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轻型运动飞机座舱人机界面设计与分析研究

王俊  
【摘要】:轻型运动飞机一般情况下是指起飞重量不超过600kg的单座或双座轻型飞机。轻型运动飞机在欧美出现后,由于其结构简单、价格低廉,发展非常迅速。轻型运动飞机的座舱作为飞行员获取信息并操纵飞机的平台,其人机工程学设计就显得尤为重要。 本文以人机工程学为基础,对座舱中的各元件和座舱的布局进行设计和研究。首先根据我国飞行员的人体尺寸,建立多刚体运动学的杆状人体运动模型。并根据运动链的变换矩阵,用MATLAB求解出第5、50和95百分位飞行员上肢和下肢的可达域和舒适域,并对所得可达域舒适域进行分析。然后根据飞机座舱设计和视野设计的相关标准,确定座舱中设计眼位点的位置;并在飞机的CATIA三维模型中根据相关视野标准作出最小视野范围,并以此分析眼位点和座舱外形布局的合理性。接着根据人机工程学原理和相关标准,对座舱中的座椅、驾驶盘、仪表板等主要的元件进行设计,并建立CATIA三维模型。再在对我国飞行员上、下肢的可达域和舒适域分析基础上,根据相关座舱设计标准,将设计好的各元件模型装配成完整的人机界面。最后,在DELMIA中对所建立的人机界面模型进行合理性分析。


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