大飛機(jī)客艙內(nèi)飾優(yōu)化設(shè)計(jì)尺寸數(shù)據(jù)研究

劉家冀 蔡寒松 黃念一

關(guān)鍵詞：CR929 大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)分析 內(nèi)飾設(shè)計(jì) 人機(jī)工程學(xué)

引言

近年來，隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展，人民收入水平的提高，人們更愿意選擇乘坐飛機(jī)出行，快捷便利，民航客運(yùn)業(yè)高速發(fā)展。

民用飛機(jī)客艙的主體功能是完成乘客的運(yùn)輸，同時(shí)也是乘客在飛行中的主要活動(dòng)區(qū)域，乘客乘坐舒適在民用飛機(jī)客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)中占有著重要的因素。由于民機(jī)客艙內(nèi)部環(huán)境和空間是有限的，因此無法像其他出行方式一樣，可以自由走動(dòng)來抵消旅途的疲乏，也無法途中停下來休息。所以，采用什么樣的方法與設(shè)計(jì)來讓長(zhǎng)時(shí)間久坐的乘客在乘坐過程中不感到疲倦與勞累將作為考察飛機(jī)客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)好壞與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CR929大飛機(jī)客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)的用戶研究數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)經(jīng)濟(jì)艙及商務(wù)艙的座椅靠背，座面尺寸，扶手與頭枕，座椅背部組件進(jìn)行優(yōu)化。貫徹以人為中心的設(shè)計(jì)理念，從人的物理尺寸、生理特點(diǎn)、心理需求出發(fā)，對(duì)客艙內(nèi)飾整體造型尺寸進(jìn)行更為人性化的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出飛機(jī)經(jīng)濟(jì)艙和商務(wù)艙設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)尺寸，期望可以為設(shè)計(jì)師開展飛機(jī)客艙設(shè)計(jì)提供一些參考。

一、調(diào)查數(shù)據(jù)研究

（一）用戶大數(shù)據(jù)與民機(jī)內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)相結(jié)合

民航客機(jī)產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)下衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要參考，通過用戶乘機(jī)行為采集大數(shù)據(jù)，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析用戶畫像，從而為客艙的內(nèi)飾設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。

大數(shù)據(jù)時(shí)代下，工業(yè)設(shè)計(jì)日趨服務(wù)化和個(gè)性化，產(chǎn)品會(huì)由單純的產(chǎn)品設(shè)計(jì)往智能服務(wù)設(shè)計(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。工業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)化主要是立足于非物質(zhì)的服務(wù)設(shè)計(jì)，把服務(wù)設(shè)計(jì)的概念融入到整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)的過程中，從而更能更有效地改善企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，提高用戶的使用體驗(yàn)感。[4]

大數(shù)據(jù)技術(shù)需要通過交互設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)可視化的數(shù)據(jù)展現(xiàn)和更便捷的使用方式，可以再也不用通過隨機(jī)抽樣調(diào)查等原始的方式來獲取用戶的信息，分析出不太可靠的結(jié)論，從而使產(chǎn)品定位和實(shí)際有所偏差。以CR929為代表的新一代新機(jī)型較傳統(tǒng)舊飛機(jī)在飛行性能和內(nèi)飾設(shè)計(jì)上已經(jīng)有了很大的改觀，結(jié)合新技術(shù)與新的設(shè)計(jì)方法對(duì)新一代大飛機(jī)的客艙內(nèi)飾進(jìn)行重新設(shè)計(jì)成為航空業(yè)和學(xué)術(shù)界的研究方向。

（二）乘客意愿調(diào)查分析

設(shè)計(jì)的本質(zhì)是在當(dāng)前的科技背景下，尋求最佳的途徑去滿足人的需求，設(shè)計(jì)不僅要關(guān)注當(dāng)前的科技成果，更要明晰人的需求[1]。將用戶大數(shù)據(jù)與民機(jī)內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)結(jié)合，通過提前設(shè)計(jì)調(diào)查問卷及查閱相關(guān)資料，收集了各類人群的喜好意愿，調(diào)查人群的年齡分布圖如圖1所示，并對(duì)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及可視化處理。

在短則幾十分鐘長(zhǎng)則幾十個(gè)小時(shí)的飛行過程中，飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)飾是乘客對(duì)機(jī)艙最為直觀的第一感受，也是影響乘客飛行體驗(yàn)最直接的因素。將外部因素輸入乘客，同時(shí)乘客所具有的主觀感知輸出成舒適或不適的體驗(yàn)，由此乘客選擇長(zhǎng)途航班考慮因素多邊形統(tǒng)計(jì)圖如圖2所示[12]，通過了解乘客對(duì)飛機(jī)客艙各方面優(yōu)化設(shè)計(jì)的意愿，為客艙優(yōu)化設(shè)計(jì)提供方向。研究結(jié)果表明在影響乘客舒適度的重要外部因素中占比最高的前三位分別是座椅，腿部空間以及娛樂系統(tǒng)。根據(jù)調(diào)查意愿結(jié)果，重點(diǎn)針對(duì)經(jīng)濟(jì)艙的座椅靠背，扶手與頭枕，座椅背部組件以及商務(wù)艙的外框進(jìn)行優(yōu)化。如何通過客艙內(nèi)飾的整體規(guī)劃和部分重要細(xì)節(jié)的把握，降低乘客在密閉空間中的緊張感，從而讓乘客愛上飛行。本項(xiàng)目經(jīng)過調(diào)查數(shù)據(jù)研究進(jìn)行了具體優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。

二、經(jīng)濟(jì)艙人機(jī)分析及設(shè)計(jì)

（一）座椅優(yōu)化設(shè)計(jì)

客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)最重要的是舒適性，影響乘客舒適度的重要外部因素中占比最高的是座椅。研究表明，座椅舒適與否與座椅是否可依據(jù)坐姿改變，是否能夠在座椅上舒適地進(jìn)行活動(dòng)、是否適合不同身型、是否具有理想的體壓分布、椅面不應(yīng)具有剪切力、便于調(diào)節(jié)以及是否符合人體工學(xué)曲線這些要素來決定。

運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理在研究人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)基本要素上，不單純著眼于單個(gè)要素的優(yōu)良與否，而是將其作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行研究。因此，對(duì)座椅的人機(jī)分析，把人的坐姿與座椅的式樣和尺寸聯(lián)系起來，使之適宜于就坐著的人體尺寸以及人的生理特征，確定座椅的相關(guān)關(guān)鍵尺寸，為乘客提供舒適的環(huán)境。CR929作為大型寬體客機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)要追求其在空間上的寬敞舒適感，過道寬度應(yīng)滿足在乘務(wù)員推小推車經(jīng)過的情景下還能使一人側(cè)身通過。

如圖3呈現(xiàn)的是用戶在座椅上承受的壓力感受[13]，可以直觀地看到用戶在乘坐飛機(jī)時(shí)最不舒服的部位是背部、肩頸部，腿部及其他次之。

如圖4表明多數(shù)用戶對(duì)于航空座椅的評(píng)價(jià)中規(guī)中矩，甚至?xí)械讲皇孢m，極少人會(huì)覺得很舒適，可見座椅的舒適性是客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)痛點(diǎn)。

根據(jù)前期調(diào)研大數(shù)據(jù)得出一行座位排布為3-3-3，并在滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的情況下，單組座椅的總寬設(shè)置為1560mm，三組座椅的總寬設(shè)置為5610mm，過道寬設(shè)置為465mm，滿足亞洲女性95百分位至亞洲男性95百分位尺寸要求。如圖5所示為座椅排布的優(yōu)化設(shè)計(jì)草圖及造型設(shè)計(jì)草圖。

1.座椅靠背

座椅靠背的設(shè)計(jì)好壞與否直接關(guān)系到乘客的乘坐的出行舒適度，因此有必要針對(duì)座椅靠背進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。根據(jù)坐姿生理學(xué)，在坐姿狀態(tài)下，支撐人體的主要結(jié)構(gòu)是脊柱、骨盆、腿和腳等。在設(shè)計(jì)座椅的過程中要充分考慮到人體的腰椎和骶骨承擔(dān)了大部分負(fù)荷，這兩部分至關(guān)重要。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10000-88《中國(guó)成年人人體尺寸》，以及通過對(duì)現(xiàn)有的飛機(jī)座椅靠背設(shè)計(jì)研究，推薦靠背形狀采用貼合人的脊柱形狀，兩側(cè)采取翼狀合圍式，并為乘客提供腰部靠墊，使乘客更具有舒適感。靠背最高點(diǎn)距座面高度為670mm。向后傾斜一定角度，腰部貼合點(diǎn)距座面高度為230mm，為人的背部和腰部提供了很好的支撐。座椅在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮到為使腰曲弧線處于正常狀態(tài)，保障乘客出行舒適度，應(yīng)增加靠背弧度曲線。根據(jù)對(duì)靠背生理學(xué)分析，可以確定靠背的一些關(guān)鍵尺寸。靠背寬度推薦值為470mm，靠背傾角推薦值為108°～120°，滿足亞洲女性95百分位至亞洲男性95百分位尺寸要求，具體尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖如圖6所示。

2.座面尺寸

座面是飛機(jī)座椅設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的兩個(gè)要素之一。椅面大小、厚度、距地板高度應(yīng)該貼合人體尺，滿足大多數(shù)乘客的需要。椅面的形狀和材質(zhì)符合人機(jī)工學(xué)，保證坐姿狀態(tài)的舒適度，降低疲勞感。從坐姿生物力學(xué)的角度分析，座面應(yīng)該盡量水平或者有輕微的傾角。座椅前緣應(yīng)該略低于座面，座面采用具有一定剛性的織物。在座面尺寸設(shè)計(jì)上，座面的關(guān)鍵尺寸包含座面寬度，座面高度、座面深度以及座面傾角。

常用的單人座椅座面寬度在370-420mm之間，推薦座面寬度為420mm。常用的座面高度385mm-430mm，推薦值為400mm。常用座深尺寸范圍在360-390mm之間，推薦值為380mm。此外座面通常有一定的后傾角，以減緩?fù)炔渴芰?，緩解乘客的出行疲勞。座面傾角通常為2°-5°之間，推薦值為4°。座墊設(shè)計(jì)根據(jù)人體臀部曲線以及臀部受力方式分析得出，符合人體生理學(xué)相關(guān)研究。厚度采用國(guó)際通用值10mm，長(zhǎng)寬均為420mm，提高乘客的舒適感。滿足亞洲女性95百分位至亞洲男性95百分位尺寸要求。具體尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖如圖6所示。

3.座椅背側(cè)相關(guān)設(shè)計(jì)

與座椅其他部分不同，隨著人們對(duì)于出行體驗(yàn)的要求提高，座椅背側(cè)的設(shè)計(jì)也直接關(guān)乎到乘客的精神需求和視覺體驗(yàn)。通過對(duì)這些設(shè)備的人機(jī)交互設(shè)計(jì)可以提高乘客操作的便捷性，增加座椅的功能性和美觀性，還能體現(xiàn)不同航空公司的設(shè)計(jì)風(fēng)格，展示其別有的特色。座椅背側(cè)的相關(guān)設(shè)計(jì)主要包括小桌板、顯示屏、腳蹬以及置物袋。具體尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖如圖6所示。

顯示屏左下方分別為耳機(jī)、麥孔，以及兩個(gè)USB接口，設(shè)置總寬為130mm，直接與顯示屏相連，可用于投屏、傳輸數(shù)據(jù)或充電。手機(jī)可放置在下方的手機(jī)袋中，設(shè)置高度為190mm。下方的六邊形方孔滿足大部分水杯形狀，可用于放置水杯，將方孔第一層翻開可放置并固定垃圾袋，實(shí)現(xiàn)一孔多用，設(shè)置高度為110mm。小桌板位于座椅后方，采用創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，通過向上按壓小桌板上的按鈕可順勢(shì)直接實(shí)現(xiàn)小桌板收放，符合人體生理學(xué)。置物袋位于小桌板下方，上小下大，可以放置體積較大的物體，置物袋的開合采用記憶彈簧，拉開后即可自動(dòng)彈回，增加了乘客存放物品的安全性。

（二）經(jīng)濟(jì)艙人機(jī)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)匯總

綜合以上大飛機(jī)客艙內(nèi)飾優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)艙優(yōu)化后的尺寸

三、商務(wù)艙人機(jī)分析與設(shè)計(jì)

（一）商務(wù)艙座椅優(yōu)化設(shè)計(jì)

商務(wù)艙與經(jīng)濟(jì)艙最大的不同在于目標(biāo)受眾，商務(wù)艙對(duì)標(biāo)于高端精英人士，對(duì)于舒適度和高級(jí)感的設(shè)計(jì)需要著重考慮。重點(diǎn)針對(duì)商務(wù)艙的外框，包括多功能區(qū)以及座椅背側(cè)相關(guān)組件進(jìn)行優(yōu)化分析及設(shè)計(jì)。

座椅外周采用全包圍設(shè)計(jì)，通過推拉門的開合實(shí)現(xiàn)進(jìn)出，走廊寬度為465mm，在保證了正常的座椅寬度的情況下最大程度地保證了正常的過道寬度。

座椅的寬度是乘客乘坐飛機(jī)時(shí)的最大保障，足夠的寬度能夠給予乘客足夠的活動(dòng)空間，并降低乘客處于封閉空間內(nèi)的壓迫感。飛機(jī)總體寬度為5610mm，單個(gè)座椅的寬度為1070mm，單個(gè)座椅的長(zhǎng)度為1400mm。飛機(jī)座椅布局采用1-2-1設(shè)計(jì)，中間相鄰兩座位之間使用隔板相隔開，隔板上有把手可以進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，方便乘客在結(jié)對(duì)出行時(shí)的交流溝通，提高了座椅之間的交流，具體尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖如圖7所示。

商務(wù)艙的座椅設(shè)計(jì)要求與經(jīng)濟(jì)艙有所不同，我們將座椅靠背設(shè)置成平靠背，不做任何的突起，是為了給予乘客在躺臥時(shí)的舒適體驗(yàn)?？勘匙罡唿c(diǎn)距座面高度為900mm。向后傾斜一定角度，腰部貼合點(diǎn)距座面高度為230mm，為人的背部和腰部提供了很好的支撐?？勘硨挾葹?50mm，靠背高度為690mm，靠背傾角推薦值為108°～120°，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的座面長(zhǎng)度和寬度均為550mm，常用座深尺寸范圍在360-390mm之間，推薦值為380mm。座墊設(shè)計(jì)根據(jù)人體臀部曲線以及臀部受力方式分析得出，符合人體生理學(xué)相關(guān)研究。厚度采用國(guó)際通用值10mm，長(zhǎng)寬均為550mm，提高乘客的舒適感。頭枕寬度為460mm，靠背最高點(diǎn)至座椅最高點(diǎn)間距為210mm，頭枕上下調(diào)節(jié)高度范圍為±70mm。乘客可以通過扶手側(cè)方的按鈕實(shí)現(xiàn)座椅的躺臥和升起，躺下時(shí)可以通過拆卸頭枕使躺臥姿勢(shì)更加舒適，喜歡高枕的乘客也可以裝上可拆卸頭枕來調(diào)節(jié)自己的舒適度。

置腿板是乘客處于躺臥姿勢(shì)時(shí)對(duì)座椅的延伸，是商務(wù)艙座椅的重要組成部分，也是商務(wù)艙跟經(jīng)濟(jì)艙座椅的一個(gè)重要區(qū)別。用于放置乘客的雙腿，盡可能的模仿床的感覺，以防止乘客躺臥時(shí)雙腳觸地而影響乘坐體驗(yàn)。置腿板與椅背采用一體化設(shè)計(jì)，置腿板自身采用兩級(jí)設(shè)計(jì)。置腿板寬度為390mm，乘客可以根據(jù)自身的舒適程度調(diào)節(jié)置腿板的角度以及末節(jié)置腿板的長(zhǎng)度。在置腿板調(diào)節(jié)水平后與前方座椅下的置腿臺(tái)恰好高度一致，減少因高度的銜接高度不一致影響旅客的出行體驗(yàn)。如果不需要置腿板還可以將置腿板折疊，收納到座椅下方當(dāng)作腿靠使用，增加乘坐的舒適度。具體尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖如圖7所示。滿足亞洲女性95百分位至亞洲男性95百分位尺寸要求。

（二）商務(wù)艙外框優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.多功能區(qū)

商務(wù)艙與經(jīng)濟(jì)艙最大的不同就在于商務(wù)艙擁有多功能區(qū)域，幾乎占據(jù)了商務(wù)艙座椅一半的空間，各大航空公司也會(huì)在此區(qū)域進(jìn)行各種天馬行空的設(shè)計(jì)。座椅采用了全包裹的設(shè)計(jì)，各個(gè)座位之間完全分離，給乘客足夠的私人空間，注重私密性。

功能區(qū)寬度為520mm，功能區(qū)長(zhǎng)度為720mm。在物品架區(qū)域設(shè)置有自由調(diào)節(jié)亮度的閱讀燈，大容積的雜物架，耳機(jī)掛鉤，功能整合的調(diào)整面板。在功能區(qū)的前部有大空間置物臺(tái)，并在前側(cè)配有雜志架、USB接口、耳機(jī)接口、充電口和無線充電裝置，并且保證不間斷供電。閱讀燈采用球形關(guān)節(jié)燈泡，可以進(jìn)行360°無死角的靈活調(diào)節(jié)，并且將調(diào)節(jié)按鈕放置在燈罩上，在節(jié)約空間的同時(shí)方便乘客調(diào)節(jié)燈光明暗。在閱讀燈側(cè)置有一個(gè)自由折疊伸縮的圓鏡，乘客可自主調(diào)節(jié)角度與位置。在置物臺(tái)的下方的抽屜內(nèi)部置有毛巾毛毯放置處，可以用于放置乘客使用的毛巾，并且會(huì)有機(jī)務(wù)人員定期更換。具體尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖如圖7所示。

2.座椅背側(cè)相關(guān)設(shè)計(jì)

座椅的后框是許多功能設(shè)置所在。由于商務(wù)艙的乘客活動(dòng)空間遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)艙，因此背側(cè)的顯示屏尺寸設(shè)計(jì)為15英寸超大全面屏座椅，背后采用支撐軟管進(jìn)行支撐，在支撐牢固的前提下可以讓乘客自由的調(diào)節(jié)屏幕角度，保證了最舒適的觀看體驗(yàn)。在靠椅側(cè)放置一個(gè)掛鉤，抬手即可掛置，乘客可以掛一些私人物品。

在屏幕的下方放置折疊桌板，桌板平時(shí)被收納在前方座椅內(nèi)，上置有把手，需要時(shí)乘客可以自行拉出，桌板支撐支架可以旋轉(zhuǎn)，乘客可以自由調(diào)節(jié)，小桌板的桌邊略有突起，防止桌上物品在飛行過程中因?yàn)槎秳?dòng)而掉落。

在小桌板下留有置腿空間，該空間高640mm，給予腿部充分的活動(dòng)空間。此外在該置腿空間中設(shè)置有高350mm的置腿臺(tái)，乘客在將座椅角度調(diào)至水平時(shí)，置腿板恰好與置腿臺(tái)相接。置腿臺(tái)采取中空結(jié)構(gòu)，在減輕飛機(jī)重量的同時(shí)，乘客也可將鞋子放置于其中，并且該置腿臺(tái)采用真皮材質(zhì)。整體設(shè)計(jì)充滿人性化，符合人機(jī)工程學(xué)，也符合人對(duì)舒適的認(rèn)知，保證乘客使用時(shí)的舒適體驗(yàn)。如圖8所示為商務(wù)艙座椅背側(cè)尺寸設(shè)計(jì)說明及效果圖。

（三）商務(wù)艙人機(jī)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)匯總

綜合以上大飛機(jī)客艙內(nèi)飾優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行商務(wù)艙優(yōu)化后的尺寸數(shù)據(jù)匯總，如表2所示，供設(shè)計(jì)師參考。

四、飛機(jī)客艙優(yōu)化設(shè)計(jì)總結(jié)

梭羅說過，“人類已經(jīng)成為他們工具的工具了”。作為設(shè)計(jì)師，應(yīng)該從歷史中汲取營(yíng)養(yǎng)，并立足于當(dāng)下，大膽展望未來，以具有前瞻性的眼光讓最新的科技成果以合理的方式真正的服務(wù)于人[2]。在客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)分析研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)乘客乘坐過程中對(duì)個(gè)人隱私空間需求比較重視，所以飛機(jī)經(jīng)濟(jì)艙座椅之間的間距在空間允許情況下應(yīng)盡量選擇寬敞的尺寸，并盡量減小不必要的設(shè)計(jì)空間。其次，客艙座椅是乘客飛行體驗(yàn)與交互最多的地方，座椅的舒適與否大幅度影響著乘客的飛行體驗(yàn)，所以要特別重視座椅的用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，取得更準(zhǔn)確的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。另外，客艙CMF設(shè)計(jì)與人機(jī)交互設(shè)計(jì)極大程度地影響著乘客對(duì)于座艙環(huán)境的生理、心理體驗(yàn)，這也是設(shè)計(jì)師特別需要重視的地方。

最后，用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及人機(jī)數(shù)據(jù)的應(yīng)用極大地提高了客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)給人的心理體驗(yàn)和生理需要整體的舒適度，是設(shè)計(jì)師進(jìn)行客艙內(nèi)飾設(shè)計(jì)的利器。以上設(shè)計(jì)研究探索成果希望可以給予設(shè)計(jì)師有所參考。