飞机驾驶舱门人机工效浅析

安琳琳++汪洋

摘 要：在民用飞机使用中，安全性，舒适性等越来越被客户重视。舒适性要求在飞机设计过程中充分考虑人的因素。主要包括人体体能，可达性，心理极限等。驾驶舱主要面向机组人员，因此在设计驾驶舱门时，应以机组人员为对象充分考虑人机工效。该文将以事件为主体，结合CCAR25部适航条款要求和驾驶舱门功能对门进行人机工效分析，并提出设计要求。

关键词：飞机 驾驶舱门 人机工效

中图分类号：V223.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0072-01

驾驶舱门用于阻隔驾驶舱和客舱，除供机组人员正常进出驾驶舱外，必须为机组人员提供保护，防止未被授权人员暴力入侵驾驶舱。在应急情况下舱门卡住时，驾驶员可以应急逃离驾驶舱，同时在驾驶舱失压时必须有快速卸压方式，以避免对机组人员造成伤害。驾驶舱门设计主要面对机组人员，设计时必须对其进行可操纵性和舒适性等人机工效的考虑。

1 驾驶舱门基本操作

驾驶舱门基本操作包括：正常情况下舱门的控制和紧急情况下舱门的控制。

1.1 正常情况下舱门的控制

正常情况下，驾驶舱门必须有如下使用：

（1）飞行过程中，驾驶员可以监控到门锁的开启状态。

（2）客舱侧有其他机组人员请求进入驾驶舱时，控制门开启。

1.2 紧急情况下舱门的控制

紧急情况下，驾驶舱门有如下使用：

（1）门锁定系统出现故障后，告警系统提示。

（2）有不法分子试图侵入驾驶舱时，拒绝进入。

（3）飞机应急着陆时，若门卡住，机组人员可逃离驾驶舱。

（4）驾驶舱内机组人员丧失行动能力后，客舱侧机组人员可实施紧急救援。

（5）驾驶舱失压时，卸压口盖的开启。

2 驾驶舱门人机工效分析

2.1 正常情况下舱门的控制

（1）飞行过程中，驾驶员通过驾驶舱门控制面板可以监控到门锁的开启状态。控制面板上的门锁信号显示器可显示锁定状态，未锁定状态，锁失效三种状态。驾驶舱门的控制面板属于飞行中需要操作但使用频率不太高的设备，此类不超过头眼转动的最大视区；在水平面内一般驾驶员头眼转动的最大视区位左偏95°到右偏95°，垂直面内最大视区范围为正常视线偏上90°与正常视线偏下75°之间，正常视线即水平面偏下15°。控制面板的位置应布置在此范围内。

（2）客舱侧有机组人员请求进入时，机组人员将通过键盘密码板按门铃请求进入。密码板的安装位置应布置在客舱侧，为便于操作，应安装在靠近驾驶舱门的位置，例如门立柱或厨房盥洗室侧板上。其安装高度应满足5%身高的亚洲女性（153 cm）伸长手臂后可以操作。通常情况下，此身高的机组人员指尖到地面高度为57.5 cm，前臂长度为22 cm，则其可达范围为（57.5 cm，175 cm），因此密码板安装应布置在此范围内。门净开口应满足机组人员自由进出，其开口应至少大于5%亚洲女性的肩宽39 cm。[1]

门铃响后，驾驶舱接收到信号，副驾驶可通过驾驶舱门观察孔鉴别请求人员人份。观察孔的设计位置应方便驾驶员查看人员身份，应同时满足5%亚洲女性和95%的美洲男性（身高188 cm）可观察范围，5%女性踮脚后最高可视范围为165 cm，观察孔位置建议略高于5%的亚洲女性视线（142 cm），而且95%美洲男性俯身后最低可视范围为150 cm，观察孔中视镜一般设计成与舱门成30°倾角，在驾驶舱可以俯视到客舱的较大范围，因此，观察孔安装高度控制在150～165 cm。

请求进入人员为机组人员时，被允许进入，则驾驶员可在驾驶舱操纵门锁手柄控制其开启。门锁手柄位置应不低于5%身高的亚洲女性指尖到地面高度57.5 cm，同时为克服手柄的扭紧力，应便于驾驶员施加力，人员施加操纵力最高位置建议控制在视线以下。以5%的亚洲女性为例，门锁手柄安装高度应控制在（57.5 cm，140 cm）。5%的亚洲女性可施加的最大力不超过17kg，因此手柄扭紧弹簧设计预加载力值应不超过160 N。

2.2 紧急情况下舱门的控制

（1）根据CCAR25.1309，设备、系统及安装，必须提供警告信息，向机组指出系统的不安全工作情况并能使机组采取适当的纠正动作。门锁定系统出现故障后，驾驶舱门扩音器将发出蜂鸣声提醒驾驶员，此声音应避免对驾驶员的身体舒适度造成影响，同时不应影响到驾驶员的判断能力，声音应不高于75分贝。

（2）有不法分子试图侵入驾驶舱时，驾驶员可以通过操作控制面板的旋钮，将门锁置于拒绝模式下，在该模式下门铃无效，避免了不法分子持续按门铃对驾驶员工作造成干扰。同时驾驶员在操纵旋钮时，为保使操纵简单快捷，旋钮力值应不超过30 N。但同时为避免误操作，同时根据CCAR25.777条（a）驾驶舱每个操纵器件的位置必须保证操作方便并防止混淆和误动，旋钮力值应大于10 N，在控制板上有标识。根据CCAR25.777条（c），设计时应考虑身高153 cm飞行机组成员就座并系紧安全带和肩带时可控制到旋钮。以人体中心为中轴线，控制面板安装位置据中轴线距离应不超过75 cm。

（3）根据CCAR25.772要求，飞机应急着陆时，如果驾驶舱门被卡住，机组人员可通过驾驶舱门的逃生口盖逃离驾驶舱。机组人员应按下逃生口盖的机械按钮打开逃生口盖。同时根据CCAR25.811规定，每个旅客应急出口的接近通路和开启措施，必须有醒目的标记。驾驶舱门逃生口盖按钮可设计成红色以便于机组人员辨识。逃生口盖打开或拆下后，其开口尺寸应同时满足5%的亚洲女性和95%的美洲男性可以快速逃离。其开口宽度应大于95%的美洲男性的肩宽，尺寸为43 cm。因此驾驶舱门的净开口也应大于43 cm（不仅满足5%亚洲女性正常进出驾驶舱）。

（4）驾驶舱内机组人员丧失行动能力后，客舱侧机组人员同样通过键盘密码板输入密码，密码板的安装位置在2.1中已考虑，密码输入正确后，驾驶舱扩音器同样发出蜂鸣声，此声音的持续时间与通过门铃请求进入时时间通常是相同的，必须同时考虑到驾驶员的反应时间和紧急救援要求的时间，因此其时间控制在30～110 s之间。密码输入正确后，过一定时间舱门电子锁开启，客舱内机组人员通过驾驶舱门的外部手柄开启驾驶舱门。外部手柄的安装高度跟驾驶舱门的锁位置保持一致，为满足CCAR25.795条款中防弹的要求，一般外部手柄设计成凹槽开口，便于机组人员抓握，此开口应满足5%的亚洲女性可将3指深入进行操作，其宽度应大于为4 cm。若开口过大，可能造成子弹易侵入，同时可能促成不法分子施加拉力，因此宽度应小于8 cm。

（5）驾驶舱失压时，驾驶舱门必须设计有卸压口盖快速卸压，以防止对机组人员造成伤害，其卸压时间必须控制在60 ms以内，因而卸压感应锁发生故障概率应小于10-9。

3 结语

驾驶舱门设计过程中应充分考虑以上人机功效因素，以满足机组人员对飞机舒适性，可操作性的要求。

参考文献

[1] 王辉.人类工程学浅述[J].火控雷达技术，1983（3）：13-34.

[2] 中国民航局.CCAR25-R4.中国民用航空规章第25部-运输类飞机适航标准[S].北京：中国民用航空局，2011.endprint