柔性電子技術(shù)在飛機(jī)客艙應(yīng)用研究

王良 平莉 銀晨曦 / 北京飛機(jī)維修工程有限公司

介紹了柔性電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，柔性顯示屏與柔性傳感器在飛機(jī)座椅及其他客艙內(nèi)飾件上的應(yīng)用探索，以及現(xiàn)階段柔性電子技術(shù)應(yīng)用尚需解決的問(wèn)題。

柔性電子技術(shù)

柔性電子（Flexible Electronics）又稱為塑料電子（Plastic Electronics）、印刷電子（Printed Electronics）等，是指可以折疊、彎曲、甚至變形成任意形狀但仍保持高效光電性能、可靠性和集成度的薄膜電子器件，柔性電子技術(shù)是將柔性的無(wú)機(jī)/有機(jī)電子元件附著于柔性基底上，形成電路的技術(shù)。

柔性電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

柔性電子技術(shù)日趨成熟，已進(jìn)入高速發(fā)展期。其可變形、質(zhì)量輕、柔軟、可大面積應(yīng)用等特性，與新材料和新工藝結(jié)合，產(chǎn)生出大量新應(yīng)用，其中包括柔性顯示屏、柔性傳感器等。

柔性顯示屏近年來(lái)發(fā)展迅猛，它是基于柔性電子技術(shù)平臺(tái)上研發(fā)出的產(chǎn)品——有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極體（Active-matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED），最大的特點(diǎn)是輕薄、柔性、便于攜帶，屏幕屬于有機(jī)電激光顯示（OLED），通過(guò)控制發(fā)光材料上的電流控制亮度，自主發(fā)光，省去了傳統(tǒng)液晶顯示器（LCD）產(chǎn)品的背光機(jī)構(gòu)，具有自發(fā)光、亮度高、色域廣、響應(yīng)速度快、可實(shí)現(xiàn)彎曲等特點(diǎn)。

柔性傳感器由柔性顯示技術(shù)衍生而來(lái)，其具有柔軟的基底、良好的傳感性能與極佳的柔韌性。相較于傳統(tǒng)傳感器，它可根據(jù)實(shí)際需要安裝在一些不規(guī)則的復(fù)雜表面，極大地?cái)U(kuò)展了傳感器的應(yīng)用范圍。利用柔性傳感器和導(dǎo)電體，測(cè)量被測(cè)曲面的動(dòng)態(tài)彎曲曲率和彎曲角度，而且其彎曲測(cè)量結(jié)果不受拉伸變形的影響，所以在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，只需要讓傳感器與所需表面材質(zhì)簡(jiǎn)單貼合，就可以制作成可自由彎曲折疊、柔韌、可延展的電子傳感器，探測(cè)力信號(hào)并傳遞出去，輸入到相關(guān)的電子設(shè)備中。

目前柔性電子技術(shù)主要應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備行業(yè)和汽車行業(yè)。在移動(dòng)電子設(shè)備領(lǐng)域，各大電子廠商已推出各類產(chǎn)品，諸如柔性屏折疊手機(jī)、平板電腦、柔性屏手環(huán)等等。在汽車行業(yè)，主流的研發(fā)趨勢(shì)致力于將柔性顯示屏應(yīng)用于駕駛儀表面板、中控面板、副駕駛娛樂(lè)面板，甚至將三者合為一組整體式柔性顯示區(qū)域。

柔性電子技術(shù)在飛機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著旅客對(duì)出行舒適性的要求越來(lái)越高，乘機(jī)體驗(yàn)已成為航空公司的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域。因此將柔性電子技術(shù)應(yīng)用在飛機(jī)客艙中，能夠?yàn)槌丝蛶?lái)更好的乘機(jī)體驗(yàn)，為航空公司提升客座率，同時(shí)能夠節(jié)省燃油，降低運(yùn)營(yíng)成本。目前飛機(jī)客艙的顯示屏主要為L(zhǎng)CD 屏，尺寸為9～23 英寸，分辨率較低（1280*800 或1024*600），體積和重量較大。如果將柔性傳感器與柔性顯示屏相結(jié)合或獨(dú)立應(yīng)用于在客艙隔板、行李架、舷窗、座椅等內(nèi)飾件，可以提供更多柔性電子技術(shù)在客艙內(nèi)飾表面顯示與操控的可能性。

1.在客艙環(huán)境營(yíng)造方面的應(yīng)用

柔性屏顯示色彩鮮艷、圖像清晰，應(yīng)用在飛機(jī)客艙內(nèi)可以極大地提升乘客的飛行體驗(yàn)，更能實(shí)現(xiàn)和滿足航空公司高端艙位不同的場(chǎng)景要求。通過(guò)打造夢(mèng)幻般的客艙環(huán)境，也為航空公司提供一個(gè)展示信息的平臺(tái)。

為了充分利用空間、讓現(xiàn)有客艙顯得更大、更通透，可將柔性顯示屏安裝在天花板、行李箱門板、艙間隔板與側(cè)襯板，形成組合屏幕。航空公司可以通過(guò)實(shí)時(shí)攝像頭和傳感器將機(jī)身外景色反饋到屏幕上，也可根據(jù)登機(jī)/離機(jī)、起飛/著陸、就餐/睡眠等模式顯示不同圖像，如睡眠模式與就餐模式。情景模式會(huì)伴隨客艙整體情景照明而變化。

2.在舷窗方面的應(yīng)用

柔性電子技術(shù)與客艙舷窗結(jié)合變?yōu)橛|控半透明屏幕，乘客可以根據(jù)自身需求調(diào)節(jié)懸窗亮度，空乘人員在特定情況下也可統(tǒng)一操控智能舷窗，播放視頻圖像、目的地信息、中轉(zhuǎn)信息、廣告等內(nèi)容，提升客艙服務(wù)效率，同時(shí)給乘客帶來(lái)更加舒適愉快的飛行體驗(yàn)。

3.在座椅方面的應(yīng)用

1） 座椅控制

座椅是飛機(jī)客艙最重要的內(nèi)飾件之一，調(diào)整座椅姿態(tài)的方便程度，直接影響旅客的乘機(jī)體驗(yàn)。飛機(jī)現(xiàn)有座椅大部分是在座椅上加裝按鍵控制面板，通過(guò)按壓按鍵選擇對(duì)應(yīng)的動(dòng)作與功能，另外實(shí)體按鍵需要占據(jù)座椅表面的一部分空間，因此影響座椅的外觀整體性。將柔性傳感器嵌入座椅表面材料（如皮革或織物）內(nèi)，座椅在視覺上會(huì)更整體、在造型設(shè)計(jì)上會(huì)有更多的自由度。航空公司可根據(jù)需求配置不同的功能組件，利用雙擊、單擊、長(zhǎng)按、滑動(dòng)、縮放等不同的操控方式，實(shí)現(xiàn)座椅靠背俯仰及腿托升降等功能，讓操控更加便捷，乘坐體驗(yàn)更加舒適。

2） 椅背屏

椅背屏作為很多航空公司遠(yuǎn)程航班的標(biāo)配，為旅客提供音頻、視頻等機(jī)載娛樂(lè)服務(wù)。如果用柔性屏取代飛機(jī)傳統(tǒng)內(nèi)嵌式椅背屏，將節(jié)約大量空間和重量，進(jìn)而降低飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本，達(dá)到節(jié)能減排的功效。并且柔性顯示屏擁有亮度高，色域廣等特點(diǎn)，可以為乘客帶來(lái)更好的觀影體驗(yàn)；若將可展開式柔性屏安裝在座椅靠背，乘客需要觀影時(shí)只需拉開座椅屏幕，休息時(shí)收起屏幕即可，并且不影響內(nèi)飾整體美觀性。

當(dāng)前應(yīng)用于飛機(jī)客艙的限制

柔性電子技術(shù)行業(yè)目前的主流發(fā)展趨勢(shì)是應(yīng)用于汽車座艙內(nèi)的產(chǎn)品及便攜式移動(dòng)電子設(shè)備，在航空領(lǐng)域涉及較少，這其中一部分原因是受限于以下限制：

1.壽命短

目前主流柔性顯示屏的使用壽命為：在環(huán)境溫度為25℃、屏幕亮度50%時(shí)，可使用15000 小時(shí)。如果按每天使用12 小時(shí)計(jì)算，只夠使用1250 天，即不到三年半的時(shí)間。因此作為一款航空產(chǎn)品，這樣的使用壽命顯然是無(wú)法滿足航空公司需求的。

2.成本高

柔性電子技術(shù)行業(yè)目前還無(wú)法將柔性顯示器的研發(fā)成本和生產(chǎn)成本控制到較低的水平。目前大部分柔性顯示屏的價(jià)格是LCD 顯示屏成本的4～5 倍，同時(shí)航空領(lǐng)域的產(chǎn)品數(shù)量需求又低于移動(dòng)電子設(shè)備行業(yè)和汽車行業(yè)，由此會(huì)造成經(jīng)濟(jì)效益低的問(wèn)題。

3.對(duì)尖銳物品抗性較差

目前柔性顯示屏另一個(gè)主要缺點(diǎn)是對(duì)尖銳物品抗性較差，易被刺破并且破損后無(wú)法修復(fù)。雖然破損時(shí)無(wú)有害氣體、液體泄漏，但考慮到柔性顯示屏昂貴的成本，頻繁更換無(wú)疑會(huì)給航空公司帶來(lái)困擾。

4）適航性

航空領(lǐng)域當(dāng)前不是柔性電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，因此目前各類柔性電子產(chǎn)品都缺乏充分的適航驗(yàn)證，阻燃性、抗壓性等屬性可能無(wú)法滿足適航要求，這會(huì)帶來(lái)潛在的技術(shù)限制。

雖然與客艙現(xiàn)有顯示與傳感技術(shù)相比，柔性電子產(chǎn)品現(xiàn)階段有以上劣勢(shì)，但通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，柔性電子技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一是在車載領(lǐng)域的大量應(yīng)用，特別是在儀表盤、中控區(qū)、后視鏡、車窗、風(fēng)擋等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景，因此眾多柔性電子生產(chǎn)商已經(jīng)進(jìn)行大量的研發(fā)投入，在使用壽命、降低成本、提升強(qiáng)度等方面將會(huì)取得巨大的進(jìn)展。另一方面，諸如空客、漢莎技術(shù)公司等航空領(lǐng)域先驅(qū)，已經(jīng)與一些柔性電子廠商進(jìn)行柔性屏幕相關(guān)項(xiàng)目合作。所以相信在不久的未來(lái)，柔性電子技術(shù)將會(huì)在飛機(jī)客艙內(nèi)得到應(yīng)用，柔性顯示與柔性傳感技術(shù)將會(huì)變革飛機(jī)客艙空間，為乘客創(chuàng)造未來(lái)化、數(shù)字化、個(gè)性化的客艙體驗(yàn)。