一种电子机及其驾驶舱设计方法技术

技术编号：40592684 阅读：8 留言：0更新日期：2024-03-12 21:54

本发明专利技术属于飞机总体设计技术领域，提供了一种电子机驾驶舱设计方法，先分解人‑机、人‑环关系、人‑人关系、飞行人员持续作业的生命保障要求、飞行人员空中、地/舰面、水面应急出舱和出舱后的防护救生要求和维修保障等人机工效设计需求，设置约束条件，先后开展概念设计、初步设计和详细设计，开展试飞验证。本发明专利技术根据人和机器的特点，做好人机功能分配，科学、合理的处理人‑机‑环境三者的关系，大限度减少驾驶员工作负荷、降低操作疲劳，考虑到电子雷达飞机的特殊性，结合电磁兼容和人员防护开展适应性设计。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞机总体设计，涉及一种驾驶舱的设计方法，具体涉及一种电子机及其驾驶舱设计方法。

技术介绍

1、电子飞机驾驶舱设计主要考虑驾驶体制，机组任务分工，驾驶舱内人机工效，电磁兼容和电磁防护，应急撤离和逃生等要求。

2、电子飞机驾驶舱设计由于考虑限制条件及影响因素较多，因此与常规飞机驾驶舱设计区别较大，需要根据人和机器的特点，做好人机功能分配，科学、合理的处理人-机-环境三者的关系。优异的驾驶舱设计具有良好的人机工效，最大限度减少驾驶员工作负荷、降低操作疲劳，为机组人员提供一个安全、高效的作业环境；人机功能适配好、显示控制装置布局合理、操作可达、视域良好、人机界面友好、性能安全可靠，舱内环境舒适宜人；使驾驶员在舒适的状态下，迅速、准确地获取各种反应飞机工况的视觉、听觉、触觉信息，并作出准确无误的操作指令，安全高效的完成飞行任务。

3、传统的电子飞机驾驶舱是根据普通驾驶舱再加上一些电磁隔离来设计的，然而新型的电子雷达飞机具有多约束、多条件和干涉耦合影响严重的总体问题，需要重新设计针对新型的电子雷达飞机驾驶舱，这是没有参考依据的。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种电子机及其驾驶舱设计方法，采用多维驾驶舱设计优化策略，在每一项设计时刻，优化总体性能指标涉及从当下设计到后续设计时刻迭代优化，最终实现的中设计流程闭环优化，克服了多约束，多条件下驾驶舱设计资源不足、干涉耦合影响严重的总体设计难题。

2、本专利技术的技术方案如下：</p>

3、一种电子机驾驶舱设计方法，包括以下步骤：

4、步骤一，分解人-机、人-环关系、人-人关系、飞行人员持续作业的生命保障要求、飞行人员空中、地/舰面、水面应急出舱和出舱后的防护救生要求和维修保障等人机工效设计需求；

5、步骤二，设置约束条件；

6、步骤三，开展概念设计，依据飞机的主要任务和驾驶舱的使用限制来确定驾驶舱主要功能性能配置方案，进行首轮人机工效仿真，针对仿真评估结果对设计内容进行首轮优化；

7、步骤四，开展初步设计，依据驾驶舱初步几何尺寸及空间，确定飞机设计眼位，并以此为设计基准，对驾驶舱主要系统和构件进行外形和尺寸设计和布局，并考虑驾驶舱电磁屏蔽措施和人员电磁兼容防护安全性，进行第二轮人机工效仿真，针对仿真评估结果对设计内容进行再次优化；

8、步骤五，开展详细设计，在驾驶舱初步设计基础上全面展开人机工效设计工作，进行显控系统设计；

9、步骤六，开展第三轮人机工效仿真，建立地面模拟座舱，进行人机工效地面模拟试验；进行工效分析，进行可达性、可视性、舒适性、人体生物力学的仿真分析评估及优化设计工作，根据仿真和地面模拟试验果对设计内容进行迭代优化；

10、步骤七，开展试飞验证，通过型号状态鉴定试飞和作战试验来对驾驶舱人机工效进行验证并评估，然后根据评估结果对驾驶舱人机工效设计缺陷进行改进、优化和迭代设计。

11、进一步的，步骤三中的主要功能性能配置方案包括驾驶舱人员配制、机组分工、机头理论外形和风挡、驾驶舱几何尺寸、驾驶舱主要综合航电系统、电气系统以及机械系统的功能性能配置方案。

12、进一步的，步骤四中，驾驶舱主要系统和构件设计包括：座椅的布局与设计，驾驶杆、脚蹬、油门杆的设计与布局，仪表板、操纵台的设计与布局，飞控组件等的设计与布局。进行人机功能分配、人机显示交互界面设计，以及风挡、遮光罩、灯光、照明、色彩、内饰。

13、进一步的，驾驶舱电磁屏蔽设计措施和人员电磁兼容防护安全性包括：

14、对于驾驶舱内与机体蒙皮连接部位，在不改变其基本结构形式的基础上，有针对性的设计密封性能好、屏蔽效能高、耐环境、高弹性材料的屏蔽密封件，并设计可靠性高的安装形式，以同时满足密封、耐环境和电磁防护要求。

15、进一步的，具体包括：对于驾驶舱主风挡、通风窗、前侧风挡、应急窗等的电磁防护，在外层有机玻璃内侧，胶合一层镀膜屏蔽玻璃和一层有机玻璃；在镀膜玻璃周边设置屏蔽丝网，内侧与屏蔽镀膜层搭接，外侧外伸出玻璃周边，用于与窗框电搭接。

16、进一步的，具体包括：对于驾驶舱内的复合材料隔框，外侧表面复合一层铝箔，隔框门与门框之间采用屏蔽密封带防护。

17、进一步的，具体包括：对于驾驶舱顶棚，设计成由铝合金骨架、可卸蒙皮和口盖组成，在可卸蒙皮一周的搭接面上粘贴导电布衬垫；在口盖安装合页的一边采用导电布防护，在口盖的其余三边粘贴导电布衬垫。

18、进一步的，具体包括：驾驶舱地板设计为铝合金气密地板，自身具有较高的屏蔽性能。对地板与壁板框缘之间的对接缝隙采用导电布进行封堵；对于口盖的电磁防护，在口框周边用导电胶粘贴导电橡胶板，利用导电橡胶板的压缩变形来密封口盖与口框之间的结构缝隙。

19、进一步的，具体包括：驾驶舱内设备与机体搭接处、口盖处的电磁防护，采用导电布包覆橡胶型材的方式进行防护；其中开口处采用屏蔽密封件，加强屏蔽效能；对电缆采用一体化屏蔽设计并多点接地，电缆增加屏蔽套加强电磁防护设计，同时，对于安装在内的敏感设备，提高辐射敏感度考核极限，确保任务系统发射时，敏感设备、线缆不受影响。

20、进一步的，具体包括：在驾驶舱应急门部位，在门框上设计新型屏蔽密封圈为“ω”型密封圈，主体为硅橡胶，表层为导电材料；密封圈体积电阻率≤0.01ω·cm；使密封圈与应急门紧密贴合，在门周边下陷处涂导电胶，以同时满足气密要求；密封圈与金属包边条接触部位、金属包边条与门框接触表面均褪除底漆，且在金属包边条与门框接触面涂导电胶。

21、一种电子机，采用上述的电子机驾驶舱设计方法来设计其驾驶舱。

22、本专利技术的有益效果如下：

23、1、驾驶舱设计根据人和机器的特点，做好人机功能分配，科学、合理的处理人-机-环境三者的关系，大限度减少驾驶员工作负荷、降低操作疲劳，为机组人员提供一个安全、高效的作业环境；

24、2、结合仿真建模的分析改进优化设计方案，结合人机工效设计多约束设计，多种设计要求需要耦合迭代，驾驶舱人机工效设计要求；通过飞行试验和部队使用来从硬件使用、软件操纵、人机交互等环节设置评价和评估原则，使人机工效优化迭代随飞机贯穿整个研制生命周期；

25、3、考虑到电子雷达飞机的特殊性，结合电磁兼容和人员防护开展适应性设计；

26、4、本方法原理清晰，合理有效，具有广泛的适用性，可直接应用于其它类似驾驶舱设计等型号研制，提供参考或依据。

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【技术保护点】

1.一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，步骤三中的主要功能性能配置方案包括驾驶舱人员配制、机组分工、机头理论外形和风挡、驾驶舱几何尺寸、驾驶舱主要综合航电系统、电气系统以及机械系统的功能性能配置方案。

3.根据权利要求1所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，驾驶舱电磁屏蔽设计措施和人员电磁兼容防护安全性包括：

4.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：对于驾驶舱主风挡、通风窗、前侧风挡、应急窗等的电磁防护，在外层有机玻璃内侧，胶合一层镀膜屏蔽玻璃和一层有机玻璃；在镀膜玻璃周边设置屏蔽丝网，内侧与屏蔽镀膜层搭接，外侧外伸出玻璃周边，用于与窗框电搭接。

5.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：对于驾驶舱内的复合材料隔框，外侧表面复合一层铝箔，隔框门与门框之间采用屏蔽密封带防护。

6.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：对于驾驶舱顶棚，设计成由铝合金

7.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：驾驶舱地板设计为铝合金气密地板，自身具有较高的屏蔽性能；对地板与壁板框缘之间的对接缝隙采用导电布进行封堵；对于口盖的电磁防护，在口框周边用导电胶粘贴导电橡胶板，利用导电橡胶板的压缩变形来密封口盖与口框之间的结构缝隙。

8.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：驾驶舱内设备与机体搭接处、口盖处的电磁防护，采用导电布包覆橡胶型材的方式进行防护；其中开口处采用屏蔽密封件，加强屏蔽效能；对电缆采用一体化屏蔽设计并多点接地，电缆增加屏蔽套加强电磁防护设计，同时，对于安装在内的敏感设备，提高辐射敏感度考核极限，确保任务系统发射时，敏感设备、线缆不受影响。

9.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：在驾驶舱应急门部位，在门框上设计新型屏蔽密封圈为“Ω”型密封圈，主体为硅橡胶，表层为导电材料；密封圈体积电阻率≤0.01Ω·cm；使密封圈与应急门紧密贴合，在门周边下陷处涂导电胶，以同时满足气密要求；密封圈与金属包边条接触部位、金属包边条与门框接触表面均褪除底漆，且在金属包边条与门框接触面涂导电胶。

10.一种电子机，其特征在于，包括驾驶舱，驾驶舱采用如权利要求1所述的一种电子机驾驶舱设计方法来设计形成。

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【技术特征摘要】

1.一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，驾驶舱电磁屏蔽设计措施和人员电磁兼容防护安全性包括：

6.根据权利要求3所述的一种电子机驾驶舱设计方法，其特征在于，具体包括：对于驾驶舱顶棚，设计成由铝合金骨架、可卸蒙皮和口盖组成，在可卸蒙皮一周的搭接面上粘贴导电布衬垫；在口盖安装合页的一边采用导电布防护，在口盖的其余三边粘贴导电布衬垫。

7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：温昌杰，吴军豪，宁博，吴川，陈悦菲，杨刘逸凡，曹丽，陈艳晓，王纪清，
申请(专利权)人：陕西飞机工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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