基于人為因素的駕駛艙評審研究

李昕 陳洪艷

摘 要：本文對民用航空器適航審定過程中的駕駛艙評審進行研究，通過梳理適航規(guī)章中關于人為因素的要求，明確駕駛艙評審關注的內(nèi)容。將人為因素的設計理念引入到駕駛艙的設計過程中，為型號研制的人為因素設計和適航驗證提供指導。

關鍵詞：人為因素；適航要求；駕駛艙評審

1 引言

航空界統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，由于技術(shù)因素導致的航空器本身故障從而引發(fā)的飛行事故在不斷減少，而人為因素引發(fā)的航空事故率卻顯著上升。目前的航空數(shù)據(jù)表明，在全球發(fā)生的商業(yè)飛機飛行事故中，由于飛行機組差錯引起的事故占到近70%。

航空器的初始設計，對于航空器人機因素的好壞起著決定性的作用，鑒于越來越多的飛行事故是由于人的因素誘發(fā)的，從設計上解決影響駕駛員的各種人為因素問題則變得尤為重要。而民用航空器適航審定過程中的駕駛艙評審活動，主要目的是通過不同飛行員對駕駛艙的操作體驗，評估駕駛艙的人機因素能否滿足適航要求，以此為駕駛艙設計提出改進方案。

目前關于人為因素的適航要求中，EASA發(fā)布了CS25.1302條，在此之前并沒有專用的條款從全機角度對人為因素提出適航要求。本文基于CS25.1302以及EASA和FAA發(fā)布的關于人為因素的相關咨詢通告、政策，重點研究人為因素應考慮的適航條款及驗證方法以及人為因素設計和適航驗證的側(cè)重點，該研究對指導型號人為因素設計和適航驗證工作具有重要意義。

2 人為因素的適航性要求

鑒于人為因素對飛行安全的影響，F(xiàn)AA和EASA都針對人為因素開展專項研究，2008年，EASA在基于前期的研究成果的基礎上，發(fā)布了CS25.1302。2011年，F(xiàn)AA也正式提交了增加25.1302條款的申請，并于2013年發(fā)布。1302條的發(fā)布，只是通過一個專門的條款將人為因素提出了更高的要求，標志著人為因素正式作為適航取證過程中一個專門條款進行審查。

在此之前，F(xiàn)AA發(fā)布了一系列關于人機因素適航審定的咨詢通告、政策和備忘錄，用于指導工業(yè)方開展符合性驗證工作。這些要求包括：

1） AC25-11A，駕駛艙電子顯示系統(tǒng)；

2） AC25.773-1，駕駛艙視界設計的考慮；

3） AC25.1309-1A，系統(tǒng)設計和分析；

4） AC25.1523-1，最小飛行機組；

5） AC120-28D，批準III類起飛、著陸和著陸滑跑的最低天氣標準；

6） PS-ANM111-1999-99-2，運輸類飛機駕駛艙審定人為因素審定計劃評審指南；

7） PS-ANM-01-03，駕駛艙審定人為因素符合性方法評審考慮；

8） PS-ANM111-2001-99-01，增強自動駕駛運行期間飛行機組的意識；

9） FAA Notice 8110.98，關于復雜綜合航電作為TSO過程不分的人因/飛行員界面問題；

10） FAA Human Factors report，飛行機組和現(xiàn)代駕駛艙系統(tǒng)的界面；

11） DOT/FAA/CT-03/05，人為因素設計標準。[1]

FAA還將25部適航規(guī)章中與人為因素相關的條款分為3類：

1） 人為因素一般要求：25.771（a）（c）（e），25.773（a）（c），25.777（a），25.1301（a），25.1309（b）（3），25.1523

2） 人為因素專門要求：25.785（g）（l），25.1141（a），25.1357（d），25.1381（a）

3） 飛行機組人機界面人機因素要求：25.773（b）（2），25.1322

1302條款的增加，是對之前規(guī)章內(nèi)容的補充，它并不取消或替代原有規(guī)章中的條款，它只是一個通用的適用性要求，對于具體系統(tǒng)的要求，則還需參考上述具體條款要求。

盡管目前23部、27 部、29部航空器還沒有發(fā)布單獨的1302條，但在人為因素設計和適航驗證，也可以參考25部的相關要求和指導文件。

3 駕駛艙評審

飛機駕駛艙評審涉及多個專業(yè)和多個人機交互問題的考量，需要評審的問題也非常多，例如駕駛艙布局、視覺和照明、應急情況等多方面。通過研究和分析適航規(guī)章中對于人機因素的要求，我們設計出某型機駕駛艙評審科目如下：

1）飛行員內(nèi)視界檢查

2）駕駛艙光線檢查

3）駕駛艙判讀檢查

4）駕駛艙設施可達性檢查

5）駕駛艙設施操縱性檢查

對于參加評審的飛行員，要求參考GB10000-88《中國成年人人體尺寸》標準，選擇身高為1580mm、1690mm、1740mm的男性飛行員各1人，在條件允許的情況下增加身高為1830mm的男性飛行員1人，參加評審的飛行員年齡范圍在25周歲—65周歲之間。

試驗前，對飛行員人體尺寸進行測量并記錄年齡、體重、駕駛機型和飛行時間等信息。飛行員按試驗項目清單要求，通過定量測量和定性評估的方法開展評審工作，對某型機駕駛艙開展了檢查與評分，最終形成評分從1到5的打分表，并針對各種檢查項目給出飛行員評語與建議。

通過該評審，共形成優(yōu)化設計意見30余項，對駕駛艙人機因素設計優(yōu)化具有重要意義。

4 人為因素設計理念

駕駛艙評審是型號合格審定過程中局方開展的一項審查活動，從一定程度上可以提出優(yōu)化航空器人機因素設計的意見和建議。而在型號設計之初就引入人機因素設計理念，將更好的提高航空器的安全性。因此，在航空器設計過程中，以下設計理念必須優(yōu)先考慮：

1）所有設計決定都要考慮飛機總體的安全性和高效性。飛行機組與駕駛艙系統(tǒng)的綜合績效比單一功能的優(yōu)化重要。

2）飛行機組與駕駛艙系統(tǒng)的綜合績效應該從以下幾個方面綜合考慮：飛行機組的責任、權(quán)利、特性和差錯，系統(tǒng)所采用的新技術(shù)和自動化功能，設計過程中沖突管理等。

3）通過考慮飛行員與駕駛艙系統(tǒng)的組合、次序和節(jié)奏來實現(xiàn)綜合績效的優(yōu)化。[1]

5 結(jié)語

我國對人為因素的設計和適航驗證技術(shù)尚不成熟，審查方和設計方對于人機因素的理解也存在一定偏差，目前對于航空器人機因素的評價也并沒有一套規(guī)范化的標準和體系，駕駛艙評審方案通常是依據(jù)現(xiàn)有歸納的條款要求和經(jīng)驗進行設計，盡管駕駛艙評審可以在型號研制過程中給出一部分人機因素優(yōu)化設計的建議，但人為因素設計理念的引入，才是從根本上解決和優(yōu)化航空器人為因素設計的關鍵點。

參考文獻

[1]傅山.民用運輸類飛機駕駛艙人為因素設計原則.2013