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正文內(nèi)容

人因工程學(xué)在飛機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用(編輯修改稿)

2024-07-14 05:32 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 4塊尾骨,相互間由肌腿和軟骨連接。腰椎、骸骨和椎間盤及軟組織承受坐姿時上身大部分負(fù)荷,還要實(shí)現(xiàn)彎腰扭轉(zhuǎn)等動作。正常的姿勢下,脊柱的腰椎部分前凸,而至骸骨時則后凹。在良好的坐姿狀下,壓力適當(dāng)?shù)胤植加诟髯甸g盤上,肌肉組織上分布均勻的靜負(fù)荷。當(dāng)處于非自然姿勢時,椎間盤內(nèi)壓力分布不正常,產(chǎn)生腰部酸疼萬疲勞等不適感。圖2為不同姿勢下的腰椎曲線:圖2 各種不同坐姿下產(chǎn)生的腰椎曲線可見,當(dāng)人側(cè)臥、軀干與大腿成適度彎曲狀時,脊椎形狀最接近自然狀態(tài)。欲使坐姿能形成幾乎正常的脊柱形態(tài),軀干與大腿之間必須有約135176。的角度,且在腰椎部有所支承。 人體坐姿的體壓分布[9]坐姿的體壓分布指人體的質(zhì)量在靠背和坐墊上的壓力分布。根據(jù)人因工程學(xué)的研究,最舒適的坐姿應(yīng)保證:人體的大部分質(zhì)量應(yīng)以較大的支承面積、較小的單位壓力合理地分布到坐墊和靠背上。壓力分布應(yīng)從小到大平滑地過渡,避免突然變化。見圖3:圖3 座椅各部位的受力分布由圖3可知,人體重量作用在座椅上的壓力并非均布,前面已經(jīng)分析出,舒適的坐姿是肩部和臀部同時支撐身體重量,應(yīng)根據(jù)各部位所承受壓力的大小進(jìn)行合理布局。坐墊上的體壓分布應(yīng)使坐骨部分承壓最高,由坐骨向周圍擴(kuò)散到臀部外圍,壓力逐漸降低??勘成系捏w壓分布則應(yīng)以肩胛骨和腰椎骨兩個部分承壓最高,實(shí)現(xiàn)“兩點(diǎn)支撐”。 座椅設(shè)計(jì)的一般人因工程學(xué)原則[10]1)座椅的形式、尺度應(yīng)與坐的目的或動機(jī)有關(guān)。正確的座高應(yīng)使坐者大腿保持水平,小腿垂直,雙腿能平放在地面上,以避免大腿底部肌肉承力過多,引起疲勞。推薦值:35~50CM;2)座椅的尺寸應(yīng)與相對的人體數(shù)據(jù)配合。坐寬的設(shè)定應(yīng)適合于身材高大者,依臀寬的人體測量值設(shè)計(jì)。推薦值:430~450CM;3)座椅的設(shè)計(jì)必須能夠提供坐者右足夠的支撐與穩(wěn)定作用。坐深應(yīng)按第5個百分位的人體尺寸設(shè)計(jì),這使身材矮小者坐姿舒服,身材高大者可以小腿做穩(wěn)定支持,也不會引起大腿部位的疲勞。推薦值:350~400CM;4)座椅的設(shè)計(jì)必須能使坐者改變其姿勢,并提供防滑。飛機(jī)操縱位于飛行員前方,故座面傾角不可過分后傾,脊椎因身體的前傾拉伸會破壞正常的腰椎曲線,造成背部肌肉疲勞。推薦值:4176。~ 6176。;5)座椅的靠背設(shè)計(jì)。特別是在腰部的支撐,可降低脊椎所產(chǎn)生的緊張壓力??勘硟A角是指坐面與靠背的夾角。從保持正常自然形態(tài)的脊柱,增加舒適感角度看,靠背傾角度取為115176。較為合適。6)坐墊必須有充分的襯墊和適當(dāng)?shù)挠捕?,使之有助于將人體的壓力分布于坐骨結(jié)節(jié)附近。坐墊應(yīng)該軟硬適度,可使臀部壓力值大為降低。 飛機(jī)操縱器的人因工程學(xué)設(shè)計(jì) 手臂的操縱力已有的實(shí)驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)顯示,坐姿下手臂的操縱力如下,見圖4:圖4 手臂的操作力測定方向圖具體的手臂操作角度和力度,見表1:表1 手臂在不同角度和方向的操作力 單位:N 操縱器設(shè)計(jì)的人因工程學(xué)原則[11]飛機(jī)駕駛艙內(nèi)的操縱器分為兩類:一類是尺寸較大的操縱器,另一類是尺寸較小的操縱器。尺寸較大的操縱器有操操作盤、操縱桿、舵蹬、襟翼和起落架手柄、油門桿或手柄等。運(yùn)動方向主要有前、后、左、右運(yùn)動或旋轉(zhuǎn),通常以手或腳操縱。尺寸較小的操縱器主要有氣壓調(diào)定旋鈕、無線電旋鈕、儀表板燈光調(diào)節(jié)鈕等。需要遵循的一般原則有:1)駕駛桿的設(shè)計(jì)原則:控制桿的運(yùn)動形式有前后推拉,左右推拉和圓錐運(yùn)動??刂茥U的長度應(yīng)根據(jù)設(shè)定的位移量和操縱力決定。當(dāng)操縱角度較大時,控制桿端部應(yīng)設(shè)置球狀手把??刂茥U的操縱角以30176?!?0176。為宜,一般不超過90176??刂茥U的位移量隨控制桿的運(yùn)動方不同而不同,當(dāng)控制桿前后運(yùn)動時,最大為350mm??刂茥U左右運(yùn)動時,最大為950mm。一用手操縱操縱器時,控制桿的阻力一般為9N。2)操縱器應(yīng)設(shè)置在飛行員肢體能夠達(dá)到的范圍內(nèi),并能毫無阻力地完成整個移動范圍,不必使用過大的力量。根據(jù)Barnes關(guān)于手的最大和最優(yōu)活動范圍的研究,駕駛艙內(nèi)各種操縱器在配置上應(yīng)注意將使用頻率高的、重要的操縱器放在前方正常范圍的作業(yè)區(qū)內(nèi),將使用頻率低的或在特定情況下使用的,放在靠近最大活動范圍的作業(yè)區(qū)內(nèi)。見圖5:圖5 身體各部分的最大和最優(yōu)活動范圍3)操縱器的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化,以便于飛行員在改裝機(jī)型后能在相同的位置找到該操縱器,操縱器的功能也應(yīng)一致。4)
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