淺談駕駛艙控制組件應(yīng)用

徐滔

摘 要：隨著航空技術(shù)和市場化的發(fā)展，各企業(yè)和消費(fèi)者對(duì)飛行器的需求也與日俱增，同時(shí)，對(duì)飛機(jī)性能和舒適度也提出了更高的要求。對(duì)于飛機(jī)駕駛員，最直觀的就是駕駛艙的設(shè)計(jì)。通過比較當(dāng)前駕駛艙操控布局與傳統(tǒng)飛機(jī)的操控布局，簡要說明了現(xiàn)在駕駛艙控制組件的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：控制組件；調(diào)光；導(dǎo)光板；信號(hào)燈

中圖分類號(hào)：V223+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.115

中國航空事業(yè)起步于建國初期，由于科技的局限性，傳統(tǒng)的飛機(jī)駕駛艙操控界面采用整體式儀表板布局和表外照明的方式，即飛機(jī)各系統(tǒng)控制開關(guān)和儀表以元器件、設(shè)備為單位安裝在各區(qū)域的操控面板上。

隨著科技的發(fā)展和市場競爭的加劇，為了提高駕駛艙整體人機(jī)界面的美觀性和舒適度，將駕駛艙各操控界面由原來的傳統(tǒng)整體式儀表板改進(jìn)、設(shè)計(jì)為系統(tǒng)功能相對(duì)獨(dú)立的控制組件（Control Panel Assembly，簡稱CPA）形式，以飛機(jī)各系統(tǒng)為基本劃分單元，對(duì)控制面板上的開關(guān)、指示燈等操控器件統(tǒng)一選型。另外，控制組件的外形尺寸要按照標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)規(guī)范進(jìn)行約束，使其合理小型化，而傳統(tǒng)表外照明方式也更改為了導(dǎo)光板照明集成于控制組件上。

1 控制組件

控制組件以系統(tǒng)為單位，集成了駕駛艙傳統(tǒng)儀表板上各系統(tǒng)控制開關(guān)、信號(hào)指示燈和導(dǎo)光板，所有導(dǎo)線通過控制組件連接器與機(jī)上各系統(tǒng)對(duì)接，簡化了飛機(jī)線束分支。隨著帶燈按壓指示開關(guān)的逐步發(fā)展，各系統(tǒng)警告、戒備、提示燈均可集成在開關(guān)和導(dǎo)光板上，有效地減少了飛機(jī)元器件的數(shù)量，提高了駕駛艙的美觀度。

2 調(diào)光

控制組件簡化了駕駛艙操控界面和電氣線束，減輕了飛機(jī)的重量，更重要的是，它的市場競爭力更強(qiáng)，因?yàn)樗邆淞苏{(diào)光功能。

2.1 導(dǎo)光板調(diào)光

傳統(tǒng)飛機(jī)在夜間飛行時(shí)，儀表板照明采用表外照明的方式，在飛機(jī)駕駛艙安裝眉燈、柱燈等照明燈具來提供夜間照明。這種照明方式很難使儀表板照明保持均勻性，而且各面板區(qū)域燈具較多還會(huì)影響駕駛艙的美觀度。隨著導(dǎo)光板技術(shù)的發(fā)展，儀表燈照明漸漸被取代，但是，由于飛機(jī)傳統(tǒng)的整體式儀表板布局，致使導(dǎo)光板拆卸維修非常不方便。

由于傳統(tǒng)飛機(jī)導(dǎo)光板照明受技術(shù)的限制，儀表板調(diào)光功能電路采取串聯(lián)的形式，不僅可以調(diào)節(jié)降壓方式，還可以調(diào)節(jié)導(dǎo)光板工作電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。而傳統(tǒng)的線性調(diào)光很難滿足駕駛艙的調(diào)光要求，并且傳統(tǒng)導(dǎo)光板采用內(nèi)部發(fā)光二極管串聯(lián)形式，使得儀表板對(duì)比度和均勻度難以達(dá)到最優(yōu)。

控制組件導(dǎo)光板電路采用發(fā)光二級(jí)管串并聯(lián)形式，根據(jù)控制組件上字符大小和字符數(shù)量設(shè)計(jì)二極管串并聯(lián)電路，使其對(duì)比度、均勻度達(dá)到最優(yōu)。隨著科技的發(fā)展，駕駛艙儀表板區(qū)域性智能調(diào)光技術(shù)也在逐步完善。導(dǎo)光板的工作電壓來源于調(diào)光控制計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過接收安裝在駕駛艙各面板區(qū)域（頂部操縱面板、左儀表板、右儀表板、左操縱臺(tái)、右操縱臺(tái)和中央操縱臺(tái)）的光敏信號(hào)、傳感器信號(hào)，與計(jì)算機(jī)內(nèi)部調(diào)光曲線進(jìn)行比對(duì)，利用PWM方式調(diào)節(jié)導(dǎo)光板電源的通斷，將導(dǎo)光板通斷調(diào)節(jié)至肉眼無法分辨的不同閃光頻率，進(jìn)而完成導(dǎo)光板的亮度調(diào)節(jié)（1.7～5.1 cd/m2）。

2.2 信號(hào)燈調(diào)光

傳統(tǒng)飛機(jī)信號(hào)燈是燈泡形式的，通過選用不同光色的信號(hào)燈實(shí)現(xiàn)信號(hào)觸發(fā)燈光指示，飛行員通過燈光顏色和儀表板刻字符判定故障告警信息。由于信號(hào)燈工作電壓和發(fā)光強(qiáng)度不可改變，所以，無法調(diào)節(jié)信號(hào)燈的亮度。

控制組件信號(hào)燈采用LED發(fā)光塊，將告警信息以文字發(fā)光觸發(fā)形式集成在開關(guān)和導(dǎo)光板上。信號(hào)燈調(diào)光分為“晝”“夜”2種模式，由調(diào)光計(jì)算機(jī)供電。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，調(diào)光計(jì)算機(jī)在“晝”“夜”2種狀態(tài)下提供不同的電壓，使信號(hào)燈在白天光照條件充足的條件下亮度達(dá)到600～1 300 cd/m2，在夜晚亮度達(dá)到（34±10）cd/m2，不斷提高告警信息的識(shí)別度，緩解飛行員的視覺疲勞。控制組件調(diào)光工作如圖1所示。

圖1 控制組件調(diào)光示意圖

在駕駛艙控制組件設(shè)計(jì)初期，就應(yīng)該做總體設(shè)計(jì)規(guī)劃，規(guī)定駕駛艙控制組件的導(dǎo)光板亮度、字符大小、均勻度、對(duì)比度、導(dǎo)光板漆面顏色和信號(hào)燈顏色，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，從而使駕駛艙人機(jī)界面和操控性符合人機(jī)功效。

3 結(jié)論

與傳統(tǒng)飛機(jī)駕駛艙操控界面相比，控制組件操控形式更能體現(xiàn)它的優(yōu)勢，不僅能使駕駛艙人機(jī)界面更加美觀、舒適，還能提高飛行員對(duì)各系統(tǒng)的操控和故障信息處理能力。

參考文獻(xiàn)

[1]馬述訓(xùn).飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊——電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)16冊[M].北京：北京航空工業(yè)出版社，1999.

〔編輯：白潔〕