大飞机客舱内饰优化设计尺寸数据研究

刘家冀 蔡寒松 黄念一

关键词：CR929 大数据 数据分析 内饰设计 人机工程学

引言

近年来，随着航空工业的不断发展，人民收入水平的提高，人们更愿意选择乘坐飞机出行，快捷便利，民航客运业高速发展。

民用飞机客舱的主体功能是完成乘客的运输，同时也是乘客在飞行中的主要活动区域，乘客乘坐舒适在民用飞机客舱内饰设计中占有着重要的因素。由于民机客舱内部环境和空间是有限的，因此无法像其他出行方式一样，可以自由走动来抵消旅途的疲乏，也无法途中停下来休息。所以，采用什么样的方法与设计来让长时间久坐的乘客在乘坐过程中不感到疲倦与劳累将作为考察飞机客舱内饰设计好坏与否的重要标准。

根据拥有自主知识产权的CR929大飞机客舱内饰设计的用户研究数据，充分发挥大数据的优势，针对经济舱及商务舱的座椅靠背，座面尺寸，扶手与头枕，座椅背部组件进行优化。贯彻以人为中心的设计理念，从人的物理尺寸、生理特点、心理需求出发，对客舱内饰整体造型尺寸进行更为人性化的优化设计。对客舱内饰设计时，结合学术界和产业界的经验，总结出飞机经济舱和商务舱设计的优化设计尺寸，期望可以为设计师开展飞机客舱设计提供一些参考。

一、调查数据研究

（一）用户大数据与民机内饰造型设计相结合

民航客机产业作为当下衡量一个国家制造业水平的重要参考，通过用户乘机行为采集大数据，根据大数据分析用户画像，从而为客舱的内饰设计优化提供依据。

大数据时代下，工业设计日趋服务化和个性化，产品会由单纯的产品设计往智能服务设计进行转变。工业设计服务化主要是立足于非物质的服务设计，把服务设计的概念融入到整个产品研发的过程中，从而更能更有效地改善企业的服务质量，提高用户的使用体验感。[4]

大数据技术需要通过交互设计来实现可视化的数据展现和更便捷的使用方式，可以再也不用通过随机抽样调查等原始的方式来获取用户的信息，分析出不太可靠的结论，从而使产品定位和实际有所偏差。以CR929为代表的新一代新机型较传统旧飞机在飞行性能和内饰设计上已经有了很大的改观，结合新技术与新的设计方法对新一代大飞机的客舱内饰进行重新设计成为航空业和学术界的研究方向。

（二）乘客意愿调查分析

设计的本质是在当前的科技背景下，寻求最佳的途径去满足人的需求，设计不仅要关注当前的科技成果，更要明晰人的需求[1]。将用户大数据与民机内饰造型设计结合，通过提前设计调查问卷及查阅相关资料，收集了各类人群的喜好意愿，调查人群的年龄分布图如图1所示，并对相关结果进行数据分析及可视化处理。

在短则几十分钟长则几十个小时的飞行过程中，飞机机舱内饰是乘客对机舱最为直观的第一感受，也是影响乘客飞行体验最直接的因素。将外部因素输入乘客，同时乘客所具有的主观感知输出成舒适或不适的体验，由此乘客选择长途航班考虑因素多边形统计图如图2所示[12]，通过了解乘客对飞机客舱各方面优化设计的意愿，为客舱优化设计提供方向。研究结果表明在影响乘客舒适度的重要外部因素中占比最高的前三位分别是座椅，腿部空间以及娱乐系统。根据调查意愿结果，重点针对经济舱的座椅靠背，扶手与头枕，座椅背部组件以及商务舱的外框进行优化。如何通过客舱内饰的整体规划和部分重要细节的把握，降低乘客在密闭空间中的紧张感，从而让乘客爱上飞行。本项目经过调查数据研究进行了具体优化设计研究。

二、经济舱人机分析及设计

（一）座椅优化设计

客舱内饰设计最重要的是舒适性，影响乘客舒适度的重要外部因素中占比最高的是座椅。研究表明，座椅舒适与否与座椅是否可依据坐姿改变，是否能够在座椅上舒适地进行活动、是否适合不同身型、是否具有理想的体压分布、椅面不应具有剪切力、便于调节以及是否符合人体工学曲线这些要素来决定。

运用人机工程学原理在研究人、机、环境三个基本要素上，不单纯着眼于单个要素的优良与否，而是将其作为一个系统进行研究。因此，对座椅的人机分析，把人的坐姿与座椅的式样和尺寸联系起来，使之适宜于就坐着的人体尺寸以及人的生理特征，确定座椅的相关关键尺寸，为乘客提供舒适的环境。CR929作为大型宽体客机在设计时要追求其在空间上的宽敞舒适感，过道宽度应满足在乘务员推小推车经过的情景下还能使一人侧身通过。

如图3呈现的是用户在座椅上承受的压力感受[13]，可以直观地看到用户在乘坐飞机时最不舒服的部位是背部、肩颈部，腿部及其他次之。

如图4表明多数用户对于航空座椅的评价中规中矩，甚至会感到不舒适，极少人会觉得很舒适，可见座椅的舒适性是客舱内饰设计的设计痛点。

根据前期调研大数据得出一行座位排布为3-3-3，并在满足国家标准数据的情况下，单组座椅的总宽设置为1560mm，三组座椅的总宽设置为5610mm，过道宽设置为465mm，满足亚洲女性95百分位至亚洲男性95百分位尺寸要求。如图5所示为座椅排布的优化设计草图及造型设计草图。

1.座椅靠背

座椅靠背的设计好坏与否直接关系到乘客的乘坐的出行舒适度，因此有必要针对座椅靠背进行设计优化。根据坐姿生理学，在坐姿状态下，支撑人体的主要结构是脊柱、骨盆、腿和脚等。在设计座椅的過程中要充分考虑到人体的腰椎和骶骨承担了大部分负荷，这两部分至关重要。

根据国家标准GB10000-88《中国成年人人体尺寸》，以及通过对现有的飞机座椅靠背设计研究，推荐靠背形状采用贴合人的脊柱形状，两侧采取翼状合围式，并为乘客提供腰部靠垫，使乘客更具有舒适感。靠背最高点距座面高度为670mm。向后倾斜一定角度，腰部贴合点距座面高度为230mm，为人的背部和腰部提供了很好的支撑。座椅在设计时还应该考虑到为使腰曲弧线处于正常状态，保障乘客出行舒适度，应增加靠背弧度曲线。根据对靠背生理学分析，可以确定靠背的一些关键尺寸。靠背宽度推荐值为470mm，靠背倾角推荐值为108°～120°，满足亚洲女性95百分位至亚洲男性95百分位尺寸要求，具体尺寸设计说明及效果图如图6所示。

2.座面尺寸

座面是飞机座椅设计最关键的两个要素之一。椅面大小、厚度、距地板高度应该贴合人体尺，满足大多数乘客的需要。椅面的形状和材质符合人机工学，保证坐姿状态的舒适度，降低疲劳感。从坐姿生物力学的角度分析，座面应该尽量水平或者有轻微的倾角。座椅前缘应该略低于座面，座面采用具有一定刚性的织物。在座面尺寸设计上，座面的关键尺寸包含座面宽度，座面高度、座面深度以及座面倾角。

常用的单人座椅座面宽度在370-420mm之间，推荐座面宽度为420mm。常用的座面高度385mm-430mm，推荐值为400mm。常用座深尺寸范围在360-390mm之间，推荐值为380mm。此外座面通常有一定的后倾角，以减缓腿部受力，缓解乘客的出行疲劳。座面倾角通常为2°-5°之间，推荐值为4°。座垫设计根据人体臀部曲线以及臀部受力方式分析得出，符合人体生理学相关研究。厚度采用国际通用值10mm，长宽均为420mm，提高乘客的舒适感。满足亚洲女性95百分位至亚洲男性95百分位尺寸要求。具体尺寸设计说明及效果图如图6所示。

3.座椅背侧相关设计

与座椅其他部分不同，随着人们对于出行体验的要求提高，座椅背侧的设计也直接关乎到乘客的精神需求和视觉体验。通过对这些设备的人机交互设计可以提高乘客操作的便捷性，增加座椅的功能性和美观性，还能体现不同航空公司的设计风格，展示其别有的特色。座椅背侧的相关设计主要包括小桌板、显示屏、脚蹬以及置物袋。具体尺寸设计说明及效果图如图6所示。

显示屏左下方分别为耳机、麦孔，以及两个USB接口，设置总宽为130mm，直接与显示屏相连，可用于投屏、传输数据或充电。手机可放置在下方的手机袋中，设置高度为190mm。下方的六边形方孔满足大部分水杯形状，可用于放置水杯，将方孔第一层翻开可放置并固定垃圾袋，实现一孔多用，设置高度为110mm。小桌板位于座椅后方，采用创新性设计，通过向上按压小桌板上的按钮可顺势直接实现小桌板收放，符合人体生理学。置物袋位于小桌板下方，上小下大，可以放置体积较大的物体，置物袋的开合采用记忆弹簧，拉开后即可自动弹回，增加了乘客存放物品的安全性。

（二）经济舱人机尺寸优化设计汇总

综合以上大飞机客舱内饰优化设计，进行经济舱优化后的尺寸

三、商务舱人机分析与设计

（一）商务舱座椅优化设计

商务舱与经济舱最大的不同在于目标受众，商务舱对标于高端精英人士，对于舒适度和高级感的设计需要着重考虑。重点针对商务舱的外框，包括多功能区以及座椅背侧相关组件进行优化分析及设计。

座椅外周采用全包围设计，通过推拉门的开合实现进出，走廊宽度为465mm，在保证了正常的座椅宽度的情况下最大程度地保证了正常的过道宽度。

座椅的宽度是乘客乘坐飞机时的最大保障，足够的宽度能够给予乘客足够的活动空间，并降低乘客处于封闭空间内的压迫感。飞机总体宽度为5610mm，单个座椅的宽度为1070mm，单个座椅的长度为1400mm。飞机座椅布局采用1-2-1设计，中间相邻两座位之间使用隔板相隔开，隔板上有把手可以进行上下调节，方便乘客在结对出行时的交流沟通，提高了座椅之间的交流，具体尺寸设计说明及效果图如图7所示。

商务舱的座椅设计要求与经济舱有所不同，我们将座椅靠背设置成平靠背，不做任何的突起，是为了给予乘客在躺卧时的舒适体验。靠背最高点距座面高度为900mm。向后倾斜一定角度，腰部贴合点距座面高度为230mm，为人的背部和腰部提供了很好的支撑。靠背宽度为550mm，靠背高度为690mm，靠背倾角推荐值为108°～120°，优化设计后的座面长度和宽度均为550mm，常用座深尺寸范围在360-390mm之间，推荐值为380mm。座垫设计根据人体臀部曲线以及臀部受力方式分析得出，符合人体生理学相关研究。厚度采用国际通用值10mm，长宽均为550mm，提高乘客的舒适感。头枕宽度为460mm，靠背最高点至座椅最高点间距为210mm，头枕上下调节高度范围为±70mm。乘客可以通过扶手侧方的按钮实现座椅的躺卧和升起，躺下时可以通过拆卸头枕使躺卧姿势更加舒适，喜欢高枕的乘客也可以装上可拆卸頭枕来调节自己的舒适度。

置腿板是乘客处于躺卧姿势时对座椅的延伸，是商务舱座椅的重要组成部分，也是商务舱跟经济舱座椅的一个重要区别。用于放置乘客的双腿，尽可能的模仿床的感觉，以防止乘客躺卧时双脚触地而影响乘坐体验。置腿板与椅背采用一体化设计，置腿板自身采用两级设计。置腿板宽度为390mm，乘客可以根据自身的舒适程度调节置腿板的角度以及末节置腿板的长度。在置腿板调节水平后与前方座椅下的置腿台恰好高度一致，减少因高度的衔接高度不一致影响旅客的出行体验。如果不需要置腿板还可以将置腿板折叠，收纳到座椅下方当作腿靠使用，增加乘坐的舒适度。具体尺寸设计说明及效果图如图7所示。满足亚洲女性95百分位至亚洲男性95百分位尺寸要求。

（二）商务舱外框优化设计

1.多功能区

商务舱与经济舱最大的不同就在于商务舱拥有多功能区域，几乎占据了商务舱座椅一半的空间，各大航空公司也会在此区域进行各种天马行空的设计。座椅采用了全包裹的设计，各个座位之间完全分离，给乘客足够的私人空间，注重私密性。

功能区宽度为520mm，功能区长度为720mm。在物品架区域设置有自由调节亮度的阅读灯，大容积的杂物架，耳机挂钩，功能整合的调整面板。在功能区的前部有大空间置物台，并在前侧配有杂志架、USB接口、耳机接口、充电口和无线充电装置，并且保证不间断供电。阅读灯采用球形关节灯泡，可以进行360°无死角的灵活调节，并且将调节按钮放置在灯罩上，在节约空间的同时方便乘客调节灯光明暗。在阅读灯侧置有一个自由折叠伸缩的圆镜，乘客可自主调节角度与位置。在置物台的下方的抽屉内部置有毛巾毛毯放置处，可以用于放置乘客使用的毛巾，并且会有机务人员定期更换。具体尺寸设计说明及效果图如图7所示。

2.座椅背侧相关设计

座椅的后框是许多功能设置所在。由于商务舱的乘客活动空间远大于经济舱，因此背侧的显示屏尺寸设计为15英寸超大全面屏座椅，背后采用支撑软管进行支撑，在支撑牢固的前提下可以让乘客自由的调节屏幕角度，保证了最舒适的观看体验。在靠椅侧放置一个挂钩，抬手即可挂置，乘客可以挂一些私人物品。

在屏幕的下方放置折叠桌板，桌板平时被收纳在前方座椅内，上置有把手，需要时乘客可以自行拉出，桌板支撑支架可以旋转，乘客可以自由调节，小桌板的桌边略有突起，防止桌上物品在飞行过程中因为抖动而掉落。

在小桌板下留有置腿空间，该空间高640mm，给予腿部充分的活动空间。此外在该置腿空间中设置有高350mm的置腿台，乘客在将座椅角度调至水平时，置腿板恰好与置腿台相接。置腿台采取中空结构，在减轻飞机重量的同时，乘客也可将鞋子放置于其中，并且该置腿台采用真皮材质。整体设计充满人性化，符合人机工程学，也符合人对舒适的认知，保证乘客使用时的舒适体验。如图8所示为商务舱座椅背侧尺寸设计说明及效果图。

（三）商务舱人机尺寸优化设计汇总

综合以上大飞机客舱内饰优化设计，进行商务舱优化后的尺寸数据汇总，如表2所示，供设计师参考。

四、飞机客舱优化设计总结

梭罗说过，“人类已经成为他们工具的工具了”。作为设计师，应该从历史中汲取营养，并立足于当下，大胆展望未来，以具有前瞻性的眼光让最新的科技成果以合理的方式真正的服务于人[2]。在客舱内饰设计分析研究过程中，我们发现乘客乘坐过程中对个人隐私空间需求比较重視，所以飞机经济舱座椅之间的间距在空间允许情况下应尽量选择宽敞的尺寸，并尽量减小不必要的设计空间。其次，客舱座椅是乘客飞行体验与交互最多的地方，座椅的舒适与否大幅度影响着乘客的飞行体验，所以要特别重视座椅的用户体验数据，可以进行进一步的设计评价实验，取得更准确的优化设计数据。另外，客舱CMF设计与人机交互设计极大程度地影响着乘客对于座舱环境的生理、心理体验，这也是设计师特别需要重视的地方。

最后，用户体验数据分析及人机数据的应用极大地提高了客舱内饰设计给人的心理体验和生理需要整体的舒适度，是设计师进行客舱内饰设计的利器。以上设计研究探索成果希望可以给予设计师有所参考。