民用飞机静暗驾驶舱的设计探讨

牛力

摘 要：随着科技的发展与社会的需求，在现代飞机中，驾驶舱的设计与传统飞机有很大区别，从传统的仪表显示逐渐转变成显示器显示，这对驾驶员的综合素质提出了更高的要求。现阶段，静暗驾驶舱越来越受到相关领域的广泛关注，在设计驾驶舱的过程中，静暗驾驶舱也是非常重要的组成部分。该文便以静暗驾驶舱的概述为研究基点，对其组成要素进行分析，并论述当前静暗驾驶舱的主流设计。

关键词：民用飞机 静暗驾驶舱 设计

中图分类号：V221 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0110-02

在对现代飞机驾驶舱进行设计的过程中，设计人员需要综合考虑驾驶信息的类型与发出时间，以便于让驾驶员在最短时间内完成对信息的理解与使用。经研究发现，很多飞行员并不能够完美地胜任系统监管者的职位，在飞行过程中，常常会忽略一部分信息，从而导致低级错误，所以，在飞行过程中，需要在一定程度上减少飞行员的信息接收，以提升其飞行注意力，确保飞行安全。在这种条件下，静暗驾驶舱应运而生。

1 静暗驾驶舱概述

在现代飞机的驾驶舱设计过程中，静暗驾驶舱越来越受到关注，在飞机正常运行时，驾驶舱内的指示灯不会亮起，也不会发生报警声音，能够在最大限度内集中飞行员的驾驶注意力；如果飞机出现问题，相应的指示灯就会亮起，并发出报警声音，以提醒飞行员检查事故[1]。当前绝大多数主流的民用飞机都已经在设计过程中运用了静暗驾驶舱理念。图1为民用飞机驾驶舱。

静暗驾驶舱这一理念的提出主要考虑到飞行员在驾驶过程中视觉、听觉以及心理变化，运用对比手法，帮助飞行员快速高效的接收到系统信息。飞机在飞行过程中，会处于不同状态下，如爬升、下降、起飞、着落等，由于飞行时刻的不同，其所对应的飞行状态也会有所差异。举例来说，飞机起飞时的襟翼位置与飞机降落时的襟翼位置不同，如果两者颠倒，飞机所处的状态就是非正常的，驾驶舱内相应的指示灯就会亮起，并发出报警声音，飞行员便会意识到当前飞机的飞行状态存在问题，并及时采取相应措施。

2 驾驶舱静暗驾驶舱的组成要素

2.1 系统告警

在飞机处于正常运行状态时，驾驶室内不会有任何告警，这是静暗驾驶舱的基本要求。如果飞机状态不正常，驾驶舱内就会出现告警，如亮起红色指示灯的视觉告警、报警声音的听觉告警以及驾驶杆抖动的触觉告警[2]。當驾驶舱中的仪表与指示装置都没有亮起时，此时飞机的飞行状态是正常的；而一旦出现任何告警，驾驶员都要在第一时间反应过来，并提醒驾驶员检查飞机状态。

一般情况下，可以将告警分为主动与被动两种。其中，前者主要作用于飞机状态已经发生变化，但飞行员并没有采取任何措施时产生的告警，如飞机发动机着火等突发情况，目的是为了提醒飞行员立即采取相关措施；而后者主要作用于因飞行员操作飞机而造成飞机状态改变的情况下，系统发出告警的目的是让飞行员了解当前飞机状态已经发生改变，如手动与自动两种驾驶模式切换时，系统会发出“嘟嘟”的告警声音，让飞行员知道状态切换完毕。

2.2 系统开关

在静暗驾驶舱中，系统开关也是非常重要的组成部分。现阶段我国很多驾驶舱运用的都是按压开关，且有指示灯装置，在按入开关时，指示灯会显示出与当前系统状态相符的相应字符，如系统正常时，会显示“AUTO”；系统非正常时，会显示“FAULT”[3]。驾驶员可以根据指示灯所显示的字符来判断系统状态，从而在一定程度上减少飞行员注意力的分散程度，不用一直对开关关注。如果系统已经失效，指示灯会在第一时间自动亮起，驾驶员要以指示灯的提示为基础，判断哪一个系统出现失效，并及时采取相应措施进行处理。

当前，现代飞机中运用的具备指示灯功能的按压开关主要有以下两种设计：其一，运用于主流机型一上的按压开关，这种按压开关的指示字符“AUTO”或“FAULT”会显示在同一开关上；其二，运用于主流机型二上的按压开关，这种按压开关的指示字符“AUTO”和“FAULT”会出现在一个显示开关上[4]。另外，按压开关的按入位与按出位不同，按入的开关与未按入的开关相比，会有一定程度的凹陷，这样一来，即便指示灯出现问题，飞行员也可以很快的找到开关位置。

2.3 信息颜色

在静暗驾驶舱中，指示颜色是驾驶员判断飞行状态的重要依据，在正常状态下，飞机驾驶舱中只存在必要飞行数据，EICAS显示器中没有任何信息，按压开关上的字符也不会显示出来，这就在很大程度上避免了驾驶员注意力的分散。普遍上讲，现代飞机上主要存在红色、白色、绿色、青色、琥珀色等5种颜色，这5种颜色是有严格规定的，每一种颜色所代表的意义也各不相同，便于驾驶员根据颜色来确定相关信息[5]。如果在设计过程中不遵守颜色设计原则，驾驶员就会出现理解错误，进而导致飞行事故的发生。

根据适航要求CCAR25.1322中的相关规定，驾驶舱内如果安装了警告、戒备、提示灯指示灯，在对5种颜色的运用上需要符合以下要求：红色灯只用于警告，用来指示飞机运行过程中的危险情况，需要驾驶员马上采取相应动作；琥珀色灯只用于戒备，用于指示可能要采取相应动作的情况；绿色灯只用于安全工作；白色灯与青色灯在条文中并未规定，但在功能上要避免与其他三种颜色的灯发生混淆。

3 静暗驾驶舱的主流设计

该节主要以两种主流机型中具备指示灯功能的按压开关为例，论述两者在进行静暗驾驶舱设计过程中的大体思路。

在飞机的驾驶舱中，具备操纵功能的开关主要有转动开关、拨动开关以及具备指示灯功能的按压开关3种。因为具备指示灯功能的按压开关可以将飞机飞行过程中的整体状态表示出来，即按入开关会显示出系统的一个状态，并显示“AUTO”或“FAULT”字符，按出开关会显示出系统的另一个状态，并显示“AUTO”或“FAULT”字符，这样一来，驾驶员就可以及时了解到当前系统的实际状态[6]。如今，越来越多的现代飞机中用具备指示灯功能的按压开关代替传统的波动开关，在设计过程中，运用的也更加普遍。图2为基本按压开关。

3.1 主流机型一

在该机型中，驾驶舱中所运用的便是具备指示灯功能的按压开关，在飞机处于正常运行状态下，将按压开关按入，使其與未按压的开关处于不同平面，驾驶员在飞行过程中，静暗驾驶舱光线较暗，这样一来，驾驶员便可以通过物理位置找到开关，并判断开关是否按入。

在正常运行过程中，具备指示灯功能的按压开关显示的是白色字符的“AUTO”，由于字体颜色为白色，效果相对柔和，在驾驶员驾驶飞机的过程中，并不会分散驾驶员过多的注意力，还可以将当前系统工作的状态及时反映给驾驶员[7]。如果系统状态存在异常，按压开关中的指示灯就会亮起，并显示琥珀色字符的“FAULT”，由于字体颜色为琥珀色，效果相对激烈，表明系统正处于非正常状态，能够引起驾驶员的注意。

3.2 主流机型二

在该机型中，驾驶舱中所运用的也是具备指示灯功能的按压开关，同样的，在飞机正常运行时，按入开关，但此时该开关与未按压开关仍然处于相同平面，驾驶员在驾驶过程中，无法通过物体位置找到开关，也无法判断开关是否按入。

在该机型的驾驶舱中，如果飞机处于正常状态，具备指示灯功能的按压开关不会显示任何字符，处于黑暗状态，不会分散驾驶员的注意力。当飞机系统状态不正常，按压开关中的指示灯就会马上亮起，并显示琥珀色字符的“FAULT”，提醒驾驶员当前飞机系统状态异常。

3.3 两种主流机型的比较

通过两种主流机型中具备指示灯功能按压开关的设计对比，可以知道，主流机型一在对静暗驾驶舱进行设计的过程中，驾驶员可以通过按压开关的状态，实时了解飞机飞行过程中的情况，驾驶员能够对系统进行全面及时的监控。但主流机型二在对静暗驾驶舱进行设计的过程中，驾驶员可以不用实时对指示灯开关进行关注，这在很大程度上避免了飞行过程中注意力的分散，只要飞行时按压开关中的指示灯没有亮起，就代表系统没有出现异常情况，驾驶舱中的其他指示灯没有亮起，表示系统可以正常工作，驾驶员只专注于飞机驾驶即可，降低了事故发生的可能性[8]。

另外，在系统出现非正常显示时，无论是哪种主流机型，其所运用的具备指示灯功能的按压开关都是琥珀色灯，能够引起驾驶员的充分注意，一般驾驶员能够及时发现问题，并第一时间运用相关处理办法进行解决，保证飞行安全。

4 结语

综上所述，该文主要论述了民用飞机的驾驶舱设计中的静暗驾驶舱，静暗驾驶舱能够在很大程度上减少驾驶员在驾驶过程中其他因素的干扰，提升驾驶员的注意力，帮助驾驶员及时发现飞机系统出现的故障与问题，并第一时间采取相应措施，保证了民用飞机飞行过程中的安全，如今已经被越来越多的飞机所使用，未来的发展潜力非常大。

参考文献

[1] 丁松滨，王华伟，殷爱萍，等.基于效用理论的飞机客舱布局选型研究[J].武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2013，9（5）：132-134.

[2] 刘可佳，袁强飞，杜芳静，等.民用飞机半堵塞式舱门细节有限元模型[J].沈阳航空航天大学学报，2011，22（12）：101-103.

[3] 张青松，戚瀚鹏，罗星娜，等.基于火灾疏散安全指数的飞机客舱防火设计[J].北京航空航天大学学报，2012，17（2）：163-164.

[4] 李银霞，王黎静，袁修干，等.飞机座舱工效学综合评价研究及其应用[J].北京航空航天大学学报，2011，12（2）：155-156.

[5] 魏仕华，周前祥，呼慧敏，等.基于Ansys的飞行员座椅坐垫舒适性仿真[J].北京航空航天大学学报，2013，15（9）：222-223.

[6] 王立平，关立文，付泱，等.模拟过载动感座椅机构的力控制[J].清华大学学报：自然科学版（网络.预览），2014，14（7）：125-126.

[7] 王春枝，斯琴.德尔菲法中的数据统计处理方法及其应用研究[J].内蒙古财经学院学报：综合版，2010，6（11）：176-178.

[8] 尹艳霞.座舱设计的现状和未来发展——我们在向着无人驾驶战斗机的方向前进吗[J].电光与控制，2011，13（14）：

257-258.