民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)選型與布置分析

朱旭

【摘 要】本文從民航規(guī)章要求和使用者體驗(yàn)出發(fā)，分析了民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)選型上的主要考慮因素，如設(shè)備的外形尺寸、電氣特性、工作環(huán)境、工業(yè)設(shè)計(jì)等；最后分析了系統(tǒng)設(shè)備布置的考慮因素，并給出初步的布置建議。

【關(guān)鍵詞】旅客廣播；選型；布置

0 引言

民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)一般由旅客廣播放大器、話筒和揚(yáng)聲器等設(shè)備組成。飛行員和乘務(wù)員通過(guò)該系統(tǒng)向旅客廣播音頻和告警信息、產(chǎn)生和傳輸與艙內(nèi)呼叫系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的諧音信號(hào)。當(dāng)有機(jī)上娛樂(lè)設(shè)備時(shí)，該系統(tǒng)也能播放機(jī)上娛樂(lè)系統(tǒng)的音頻信息。

旅客廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先需滿足中國(guó)民用航空規(guī)章第25部（CCAR25）運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)第1423條相關(guān)要求。同時(shí)，為提升機(jī)組和乘客的使用便捷性和舒適性，重點(diǎn)針對(duì)旅客廣播系統(tǒng)的選型與布置進(jìn)行討論和分析。

1 選型分析

為滿足民航適航要求、提高機(jī)組和乘客使用的舒適和便捷性，民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)在選型方面的考慮如下：

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

旅客廣播系統(tǒng)目前主要有模擬和數(shù)字兩種基礎(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)。

模擬架構(gòu)主要通過(guò)模擬音頻線和離散量進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)傳輸和控制，架構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，但拓展性較差；數(shù)字架構(gòu)主要通過(guò)數(shù)字總線和離散量等進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)傳輸和控制，相對(duì)復(fù)雜，但抗干擾性強(qiáng)，系統(tǒng)靈活性和可拓展性相對(duì)較高。

以這兩種架構(gòu)為基礎(chǔ)，可衍生出多種混合型架構(gòu)，可根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求及限制條件進(jìn)行選擇。

1.2 旅客廣播放大器

由于民用飛機(jī)空間有限，環(huán)境有特殊要求，因此，在進(jìn)行旅客廣播放大器的選型中，設(shè)備的外形尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到飛機(jī)的空間限制，可參考標(biāo)準(zhǔn)的ARINC600規(guī)范要求，滿足RTCA DO-160中的相關(guān)環(huán)境要求，并綜合考慮重量、冷卻要求、托架設(shè)計(jì)等因素。

1.3 客艙揚(yáng)聲器

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定TSO-139對(duì)揚(yáng)聲器需滿足的最低性能標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境試驗(yàn)同時(shí)做了相關(guān)規(guī)定，在民用飛機(jī)的旅客廣播系統(tǒng)選型時(shí)，可優(yōu)先采購(gòu)滿足TSO要求的客艙揚(yáng)聲器。

客艙揚(yáng)聲器的選型還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如下技術(shù)指標(biāo)：外形尺寸、聲壓級(jí)、功率、阻抗、頻響范圍、靈敏度等。

1.3.1 外形及尺寸

客艙揚(yáng)聲器按照外形輪廓，一般分為橢圓形、圓形和方形揚(yáng)聲器；按照外徑尺寸，常見(jiàn)為3英寸、4英寸、6英寸，可根據(jù)客艙安裝空間選擇相應(yīng)揚(yáng)聲器。

1.3.2 聲壓級(jí)

揚(yáng)聲器發(fā)出聲音到達(dá)某點(diǎn)的聲壓級(jí)數(shù)值（dB）=揚(yáng)聲器靈敏度+10lg（揚(yáng)聲器功率）-20lg（聽(tīng)音位置到揚(yáng)聲器距離）。聲壓級(jí)數(shù)值越大，說(shuō)明音量越大，人耳聽(tīng)起來(lái)越響。

1.3.3 功率

揚(yáng)聲器發(fā)出聲音到達(dá)某點(diǎn)的聲壓級(jí)數(shù)值也與揚(yáng)聲器的輸出功率有關(guān)?？紤]到客艙內(nèi)噪聲分布不均勻，在客艙布置揚(yáng)聲器時(shí)，應(yīng)參考客艙內(nèi)噪聲分布，適當(dāng)分配或調(diào)整各區(qū)域揚(yáng)聲器功率大小。也可選擇輸出功率可變的揚(yáng)聲器，通過(guò)接入單個(gè)揚(yáng)聲器上的不同引腳，調(diào)節(jié)單個(gè)揚(yáng)聲器的輸出功率。

1.3.4 阻抗

揚(yáng)聲器的阻抗應(yīng)與放大器的輸出阻抗進(jìn)行匹配。

1.3.5 靈敏度和頻率響應(yīng)

為保證音頻質(zhì)量，揚(yáng)聲器靈敏度和頻率響應(yīng)需滿足一定范圍：通常在1W的輸入功率下，在1000Hz時(shí)的靈敏度不小于90dB SPL；輸入功率為1W時(shí)，在350-6000Hz的頻率范圍內(nèi)，揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)變化幅值應(yīng)小于20dB SPL。

1.3.6 重量

客艙揚(yáng)聲器安裝數(shù)量較多，同等參數(shù)性能條件下，可優(yōu)先選擇重量較輕的揚(yáng)聲器；

1.4 話筒

在話筒的選型過(guò)程中，除了考慮環(huán)境、重量等因素外，還應(yīng)考慮：1.4.1 外形

話筒的外形應(yīng)符合工業(yè)設(shè)計(jì)要求，便于集成于乘務(wù)員座椅或與周邊艙內(nèi)裝飾相協(xié)調(diào)，并綜合考慮尺寸、顏色等因素。

1.4.2 鍵盤

話筒鍵盤一般分為編碼鍵式鍵盤、功能鍵式鍵盤和混合式鍵盤三種。

編碼鍵式鍵盤由“0～9”十個(gè)數(shù)字鍵和一些特定符號(hào)鍵組成。通過(guò)按壓相應(yīng)的編碼執(zhí)行相應(yīng)的預(yù)設(shè)功能。

功能鍵式鍵盤由多個(gè)區(qū)域功能按鍵組成。直接按壓該功能鍵，即可發(fā)出執(zhí)行該功能的信號(hào)，易于快速選擇特定區(qū)域的分區(qū)廣播或進(jìn)行全艙廣播。

混合式鍵盤融合上述鍵盤特點(diǎn)，具有一定的靈活度。

1.4.3 按壓發(fā)話開(kāi)關(guān)

此外，廣播話筒需要具備一個(gè)按壓發(fā)話開(kāi)關(guān)，僅且僅當(dāng)按壓發(fā)話開(kāi)關(guān)處于按壓狀態(tài)時(shí)，話音才能送入旅客廣播放大器進(jìn)行放大并廣播；若按壓發(fā)話開(kāi)關(guān)未被按壓，話音不能送入放大器進(jìn)行放大并廣播，以保障系統(tǒng)不會(huì)受某個(gè)話筒不使用、未收存的影響而失效。

1.4.4 指示燈

可選擇帶有廣播（PA）指示燈的話筒，正常工作時(shí)指示燈點(diǎn)亮，以提示旅客廣播系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

2 布置考慮

民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量較多，分散布置于電子電氣艙、客艙和駕駛艙等區(qū)域，安裝環(huán)境、空間尺寸和人機(jī)功效要求不同，有如下布置考慮：

2.1 旅客廣播放大器

旅客廣播放大器通常布置于電子電氣艙，為防止特殊情況下因貨物沖擊造成的損壞，盡可能遠(yuǎn)離貨艙貨物沖撞的布置位置。為滿足適航條款，旅客廣播系統(tǒng)的用電設(shè)備應(yīng)通過(guò)獨(dú)立的電源，來(lái)保證僅在應(yīng)急電源供電情況下，旅客廣播系統(tǒng)仍可正常工作。

2.2 話筒

為滿足飛行機(jī)組和乘務(wù)員的旅客廣播功能，應(yīng)在駕駛艙和客艙分別安裝廣播話筒。

2.2.1 乘務(wù)員旅客廣播話筒

用于旅客廣播功能的乘務(wù)員話筒應(yīng)安裝在乘務(wù)員座椅（包括各服務(wù)區(qū)乘務(wù)員座椅、應(yīng)急出口乘務(wù)員座椅等）附近，保證乘務(wù)員在工作區(qū)域或者當(dāng)乘務(wù)員坐在座椅上時(shí)，無(wú)需解開(kāi)安全帶即可快速、方便取出和使用話筒；且每一個(gè)靠近出口有乘務(wù)員座椅的附近均應(yīng)安裝一個(gè)旅客廣播話筒，方便坐著的空中乘務(wù)員使用。若出口之間非常接近，當(dāng)坐著的乘務(wù)員能夠直接口頭聯(lián)系時(shí)，一個(gè)話筒也可供一個(gè)以上的出口使用。

乘務(wù)員話筒應(yīng)盡可能與乘務(wù)員座椅集成安裝，外形尺寸應(yīng)與座椅相匹配；乘務(wù)員話筒也可與臨近的艙內(nèi)裝飾部件進(jìn)行集成安裝。應(yīng)考慮符合工業(yè)設(shè)計(jì)的美學(xué)要求，機(jī)械接口應(yīng)簡(jiǎn)單、易于取用、方便布線。2.2.2 駕駛艙旅客廣播話筒

為滿足適航條款，使駕駛艙兩個(gè)飛行機(jī)組成員可在任一工作位置使用廣播話筒，應(yīng)為每個(gè)機(jī)組分別布置單獨(dú)的旅客廣播話筒。

2.3 客艙揚(yáng)聲器

客艙內(nèi)應(yīng)布置一定數(shù)量的揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器的音場(chǎng)分布應(yīng)均勻、無(wú)死角。

以單通道飛機(jī)為例，可選擇在飛機(jī)兩側(cè)，每?jī)膳呕蛉抛紊戏讲贾靡粋€(gè)揚(yáng)聲器；在有些雙通道寬體機(jī)，空間范圍較大，揚(yáng)聲器可布置于過(guò)道頂部板上。

客艙揚(yáng)聲器的布置還應(yīng)結(jié)合揚(yáng)聲器的性能參數(shù)和客艙實(shí)際噪音環(huán)境考慮，參考客艙噪聲聲場(chǎng)分布進(jìn)行布置優(yōu)化，如在靠近發(fā)動(dòng)機(jī)或應(yīng)急艙門附近，可考慮適當(dāng)增加揚(yáng)聲器布置密度。

為確保當(dāng)旅客廣播進(jìn)行時(shí)，機(jī)上所有人員在任意位置都可以聽(tīng)清楚，在客艙每個(gè)獨(dú)立的空間，如服務(wù)區(qū)、廚房、盥洗室等區(qū)域應(yīng)考慮單獨(dú)布置揚(yáng)聲器。

3 總結(jié)

民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)的選型與布置，涉及聲學(xué)、電子學(xué)、人機(jī)功效等多種學(xué)科技術(shù)，在滿足相關(guān)適航條款的基礎(chǔ)上，需要充分考慮旅客舒適性、客艙空間尺寸、使用環(huán)境等多方面因素。本文列舉和分析了民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)設(shè)備選型和布置方面的考慮因素和設(shè)計(jì)建議，可以為民用飛機(jī)旅客廣播系統(tǒng)選型、設(shè)計(jì)、布置、安裝和改裝等提供理論參考和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]