飞机驾驶舱人机工程设计研究

人体尺寸和人体模型

ＪＡＣＫ产生的人眼模型可以像真人的眼珠一样向四个方向转动，转换视场的范围。ＪＡＣＫ软件的这个特点使得它在视场分析方面有着诱人的前景，可以用ＪＡＣＫ软件进行视觉变换规律的研究与分析。

ＪＡＣＫ可以通过程序来驱动虚拟人体模型走路、跑步或爬行。在实际的工程应用中，工程技术人员可以通过虚拟人体运动，进行虚拟人体与周围虚拟环境的碰撞检测，以检验人与有限空间中相互作用的信息，进行工效学的评价与研究。

ＪＡＣＫ具有良好的可扩展性、灵活性和开放型，是一个高度结构化的软件。同时，ＪＡＣＫ提供了与虚拟现实设备的接口，可以通过外部设备直接驱动虚拟人体模型，可以导入多种文件格式的三维虚拟模型，具有良好的兼容性。

ＪＡＣＫ软件由于上述的特点，被许多大公司和教育科研机构所采用。例如，ＮＡＳＡ／Ａｍｅｓ在研究航天飞机和空间站，进行可达性、匹配性与可视性和仿真直升机飞行员任务时就采用了ＪＡＣＫ软件；ＡｒｍｙＲｅｓｅａｒｃｈＯｆｆｉｃｅ人类工程学实验室用ＪＡＣＫ评价车辆驾驶员的可达性、舒适性、力量、工作负荷及驾驶员的协作能力；美国国家科学基金会、英国国防部人类服务中心等也都使用ＪＡＣＫ软件进行科学研究工作。

２．３．２飞行员人体模型建立

在ＪＡＣＫ软件中，可以通过Ｈｕｍａｎ菜单下Ｃｒｅａｔｅ中的Ｃｕｓｔｏｍ功能，建立自定义的人体模型【１２】。

图２－２Ｃｕｓｔｏｍ功能框

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人体尺寸和人体模型

图２－４在ＪＡＣＫ中生成的２０个我国男性飞行员人体模型

飞机各元件人机工程设计原理

时，控制杆端部应设置球状手把。控制杆的操纵角以３０。～６０。为宜，一般不超过９０。。控制杆的位移量随控制秆的运动方向不同而不同，当控制杆前后运动时，最大为３５０ｒｎｍ；控制杆左右运动时，最大为９５０ｒａｍ。用手操纵时，控制杆的阻力一般为９Ｎ。

驾驶杆的设计要满足人手的生理特点，选取适当的形状，并要合理布置驾驶杆上按钮的位置。如下图所示为Ｆ．１５Ｃ和ＳＵ．２７的驾驶杆。

图３－６Ｆ－１５Ｃ操纵杆图３－７ＳＵ．２７操纵杆

３．３脚踏板人机工程设计原理

３．３．１人体脚的操纵力

人体脚的操纵力大ｄ，－与￥１ｉ部的膝关节角度有关【５】。坐姿操作的情况下，当脚蹬用力小于２２７Ｎ时，腿部的膝关节角度以１０７。为宜。当脚蹬用力大于２２７Ｎ时，则以１３０。为宜（飞机方向舵的推荐许用力值为２７２Ｎ）。用脚的前端进行操作时，脚踏板上的许用力不宜超过６０Ｎ；用脚和腿同时进行操作时，脚踏板上的许用力可达１２００Ｎ。

在只需要用不大的操纵力的情况下，脚踏板与座位的位置关系的有推荐的一些参考角度值：大腿切角ａ取１０。～１５。，膝关节角∥取９０。～１５０。，脚与胫骨问的夹角ｙ取９０。～１２０。。如图３—８所示。

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