并列式座舱布局的直升机正驾驶位置分析研究.pdf

总第1 8 0 期 2 0 1 4 年第3 期 直 升机技术 H E U C O I y I E R 7 I E C H N I Q U E 7 r o t a lN o 1 8 0 N o 32 0 1 4 文章编号：1 6 7 3 - 1 2 2 0 ( 2 0 1 4 ) 0 3 旬2 8 旬3 并列式座舱布局的直升机正驾驶位置分析研究 洪永军，朱仁淼 ( 中国直升机设计研究所，江西景德镇3 3 3 0 0 1 ) 摘要在直升机人机工效研究中，很重要的一个环节是确定直升机驾驶员的位置，合适的驾驶员位置对明 确驾驶员之间的分工，在保证飞行安全的前提下高效执行所承担的任务使命至关重要。从历史上关于并列 式驾驶舱直升机正驾驶位置的讨论人手，结合直升机驾驶舱布局以及直升机的飞行作业特点，对直升机正驾 驶员位置进行剖析，提出分析意见建议。 关键词直升机；正驾驶位置 中图分类号：V 2 2 3 + 1文献标识码：A A n a l y s i so fP a r a l l e lC o c k p i tL a y o u to ft h eH e U c o p t e rP i l o tP o s i t i o n H O N GY o n 百u n ，Z H UR e n m i a o ( C h i n ah e l i c 叩t e rI s e a r c ha n dd e v e l o p m e mi n s t i t u t e ，J i n g d e z h e n3 3 3 0 0 1 ，C h i n a ) A b s t r a c tI nt h er e s e a r c ho nh e l i c o p t e re r g o n o m i c s ，t od e t e 珊i n et l l ep o s i t i o no ft h eh e l i c o p t e rp i l o t i sV e r yi m p o r t a n ta s p e c t T h e 叩p r o p r i a t ed r i V e rp o s i t i o ni sV e r yi m p o n a n to nc l e a r i n gt h ed i v i s i o n a l l a b o rb e t w e e nt h e 出v e r s ，e x e c u t i n gt h em i s s i o nt a s kh i g h e m c i e n to nt h ep r e m i s eo fe n s u r i n gn i g h t s a f 宅t y F i r s t ，d i s c u s s e dp a r a l l e lc o c k p i tl a y o u to ft h eh e l i c o p t e rp i l o tp o s i t i o n ，t h e nc o m b i n i n gh d i c 叩t e rc o c k p i tl a y o u ta n dt l l eh e l i c o p t e rn i g h t 叩e r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ，p u tf o 刑a r da n a l y s i sa n da d V i s eo nt h eh e l i c o p t e rp i l o tp o s i t i o n K e yw o r d sH e l i c o p t e r ；p i l o tp o s i t i o n O 引言 与飞机相比，直升机具有起降不受地面条件限 制，可在空中向任意方位运动及定点悬停等功能。 无论是民用领域还是军事领域，直升机均具有广泛 的用途，特别是在抢险救灾、应急救援、空中观光、公 务运输、人员定点投送等末端运输领域都能发挥其 独特的优势。但是直升机的特殊构型，使得驾驶 员的操纵方式与飞机的操纵方式存在巨大的差异。 为了有效提高直升机的操作人机工效，减轻驾驶员 的操作负担，提升直升机执行任务的效率，必须对驾 驶员的位置进行定义，并明确主、副驾驶员的分工。 由于大多数国家道路交通规则都是靠右行驶， 因此驾驶员的位置设在左边可以保证驾驶的安全 收稿日期：2 0 1 4 0 3 一1 7 基金项目：本文由国家科技部8 6 3 项目一先进直升机技术( 课题编号：2 0 1 2 从1 1 2 2 0 1 ) 资助 作者简介：洪永军( 1 9 7 4 一) ，男，江西都昌人，高级工程师，硕士，主要研究方向：直升机总体设计。 万方数据 2 0 1 4 年第3 期洪永军，朱仁淼：并列式座舱布局的直升机正驾驶位置分析研究 。2 9 性，飞机也是如此。但对于并列式座舱布局的直升 机，正驾驶位置该如何确定，到目前为止尚无明确的 规定。本文在并列座舱布局直升机正驾驶位置历史 争论的基础上，针对并列式驾驶舱布局以及飞行操 纵特点展开研究和探讨。 1 历史上的讨论 对于并列式座舱布局的直升机，正驾驶的位置 问题在研制第一架双座直升机时就已经提出，L 奠 里斯在开拓直升机中叙述了他作为西科斯基x R 一4 直升机试飞员的体会：“好像我还不够忙似的， 傻乎乎地增加任务的复杂性。在V s 一3 0 0 直升机 中，我总是用左边的总距油门操纵杆驾驶直升机，但 x R 一4 直升机设计成左驾驶，这就是说总距油门操 纵杆在两个座椅之间，在左座椅的右边。”“回想这 一点，我不知道为什么没有按照I 西科斯基先生的 提示，坐在右座，右座所有的操纵装置都处于惯常的 位置。我坐在左座，虽然没有因此引起严重的问题， 但也花了几个小时才适应这种在正确的世界相反操 纵的不规则要求”。 前美国海军旋翼机发展负责人R 克里克特在 对美国海军、海军陆战队和陆军直升机飞行员进行 了大量的调查之后，发现大多数飞行员喜欢坐在右 座上进行直升机驾驶，这是由于初期的直升机没有 安装自动飞行控制系统，仅靠双手操纵直升机，坐在 左座上用右手操纵直升机的系统控制开关板等是十 分危险的事情。 在争论正驾驶位置的历程中，有一件事不能回 避，在2 0 世纪4 0 年代，并列式座舱布局的直升机， 只有一根总距杆，位于左右驾驶员座椅中间，因此在 进行训练飞行时，教员只能坐在直升机的左座上，而 学员坐在直升机右座学习直升机驾驶，当他们购买 直升机时，自然而然地喜欢右座驾驶的直升机。 从直升机研制发展的历史来看，对并列式座舱 布局的直升机，越来越多的人认为，正驾驶处于右座 有利于直升机的安全驾驶和任务的完成。 2 并列式驾驶舱布局对操纵影响的 分析 常规并列式驾驶舱布局一般来说左右驾驶员共 用一块仪表板、一个中央操纵台和一个顶部操纵台， 同时左右驾驶员各自拥有一套联动的总距、周期变 距及脚蹬操纵机构，见图l 所示口1 。 图l 并列式驾驶舱布局 仪表板按左右驾驶显示区以及共用显示区来进 行布置，便于驾驶员观察与操作，同时要求姿态、高 度、空速和罗盘指示按“T ”字型布置在驾驶员的正 面。其它备份仪表和信息显示则布置在共用显示 区内。 中央操纵台和顶部操纵台同样按照系统分区的 原则进行布置。通常，中央操纵台上布置自动飞行 控制系统、电源系统、通信导航系统等控制装置，顶 部操纵台则布置燃油、照明、加温、除雾等系统控制 装置和电路保护装置。 在仪表板、操纵台布置过程中充分考虑驾驶员 操纵的可达性，以保证飞行员在执行任务过程中操 作实施的便捷性。 一般来说，直升机的总距杆装有锁定装置，而没 有安装自动驾驶仪的直升机，在飞行过程中周期变 距杆始终需要用右手控制，以保证飞行姿态。 正驾驶作为直升机飞行的总领导，既要保证直 升机的正常驾驶，同时也要监控直升机各系统的工 作状态，必要时需对各系统的控制开关进行操纵，以 完成飞行任务。因此从保证全机安全飞行的意义上 来说，正驾驶处于直升机的右侧是最好的选择。 3 飞行作业情况下的分析 在陆地上，直升机进行正常起飞、着陆或其他飞 行作业时，正驾驶处于左侧或右侧并无太大区别，但 当直升机在航空母舰上使用，就存在一定的差异。 按美国海军航空母舰舰载直升机的使用经验，舰载 直升机在航空母舰甲板右后四分之一区的飞机保护 位置进行起降。一方面驾驶员要保证直升机正常的 姿态，同时需要监控直升机各系统的工作状态，操作 万方数据 3 0 直升机技术总第1 8 0 期 相关设备，另一方面驾驶员还需密切关注飞行甲板 上的各种动态，这时正驾驶位于右侧就显得十分必 要，特别是对于舰载救援直升机来说更是如此。 在另外一些特殊作业条件下，正驾驶处于右座 也体现出其优势，如在搜索救援中，吊挂通常位于直 升机的右侧，右座正驾驶可极大地方便驾驶员对吊 挂状态的观察( 当吊挂位置处于左侧那就另当别论 了，好在此类飞行作业中，驾驶员对外挂物的状态观 测只是起到辅助作用，真正监控状态的是操作员，通 过他将外界情况反馈给驾驶员) 。 4 结束语 到目前为止，对于并列式座舱直升机来说，正驾 驶处于左座还是右座并无明确的结论，但倾向于正 驾驶位于右座，当然最终确定正驾驶的位置取决于 各直升机设计单位根据所研制的直升机的任务特 点，权衡各自的利弊进行规定。本文只是从人机工 效学的角度，从直升机驾驶和机载设备操作出发，给 出了一般的规律，同时也提供了确定正驾驶座位的 一套思路，可供从事直升机总体设计的人员参考。 参考文献： 1 张呈林，郭才根直升机总体设计 M 北京：国防工 业出版社，2 0 0 6 2 张雅铭，欧阳圣旺，刘曼萍，等H B 6 6 3 1 9 2 直升机空 勤舱操纵装置和显示装置的布置 s 中华人民共和 国航空航天工业部，1 9 9 2 ( 上接第2 7 页) A 图5 风场坐标O 点位置分块 5结论 综上所述，通过总结分析风场记录数据，将林芝 机场高原环境的局部风场准定常化，获得该区域东、 西、南、北四个方向的基本风场模型，并进行归一化 处理，得到基本风场模型的大型数据文件。根据空 间坐标位置的不同，将该基本模型数据文件按照地 理位置进行细化分割生成风场碎片文件。结合快速 的空间插值算法，获得直升机桨毂中心位置处的风 场信息，实现高原风场数据的实时再现，为直升机高 原飞行仿真提供较为可信的风场信息数据。 在具体仿真中，扩展到研究的区域风场，要注重 河谷地貌和直升机方位的影响，应用插值法查找模 拟风场中的坐标位置，计算出风场速度，模拟出给定 区域的风场基本布局，为风场的进一步实时再现提 供数据样本。 参考文献： 1 L u e r SKJ AM o d e lo fw i n ds h e a ra n dT u r b u l e n c ei nt h e s u 血c eB o u n d a r yL a y e r R N A s AC R 一2 2 8 8 。u l l i v e r s i t ) ，o fD a y t o nR e s e a r c hI n s t i t u t e ，1 9 7 3 2 肖叶伦，金长江大气扰动中的飞行原理 M 北京： 国防工业出版社，1 9 9 3 3 屈菊香，李勇一种改进的紊流风模型及其仿真算 法 J 系统仿真学报，2 0 0 4 ，1 6 ( 1 ) 4 马树峰，岳晓奎大气紊流的数字仿真 J 计算机辅 助工程，2 加8 ，1 7 ( 3 ) 5 许培贞，牟艳彬，吴娟西藏林芝机场场址航空天气 特征的初步分析 J 空中交通管理，2 0 0 5 ( 2 ) ：3 6 4 0 6 范菠，旺杰，旦增，等西藏林芝机场飞行气象 条件分析 J 气象，2 0 0 7 ( 9 ) ：5 9 6 3 7 许堵贞，谭波西藏林芝机场的飞行天气 J 空中 交通管理，2 0 0 7 ( 1 2 ) ：3 2 3 6 万方数据