隨著民用航空技術(shù)的發(fā)展人機(jī)交互的界面和環(huán)境不斷改善，作為駕駛員運(yùn)作決策和發(fā)布操作指令的場所，駕駛艙設(shè)計的重要性日益凸顯。C919大型客機(jī)的駕駛艙設(shè)計就是一種“以人為本”的體現(xiàn)。

“以人為本”的產(chǎn)品導(dǎo)向

在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，飛機(jī)不斷向快速、遠(yuǎn)程和大型化發(fā)展，機(jī)載設(shè)備漸趨復(fù)雜，駕駛艙設(shè)備也發(fā)展成復(fù)雜的機(jī)械儀表和旋鈕。20世紀(jì)70年代以前，一架商用飛機(jī)駕駛艙中要安裝近一百個獨立的機(jī)械儀表，每一個儀表基本上只能指示一種信息，飛行機(jī)組需要人工識別、判斷信息間的關(guān)聯(lián)性以及飛機(jī)的工作狀態(tài)來操縱飛機(jī)。因此，為了完成飛行任務(wù)，一架飛機(jī)的機(jī)組人員除駕駛員外，還增設(shè)隨機(jī)機(jī)械員、隨機(jī)報務(wù)員、領(lǐng)航員等，一度形成5人制飛行機(jī)組。

隨著計算機(jī)、信息網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的廣泛運(yùn)用，集成顯示器取代了傳統(tǒng)的機(jī)械儀表界面，駕駛艙操縱器件數(shù)量明顯減少。同時，數(shù)字化的圖形顯示和高度自動化的控制功能大大降低了飛行機(jī)組的操縱負(fù)擔(dān)，飛行員的注意力從操縱飛機(jī)轉(zhuǎn)移到監(jiān)控飛機(jī)及其運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)上來，飛行機(jī)組也由5人制變成了2人制。

但是，盡管駕駛艙集成化、自動化程度越來越高，目前仍有70%以上的飛行事故源于人為因素。因此，人為因素在駕駛艙的設(shè)計中越來越受到國際航空界的重視。

20世紀(jì)90年代，F(xiàn)AA（美國聯(lián)邦航空管理局）和EASA（歐洲航空安全局）針對駕駛艙人為因素問題聯(lián)合成立了協(xié)調(diào)工作組。經(jīng)過近十年的研究，工作組于2004年完成了研究報告，形成了駕駛艙人為因素專門條款建議稿和咨詢通告草稿。2007年，EASA在其適航標(biāo)準(zhǔn)第三次修訂時正式增加CS25.1302條款。2013年，F(xiàn)AA在第137號修正案中正式增加FAR25.1302條款，并同時發(fā)布咨詢通告AC25.1302-1。

在此之前，適航條款僅僅對駕駛艙特定系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了規(guī)定，沒有涉及駕駛艙所有設(shè)備綜合性地防止和處理人為差錯的規(guī)定，新增的25.1302條款就是為了解決這一問題，它不僅包含駕駛艙功能與飛行任務(wù)相匹配的設(shè)計要求，還規(guī)定了包括防止和處理機(jī)組差錯在內(nèi)的有關(guān)人為因素的更直接的設(shè)計要求。

從傳統(tǒng)駕駛艙設(shè)計更多地關(guān)注軟硬件的更新?lián)Q代，到現(xiàn)代駕駛艙設(shè)計更多地考慮人為因素，在設(shè)計流程上，從自下而上的綜合布置，到把駕駛艙作為一個整體自上而下進(jìn)行研制，駕駛艙設(shè)計理念實現(xiàn)了由技術(shù)導(dǎo)向到“以人為本”的產(chǎn)品導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變。

設(shè)計中的“人為因素”

“隨著機(jī)械儀表被大屏幕顯示器取代，駕駛員所要觀察的信息往往是通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)顯示在大屏幕上，但是，什么時候給出什么樣的信息，如何讓駕駛員很好地理解并使用這些信息，根據(jù)信息作出正確的決策，并且準(zhǔn)確地執(zhí)行，是C919駕駛艙設(shè)計中考慮人為因素的關(guān)鍵問題?！敝袊田w上飛院駕駛艙部部長馬顯超說。

在C919駕駛艙正副駕駛員的前面，有5塊大屏幕顯示器，分別顯示飛行狀態(tài)、導(dǎo)航信息、告警信息、簡圖頁等。當(dāng)飛機(jī)處于不同階段時，飛行員需要關(guān)注的信息各有不同，比如滑行階段，飛行員需要關(guān)注起落架的胎溫、胎壓，而在巡航階段，這些信息不再是飛行員關(guān)注的重點。因此，在C919飛機(jī)駕駛艙顯示系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計人員充分對顯示信息進(jìn)行了梳理分類，通過邏輯編程，將飛機(jī)在滑行、起飛、爬升、巡航、下降、著陸等各個階段飛行員不需要關(guān)注的信息進(jìn)行印制，需要關(guān)注的信息進(jìn)行排序。“這樣一來，屏幕上只會顯示飛行員需要關(guān)注的信息，通過這些信息，飛行員可以第一時間了解飛機(jī)的狀態(tài)，不再需要手動調(diào)取信息，也不需要篩選最需要的信息，既減輕了飛行員的工作負(fù)荷，也避免了人為因素引起的誤操作?！敝袊田w上飛院電子集成部航電總體室主任許健說，“C919飛機(jī)還備份了30種屏幕失效情況下重新構(gòu)建顯示區(qū)域的方案，好比說，如果其中有一塊屏幕忽然失效了，關(guān)鍵信息會立即進(jìn)行重構(gòu)，顯示在其他屏幕上?！?/p>

除了顯示系統(tǒng)，駕駛艙設(shè)計中另一個充分考慮“人為因素”的設(shè)計就是告警系統(tǒng)。在飛機(jī)各個專業(yè)告警系統(tǒng)的設(shè)計階段，出于安全考慮，在出現(xiàn)故障時，每個專業(yè)都希望盡可能多地顯示告警信息，但對于全機(jī)來說，并不是每個告警都需要立即操作，飛行員希望系統(tǒng)能夠提示哪個故障是最緊急的，可以通過什么方式處理。

評估工作至關(guān)重要

“如何讓‘以人為本，的駕駛艙設(shè)計理念落地，除了要在設(shè)計中充分考慮人為因素外，飛行員的評估工作也至關(guān)重要?！敝?/p>

國商飛上飛院駕駛艙部駕駛艙集成設(shè)計室主任劉海燕說，“由于設(shè)計人員普遍不具備真實駕駛飛機(jī)的經(jīng)驗，設(shè)計出來的駕駛艙是否符合實際的駕駛習(xí)慣，還需要飛行員進(jìn)行評估。波音777型飛機(jī)的駕駛艙采用了與波音傳統(tǒng)駕駛艙不同的設(shè)計方案，在交付z前，波音公司邀請了大量來自不同航空公司的飛行員進(jìn)行評估，完善設(shè)計方案?！?/p>

為了確保C919飛機(jī)的駕駛艙設(shè)計能充分滿足客戶要求，除了廣泛開展航空公司調(diào)研和內(nèi)部飛行員評估外，2017年8月17日，中國商飛公司邀請東方航空公司飛行員參與C919飛機(jī)的駕駛艙評估工作。評估工作由中國商飛上飛院駕駛艙集成設(shè)計團(tuán)隊牽頭開展，各專業(yè)設(shè)計團(tuán)隊、東方航空公司飛行員、中國商飛試飛中心和客服中心的試飛員共同參加，局方也作為觀察員參與其中。

在評估工作開展之前，駕駛艙集成設(shè)計團(tuán)隊制定了駕駛艙評估準(zhǔn)則，確定了“靜態(tài)評估”和基于任務(wù)的“平臺評估”兩個階段。靜態(tài)評估主要通過會議的方式，將讓飛行員在模擬器上進(jìn)行實際操作，進(jìn)一步駕駛艙的設(shè)計方案逐條進(jìn)行評估，形成意見;進(jìn)而開發(fā)動態(tài)平臺，完善設(shè)計方案。

中國商飛上飛院駕駛艙部駕駛艙集成設(shè)計室張垠博表示：“在駕駛艙設(shè)計方案評估過程中，我們充分考慮了飛行員的意見，對駕駛艙布置、顯示、告警等設(shè)計不合理的地方進(jìn)行完善。同時，為了保證完善的方案符合適航要求，我們還邀請局方代表參與評估過程。更改后的設(shè)計方案需要進(jìn)行大量的試驗驗證，證明其既滿足人為因素要求，也滿足適航條款要求。”