shè)計中取得了顯著的成就。美國麥道公司、歐洲空客公司受到波音公司工業(yè)設(shè)計成果的深刻影響，紛紛成立了自己的工業(yè)設(shè)計部門。

飛機的工業(yè)設(shè)計首先要解決的是如何通過座椅、相關(guān)設(shè)施的設(shè)計以及空間布置和內(nèi)部裝飾等，來緩解乘客的疲勞與無聊。人們乘坐飛機出行時，受客艙空間的限制，不可能像坐火車那樣，在客艙里來回走動，也不可能如坐汽車那樣，可以隔一段時間停下來休息。

因此，飛機座椅的設(shè)計非常重要，具體而言，座椅的設(shè)計包括座椅的造型和色彩、座椅的舒適性、座椅的附件設(shè)計、座椅的布置、座椅與座椅的連接、座椅的安裝、座椅與客艙的協(xié)調(diào)性等方面的內(nèi)容。這一切都需要工業(yè)設(shè)計參與其中，在人性化設(shè)計理念的指導(dǎo)下，使客艙變得美觀、時尚、舒適。乘客置身其中，感覺愉悅、開心。當(dāng)然，飛機客艙的設(shè)計還必須考慮飛機飛行的特點，比如高空顛簸、超重和失重等。

除了客艙，工業(yè)設(shè)計也逐步融入到駕駛艙的設(shè)計中。飛機駕駛艙里有許多儀表、儀器和各種操作按鈕、控件，它們的形狀、大小和位置非常重要。這就是業(yè)界常說的人機界面設(shè)計，需用人機工程學(xué)和設(shè)計心理學(xué)的原理來指導(dǎo)。

在飛機駕駛艙設(shè)計中，工業(yè)設(shè)計師必須根據(jù)飛行員的靜態(tài)尺寸、動態(tài)尺寸、活動范圍、心理特性、視覺特性、感覺特性等來設(shè)計各種儀表、儀器、按鈕和控件的形狀、大小，并對它們進行合理布置，使飛行員能方便地觀察這些儀表、儀器，能輕松地操作這些按鈕、控件，在確保安全飛行的同時，提升飛行員的駕駛舒適度。

在數(shù)十年的實踐中，波音公司的工業(yè)設(shè)計取得了豐碩的成果。1992年，波音777憑借兼具美學(xué)與舒適性的駕駛艙設(shè)計，獲得美國工業(yè)設(shè)計師協(xié)會的“工業(yè)設(shè)計優(yōu)秀獎”。2011年，波音787憑借視覺效果極佳的客艙設(shè)計，獲得了“工業(yè)設(shè)計優(yōu)秀獎”中的“交通工具”及“設(shè)計策略”兩個類目的金獎，后來又獲得“紅點產(chǎn)品設(shè)計獎”。

此后，波音在737MAX的設(shè)計中延用了787的“天空內(nèi)飾”設(shè)計，包括采用多彩LED的情景燈光照明系統(tǒng)、更大的行李箱以及新設(shè)計的側(cè)壁板與舷窗等。

波音737MAX的細節(jié)設(shè)計非常人性化。比如，行李箱采用了下拉式旋轉(zhuǎn)開啟的方式，當(dāng)其關(guān)閉時被藏入天花板中，給過道和座椅頂部帶來了更大的空間。開啟箱門的手柄能滿足不同人群的使用習(xí)慣，既可下?lián)?，也可上撥?img src="https://cimg.fx361.com/images/2019/12/07/qkimagesdafjdafj201901dafj20190103-3-l.jpg"/>

在波音之外，空客公司也擁有自己的工業(yè)設(shè)計部門，建立了數(shù)百人的專業(yè)團隊，為自己的產(chǎn)品提供專業(yè)的工業(yè)設(shè)計和配套服務(wù)。2008年，空客開發(fā)的兩款創(chuàng)新型客艙系統(tǒng)，在同年的飛機內(nèi)飾展覽會上獲得“水晶客艙獎”。

巴航工業(yè)也非常重視飛機工業(yè)設(shè)計。其E-Jets E2客艙內(nèi)飾設(shè)計融合了諸多創(chuàng)新元素，通過模塊化設(shè)計擴大了乘客的個人空間及隨身行李空間。該設(shè)計獲得2015年度“水晶客艙獎”。

與先進國家相比，中國的工業(yè)設(shè)計還處在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的初期階段。不過，在環(huán)渤海、長三角、珠三角等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，工業(yè)設(shè)計產(chǎn)業(yè)已初步形成。2011年，工信部等11個部委聯(lián)合發(fā)布《促進工業(yè)設(shè)計發(fā)展的若干指導(dǎo)意見》，各級政府和企業(yè)的重視程度有了明顯提高，工業(yè)設(shè)計產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展。

具體到民機研制領(lǐng)域，中國商飛公司成立后，在客服中心成立了工業(yè)設(shè)計所，專門從事與客艙相關(guān)的工業(yè)設(shè)計工作。工業(yè)設(shè)計所近年來也有不少作品斬獲了國內(nèi)外設(shè)計大獎，但總體來說，和國外先進水平相比，中國商用飛機的工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)還十分薄弱。

前沿探索階段：代表機型空客A350

在這一階段，客艙內(nèi)飾開始應(yīng)用更多的高科技設(shè)備，提供更多的交互式、多感官體驗?！俺丝腕w驗”成為客艙內(nèi)飾設(shè)計追求的重要目標(biāo)，前沿探索和設(shè)計創(chuàng)新成為飛機制造商展現(xiàn)自身實力的重要手段。這一階段的代表機型是空客A350。

空客A350的全新客艙內(nèi)飾被稱為“飛行空間”，其設(shè)計核心是統(tǒng)一的客艙產(chǎn)品系列，顯著提升乘客的乘坐體驗，同時向航空公司提供多樣化的選擇。A350客艙內(nèi)部的橫截面直徑達5.6米，空間增大使其能擁有更大的頭頂行李艙。空客還為A350客艙配備了目前最先進的第四代機載娛樂系統(tǒng)，給包括經(jīng)濟艙在內(nèi)的每個座椅背后都安裝了高清顯示屏，供乘客觀影娛樂。模塊化的電子器件和導(dǎo)線被智能化地集成在一起，使A350獨創(chuàng)性地擁有純平地板，座椅下的空間也得到更多釋放。

在空客位于漢堡的A350客艙定制中心，用戶可以快速、高效地完成客艙定制工作，也可以現(xiàn)場體驗A350的其他設(shè)計，比如能夠發(fā)出1670萬種顏色的LED情境燈光系統(tǒng)，多達100種的商務(wù)艙和衛(wèi)生間設(shè)計，以及多種多樣的廚房選項等。

在這一階段，更高效的空間利用、更舒適的乘坐體驗、更多元化的客艙娛樂體驗等是商用飛機工業(yè)設(shè)計的主要特點。

在提高空間利用率方面，更多的公司開始關(guān)注客艙空間的高效利用，一些設(shè)計師正在探索密度更高的客艙布局方案。例如，Sicma宇航座椅公司研究的MYAH設(shè)計方案，通過對一體化功能的拆解，布置了一個針對坐姿優(yōu)化的座椅，結(jié)合一旁的平鋪睡床，形成一套單獨艙位，從而實現(xiàn)了坐臥分離，增強了舒適性。此外，通過利用縱向空間，使前后睡床在高度上分層布局，可以實現(xiàn)客艙的高密度排布。

在提供更舒適的乘坐體驗方面，阿提哈德航空公司為其A380配置的頭等艙可以作為代表。它有一間客廳、獨立雙人臥室和一間可淋浴的盥洗室。乘客可以享受專屬的私人空間，并配有專屬的管家、頂級廚師以及門衛(wèi)服務(wù)等。

在更多元化的娛樂系統(tǒng)方面，預(yù)計虛擬現(xiàn)實將替代電視屏幕，引領(lǐng)航空娛樂的未來。事實上，目前已有不少航空公司在航展上展出了自己研發(fā)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，參觀者可以通過VR眼鏡體驗飛行中客艙的真實狀態(tài)。另外，在飛行員培訓(xùn)、機務(wù)維修以及設(shè)計展示方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用也比較廣泛。相信隨著整個行業(yè)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實在航空娛樂領(lǐng)域會有很大的發(fā)展。屆時，旅客們可以在漫長的旅途中享受虛擬世界的奇妙體驗了。