航空航天人机工程学
综合性学科
航空航天人机工程学是载人飞行器设计和操纵员训练的理论基础之一,借以设计能使操纵员发挥最大效能的飞行器,特别是飞机驾驶舱和飞船指挥舱的设计。
专业介绍
航空航天人机工程学是研究航空航天环境条件下人与飞行器关系的新兴的综合性学科,又称航空航天工效学。它是载人飞行器设计和操纵员训练的理论基础之一。航空航天人机工程学运用人体测量学、生理学和生物力学等研究手段和方法,综合研究人体结构、功能、心理工程学和生物力学等问题,借以设计能使操纵员发挥最大效能的飞行器,特别是飞机驾驶舱和飞船指挥舱的设计。
研究内容
这一学科研究的主要内容是:人体特性测量、人-机(飞行器)系统设计、人-机界面设计。
人体特性测量
测量人体外形尺寸、关节活动范围、肌肉力量和质量分布,测量人体感官在振动、噪声、超重、失重等条件下的感觉能力、工作能力和脑对各种刺激输入的理解和决策能力。 人体特性测量结果是人-机系统设计和人-机界面设计的依据。
人-机系统设计
包括人-机功能分配、舒适的座舱环境设计、先进装备和器具的配置等。根据人和飞行器的特点,合理地进行人机功能分配,确定哪些功能由人执行,哪些功能由机器执行,哪些功能由人和机器联合执行。 人与飞行器的系统是现代的一种重要的人-机系统。在功能分配上,人与飞行器的系统有三种设计方案:全自动形式、全手动形式和手动辅助系统。后一种形式把人和机器的优点有机地结合起来,后期载人航天器多采用这种形式。 飞机和载人航天器的座舱应能提供舒适的工作环境(合适的温度、湿度、压力、大气成分和照明),以提高操纵员的工作效率。同时,舱内颜色、光强和气味等对飞行员和航天员的身体与心理也有影响。
在飞行器的装备设计中,须考虑航空航天的特殊环境和人体的活动能力。例如,在设计飞机的操纵系统时,考虑超重对人体关节活动能力的影响;航天器手控操作机构的设计需要考虑轨道失重环境,采用无力矩系统和遥控机械臂等。
人-机界面设计
人与飞行器进行信息交换的界面是显示器和操纵器。在设计显示器时,须充分考虑人感觉系统的能力,避免感觉的信息量太大,尤其是视觉显示量。解决的途径有:①根据人感觉系统的特点设计多种感觉通道显示器和混合显示器,如听觉指示器、触觉感受器和多通道显示器等;②把大量仪表同时显示的方式改为按时间顺序显示需要信息的方式;③用计算机辅助预处理大量信息,选择少量关键的信息加以显示。
随着电子计算机在航空航天活动中的应用,航空航天人机工程学的研究重点是充分利用机载计算机的功能,使飞行人员航天员与计算机更好地配合起来并具有充分的灵活性。
参考资料
最新修订时间:2022-03-02 22:43
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