科技成果

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成果名称: 基于人机工效和工业设计的大型机舱空间环境综合设计技术

成果登记号: 9612018Y0571

第一完成单位: 航空工业第一飞机设计研究院

联 系 人: 王磊

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 航空航天

应用行业: 制造业

成果简介:

一、课题来源背景

    国外民用飞机客舱内饰随着民机型号不断更新换代已发展了几十年,相关技术规范已趋成熟,产生了波音、空客等庞大内饰研发团队以及FACC、DELTA、卓达等诸多内饰及配套设备的专业化公司。国内在民机内饰方面上没有独立研制的先例。ARJ21、C919客舱内饰主要由FACC设计、制造,而新舟60飞机客舱内饰各部件则大量参考了ATR72的设计。

    目前国内在役的飞机,如新舟60、600,Y7、Y8等,内饰效果差,设计方法落后,多采用二维设计。大飞机由于其舱容大、设备多、接口复杂、造型要求高,航时长、人机工效要求高。随着国家重大专项的正式立项,自主攻克内饰设计技术迫在眉睫。

    大飞机内饰系统是国内在役和在研的飞机型号中,接口最复杂,舱容最大,交叉学科最多,国内在该领域没有类似研制经验,无成熟技术可以借鉴,且长期受到国外技术封锁,由于这是国内第一次的自主研制,面临着诸多技术难题和挑战。任务来源于航空工业第一飞机设计研究院院文件《关于下发2007年度科研计划的通知》。

二、技术原理及性能指标

    本技术以工业设计方法为指导,采用先进的复合材料及设计方法,综合舱内空间环境优化、人员防护、舒适性等设计技术,并交叉人机工效、工业设计、机械设计、结构设计、美学、热学、光学、声学、心理学等多领域学科,开展基于大型机舱空间环境的综合设计技术研究,实现舱内高舒适性的操作环境、高可靠安全的人员防护,快速拆卸的连接方法,在满足型号研制需要的同时建立起一套实用与大中型军民用飞机的舱内空间环境设计方法和流程。

三、技术的创新性与先进性

    该成果提出了利用特征元素进行内饰造型设计理念,实现了舱室环境呼应与协调,形成了内饰造型设计方法;提出了利用人机工效验证关键尺寸与型面,实现了艺术性与工程性的统一,形成了内饰造型验证方法;提出了基于蒙塞尔色彩体系研究量化内饰色彩研究,形成了内饰色彩设计方法;研制了国内首套全复材飞机内饰,首次将空调管道与内饰一体化设计;提出了可调节的内饰连接形式;提出了基于改善舱内空间环境的隔声隔热设计方法;提出了飞机舱门内饰双密封一体化设计方法。主要突破了以下关键技术:大型机舱空间环境人机工效设计;基于工业设计的多曲面造型设计及评估;基于虚拟仿真的舱内视觉工效设计及评估;多功能一体化造型设计。主要创新点如下:1、创新运用工业设计理念,提出了基于特征元素的造型设计方法,实现了舱室空间环境呼应和协调,形成了舱内工业设计综合设计技术,满足了设备种类多、借口复杂、人机工效高的要求,提高了国内大中型运输机舱内空间环境综合设计水平;2、研制了国内首套全复合材料飞机内饰,创新运用了空调管道与内饰一体化设计、可调节的内饰连接结构、弹簧夹式内饰板固定装置等设计,提高了舱内人机工效效果和机组人员的舒适感,具有独立的知识产权;3、在已有的军机设计流程基础上,建立了一套舱内工业设计方法,形成了一套基于需求的大中型军民用飞机舱内空间环境设计流程。

四、技术的成熟程度,适用范围及安全性

    本技术成果已成功应用于国家重大专项,并在MA700内饰方案设计成功验证,得到了各级领导、国内外媒体及相关专业人士的肯定。同时后续设计的大中型飞机都将配备内饰系统,将会不断提高设计水平,完善工艺设备以及工艺流程管控。除大型运输机、大客、MA700外,本项目的研究成果还可用于重型运输机、特种运输类及其改型飞机的内饰设计,舰载类飞机的内饰也可参考其设计,并可推广至舰船、客车和高铁等。依据该技术设计的内饰系统兼具美观性与功能性,且安装、维护方便,可显著提升乘坐人员的舒适性。

五、应用情况及存在问题

    本项目中涉及的大型飞机内饰设计技术、复合材料设计技术、快卸式连接设计等技术也达到国外同类产品的先进水平,均处于国内领先地位,为国内大中型飞机型号研制提供了重要的技术支撑,积累了宝贵的经验,具有深远的指导意义,具有较强的社会效益。本项目的经济效益间接使MA700内饰系统研制费用节省近1000万美元,同时后续设计的大中型飞机都将配备内饰系统,将会不断提高设计水平,完善工艺设备以及工艺流程管控,势必在后续项目中产生更高的经济、社会效益。本项目提供了内饰系统设计技术,是提高飞机舒适性的重要手段,是保护驾乘人员安全的重要支撑,同时宜人性的舱内内饰空间,可有效缓解驾乘人员的疲劳,具用显著的军事效益。时后续设计的大中型飞机都将配备内饰系统,将会不断提高设计水平,完善工艺设备以及工艺流程管控。