CN101784439A - 改进的飞机驾驶舱 - Google Patents

Abstract

飞机驾驶舱具有舒适和/或安全调节设备，其调节由调节管理系统(6)控制，通过驾驶员在至少两个位置中对希望位置的唯一选择，使每个部件的调节都从当前值变为取决于驾驶员的选定位置的预定特征值。由调节管理系统(6)控制并取决于驾驶员的部件调节的特征数据(641)存储在移动媒介(642)中，并由所述管理系统的识别装置(64)读取。由调节管理系统(6)控制的调节可涉及驾驶座椅、脚操作杆、驾驶扶手、独立通风系统、独立照明系统。

Description

改进的飞机驾驶舱

技术领域

本发明属于民用运输机的驾驶舱领域。

本发明特别涉及飞机驾驶舱，其中，与驾驶舱的人体工程学相关的调节、如飞行中驾驶员占据的座椅、脚操作杆或其它舒适及安全部件的调节都具有先进的功能。

背景技术

飞机驾驶舱是一个完全安排好的空间，其中，驾驶员的舒适必须得到保证，以避免疲劳对飞机驾驶安全的不利影响，并且保证能接触到在有限空间内设置的诸多仪器和诸多基本控制装置。

为了无困难地看见仪器，并且没有出错风险地触及控制装置，机组成员，主要是民用运输机的机长和副驾驶员在飞行及其准备过程中在驾驶舱中占据准确的位置。

除了驾驶员可以或多或少长时间占据的这些位置，温度、通风和尤其照明都必须使每个驾驶员不受影响而完成其各项任务，如仪器监视和控制装置的操作，也不能因为这些不同参数的调节未达到最佳状态而使驾驶员感到疲劳。

事实上，在如图1和图2所示的飞机驾驶舱1内，驾驶员的主要位置对应于所谓的驾驶位置，在该位置中，每个驾驶员坐在座椅2上，座椅2具有调节装置，通过这些调节装置，每个驾驶员都处于适合其个人体形的驾驶位置。

一般，除了驾驶位置外，飞机驾驶舱的座椅2可以具有不同的位置，这些位置对机组成员是必不可少的，即使它们不对应于驾驶位置。

这些位置的第一个就是所谓的后备位置，如图2中示出的沿飞机飞行方向在驾驶舱1右边的副驾驶座椅，在该位置，驾驶员的座椅处于一个能使驾驶员进入其座椅的位置。事实上结构的布置是这样的，当座椅处于驾驶位置时，即图2中驾驶舱左边的机长座椅，驾驶员无法正常进入座椅。因此后备位置是一个座椅通常后退和侧移的位置，以让出座椅2一边的空间11，使驾驶员无需特别的肢体扭转就能够坐下。

其它的一些位置取决于使用座椅的驾驶员，对应休息或放松警惕的位置，例如在长时间飞行过程中，当一个驾驶员负责监视和履行基本驾驶职能时，另一个驾驶员能处于肌肉放松位置而不离开其驾驶位置。

驾驶舱1的其它部件可根据驾驶员或根据外部条件来调节。

在这些其它部件中，特别包括可根据纵向位置调整的脚操作杆41，流量、风向和温度都必须控制的通风装置51，强度和方向必须控制的照明装置52。

为了使驾驶舱1内的每个驾驶员都处于符合当时需要的最佳位置，并且不管所述驾驶员的体形如何，驾驶员的座椅2通常是可调节的，即座椅2设有各种装置，可通过各种必要和有用的调节改变可移动部件的位置。

在大部分已知的运输机驾驶员座椅2中，如图3所示的座椅，椅座21一方面相对于飞机驾驶舱1的地板12沿着前-后纵向运动211移动，并且相对于地板12沿着上-下垂直运动212移动。

通过这些前-后211和上-下212运动，每位驾驶员不管其身高及其体形如何，就个人而言都能更准确地就坐，使其眼睛对准飞机中的基准点，鉴于其在驾驶舱内的位置，该基准点对应于提供对仪器32的最佳视野和对控制机构31、33、34的最佳触及的点。

通常，纵向运动211通过侧向运动213延长至座椅行程的一个后端，侧向运动213为驾驶员让出座椅和驾驶舱中央控制台13之间的通道11。

飞机驾驶员座椅另一个已知的运动对应于铰接在椅座21上的椅背22的可变的倾斜221，并且必要时与腰部支撑23的相对于椅背22的前-后和/或上-下运动231相结合。

正如图1和图2所示，在某些带有与飞行电控制相关的侧操纵杆42的民用运输机的改进型驾驶舱内，在例如与座椅相连的侧操纵杆42的附近布置了扶手，称为驾驶扶手24。

这种驾驶扶手24是基本的装备，使驾驶员可以需要的精度长时间无疲劳地操作驾驶机构42。

在这种情况下，扶手的调节、即高度调节241和倾斜度调节242同样可使每个驾驶员根据其体形及自己的舒适标准找到扶手24的最佳位置。

这些需要驾驶员调节的设备的一个问题是，对于每个调节211、212、221、231、241、242，驾驶员必须操作与所述设备相关的控制装置，并且在每个动作后要寻求对应所述设备的最佳调节。

尤其是每当驾驶员负责驾驶时，起码是当驾驶员在离开座椅且为此将座椅置于后备位置后而再返回座椅时，以及每当他想改变位置或调节时，都会出现这种情况。

为了解决这些难题，为驾驶座椅2带来两项主要改进。

第一项改进对应于座椅2的某些位移的机动化，特别是最费力和最常改动的，即椅座21的前-后和后备运动211、213以及上-下运动212。

对于驾驶员，这种机动化使运动的实现更简单，并且眼睛的定位更准确。

然而，必须进行对应于两个运动的两项控制操作，并且理想位置的寻找通常通过一系列控制脉冲进行，以对所述位置进行微调，其结果是过多地启动座椅的机动化构件，并且可能影响其运行的可靠性。

第二项改进对应于位置指示器，与一个游标相连的游走或固定标尺上的数字或字母，当驾驶员第一次完成希望的调节时，可将其记录下来，从而能够借助标尺再次处于这些调节位置，而不用寻找或多或少凭经验的理想位置。

然而这种办法需要驾驶员记住每个位置的每项调节。事实上，只有象给出驾驶扶手24的位置这样的重要调节才具有位置标尺并且被驾驶员使用，而且在某些座椅中，还有椅座21的纵向和高度位置。

为了进行影响驾驶舱人体工程学的其它调节，通常还设有以下列出的非穷举的项目：

-机械控制装置，当所述座椅处于驾驶位置时，用于调整脚操作杆41至椅座的距离，有时与标尺配合，标尺为驾驶员提供可以记住的位置标记；

-机械控制装置，用于椅背22的倾斜调节221和腰部支撑23的位置调节231；

-通风机出口51，可单独或集体地改变方向和/或流量和/或温度；

-照明装置52，可电控调节强度，并且对于某些个人阅读类的照明装置，可机械调节所述照明装置发出的光束方向。

这些多重调节以及相关的控制，其中某些在正常飞行中必需多次改变，并且在某些情况下要精确调整，对于驾驶员而言是在飞行任务之外增加的工作，并且在存在标尺的情况下，必须记住与位置标记相关的数值。

此外，如果寻求调节每个可调节部件的特殊位置的驾驶员没有找到每个可调节部件的最佳位置，那么就有可能在较长时间内不知不觉地采取增加疲劳甚至酸痛的姿势，以弥补相对于最佳位置的调节偏差。

因此，有意义的是实现一种驾驶舱，其中的驾驶舱可调节部件、如驾驶员座椅、脚操作杆、照明装置和/或通风机可根据驾驶员自身的考虑，按照驾驶员的简单指令而处于特定位置。

发明内容

为此，本发明提出实现一种飞机驾驶舱，它具有可调节的舒适和/或安全设备，其调节由驾驶员根据自己的标准而改变，其中，可调节设备的至少某些部件由一个调节管理系统控制。

通过驾驶员在至少两个位置中对所需位置的唯一选择，每个所述部件的调节由调节管理系统从一个当前值改变到一个所选位置的预定特征值。

由调节管理系统控制的部件的调节特征数据，至少那些驾驶员的工作数据由地面站存储，并根据要负责飞机的驾驶员通过一个联络传递给管理系统的识别装置，及/或存储在一个移动媒介中，以便当驾驶员改换飞机或接手由另一个驾驶员驾驶过的飞机时，由驾驶员携带，并由所述管理系统的识别装置进行读取。

为了生成要存储在移动媒介中的数据，对于可由驾驶员选择的每个位置，由调节管理系统控制的部件的调节特征数据对应于事先手动调节相应位置时由传感器测得的值。

当必须更改调节以适应另一个位置时，出于安全缘故，调节的更改由所需位置的选择器控制，在更改期间必须在选择器上保持一个控制动作。

在调节管理系统出现故障的情况下，为了使驾驶员能够调节位置或进行手动调节，驾驶舱内设置了手动控制装置，用以更改调节。

根据安全水平以及希望的舒适水平，调节管理系统控制：

-驾驶座椅的椅座的纵向位置的调节和/或；

-驾驶座椅的椅座的横向位置的调节和/或；    

-驾驶座椅的椅座在驾驶舱地板上的高度位置的调节和/或；

-脚操作杆的位置调节和/或；

-驾驶扶手的高度和/或倾斜位置的调节和/或；

-驾驶座椅靠背的倾斜和/或靠背腰部支撑的高度和/或深度位置的调节和/或；

-一个、两个或多个独立通风机的吹风方向和/或流量和/或温度的调节和/或；

-一个、两个或多个独立照明装置的方向和/或光线强度的调节。

考虑到驾驶员可能要驾驶具有不同驾驶舱的飞机，移动媒介最好存储两组或多组与不同类型驾驶舱相关的、由调节管理系统控制的部件的调节特征数据，并且调节管理系统具有与所针对驾驶舱对应的数据的选择装置。

有利地，移动媒介对应一个驾驶员识别装置，在飞机的另一个装置、如驾驶员验证装置中使用。

附图说明

本发明的描述参照示意性和非限定性的附图进行：

-图1是现代民用运输机驾驶舱内部由后向前看的总体立体图，没有驾驶员座椅；

-图2是对应图1驾驶舱的平面布置的简化俯视图，左边的驾驶员座椅处于驾驶位置，右边的为后备位置；

-图3是驾驶座椅的立体图，带有用于如图1的驾驶舱的驾驶扶手；

-图4是驾驶舱的调节管理系统的原理图。

具体实施方式

根据本发明的如图1所示的驾驶舱1具有一个设备的调节管理系统，设备的最佳位置或某些理想的功能调节取决于所述驾驶舱内使用所述设备的驾驶员。

为了描述本发明的一个具体实施例的需要，所涉及的设备仅是驾驶员使用的座椅2和位于每个驾驶员前面的脚操作杆41。

当然，本发明的原理适用于其它设备，例如通风机的输出和照明装置，并且通常适用于所有的部件，对于这些部件，每个驾驶员能够根据其自身的情况以及在飞机中占据相同位置的不同驾驶员的不同情况来更改一个或多个调节，如位置、方向、强度、温度等等。

为了实现座椅2或脚操作杆41的移动，在所述座椅和所述脚操作杆上设置了驱动器61，使得每个驱动器能够实现所述座椅或所述脚操作杆的一个可调节部件的位移，所述驱动器与可调节部件相连，并且调节可由驾驶员更改。

有利地，驱动器61只用于重要调节的自动化，和/或用于飞行中驾驶员需要经常改变的调节。

这里的重要调节例如指座椅2的位移，它可使驾驶员根据其体形就坐于驾驶基准位，并为了最佳驾驶而调节脚操作杆或驾驶扶手24的位置。

飞行中驾驶员经常进行的位移例如是座椅2从驾驶位置过渡到后备位置以及反向的移动，因为必须实现座椅2的这种移动，以使驾驶员能够暂时离开其驾驶位。

相反，飞行中驾驶员仅在特殊情况下才更改的位移例如是与靠背22相连的腰部支撑23的调节。

本发明以下列对座椅2而言是重要的位移为例来进行详细描述：

-椅座21相对于飞机纵向轴线的前-后纵向运动211；

-椅座21的后备运动213；

-椅座21相对于驾驶舱地板12的上-下垂直运动212；

-驾驶扶手24的垂直运动241，以调节所述扶手的高度；

-驾驶扶手24在基本垂直的平面上的旋转运动242，以调节所述扶手的倾斜度。

对于座椅或其驾驶扶手或脚操作杆的每个由驱动器61保证移动的可调节部件，一个位置测量装置62发出由所述驱动器驱动的可调节部件的一个位置的特征信号。

这种位置测量装置62有利地由用于测量线性位置或角位置的任何已知方式实现，如数字尺、电位计、增量传感器等，它们能够根据或者是可调节部件的位置或者某些情况下位置相等的驱动器61本身的位置，发出电信号或其它信号，例如光信号。如果不是线性或角位置，测量装置62的传感器类型在需要时与要测量的参数相适应。

其运动由驱动器61保证的不同可调节部件的位置的表示信号由一个位置管理设备63接收，对于每个可调节部件，该设备在给定时间将测得位置631与希望位置632进行比较。

每个部件的希望位置632由两个条件确定。

第一个条件对应于要占据与座椅2和相应脚操作杆41对应的驾驶位的驾驶员的体形。

一架给定的飞机会由一家航空公司的所有有资格的驾驶员驾驶，并且一个给定航班的机组成员可能会在最后时刻才决定或发生变动，位置管理设备63具有驾驶员识别装置64，特别是参数值采集装置641，对应于例如为所涉及驾驶员而确定的各部件的位置调节。

第二个条件对应于驾驶员在其能够占据的位置中所选择的位置。

下列位置非限定性地确定为可由驾驶员选择的位置：

-一个称为驾驶”的位置，对应于在最佳驾驶条件下座椅、椅座和驾驶扶手及脚操作杆的调节；

-一个称为“后备”的位置，在该位置，座椅处于后退和侧向错开位置，以让出通向座椅前方的通道11；

-一个或多个“休息”位置，在这些位置，座椅处于中间纵向位置，比“驾驶”位置靠后，以便为不负责飞行时座椅上的驾驶员提供更大范围活动的可能性。当椅背也设有一个驱动器时，这个或这些“休息”位置必要时与椅背22的特殊倾斜位置相关。

为了安全缘故，没有相关驾驶员的动作，由驱动器61驱动的可调节部件的运动是禁止的。

正如已经描述的，驾驶员例如通过一个选择器65决定所希望的位置：“驾驶”、“后备”、“休息1”等等，并启动一个持续动作型的位置改变控制机构，例如持续按压式的按钮，即当并且仅当驾驶员保持控制机构工作时，驱动器61才会工作，以将每个可调节部件带到相应的希望位置。如果驾驶员松开所述位置改变控制机构，所有的驱动器61停止工作，即使不是所有的可调节部件都达到了希望的位置。

这种控制可避免夹伤，例如臂或腿在座椅和驾驶舱的结构之间被卡住，因为驾驶员一旦松开控制装置，所有相关的可调节部件的自动运动就停止。

显然，如果驾驶员保持控制机构工作，被驱动的部件的运动会继续，直至到达每个可调节部件的选定位置的确定位置，然后自动停止。

当所有可调节部件停止，驾驶员或者感觉到不再有运动，及/或通过灯光信号或其它信号的附加方式向其指示该情况，他释放控制机构，且驱动器61不再被供电。

除非驾驶员启动，否则驱动器61不再被供电，不会有例如由于传感器62的故障而意外地启动一个不受驾驶员控制且相反在可能关键的飞行阶段令其感到意外的动作的危险。

驱动器61将一个可调节部件带到希望位置的运行以传统的方式确保，通过将驱动器61驱动的每个可调节部件的位置传感器62测得的位置和与驾驶员选定位置相关的希望位置632进行比较。这种比较由位置管理设备63实现，有利地由结合在所述设备的内的计算装置实现，它为驱动器61供电，或控制所述驱动器的供电。

在调节管理系统6的另一个实施例中，驱动器61设有集成逻辑，并从位置管理设备63接收一个要达到位置的信号，驱动器自己管理其供电以抵达希望的位置。在该实施方式中，驱动器61还接收一个禁止信号，以避免没有驾驶员控制时的任何意外动作，所述禁止信号可以是驱动器61的例如一个电源切断。    

有利地，位置管理设备63按照根据与所针对的位置变动相适应的标准建立起来的位移速度和顺序来启动不同的驱动器，例如当选定驾驶位置时迅速抵达驾驶位置的速度标准，以及与朝向休息位置的低位移速度相关的舒适标准。    

在飞机驾驶舱内，重要的是驾驶员能够实现其希望的动作，而不是完全自动地强加。

因此，正如刚刚描述的，当通过驾驶员的选择，座椅2和脚操作杆41达到一个位置时，驾驶员保留修改不同的可调节部件的位置的可能性。    

为此，每个可调节部件都可由驾驶员独立于其它可调节部件进行手动控制。

为此，电气控制和/或机械控制可超越调节管理系统6的控制，或者通过作用于驱动器61以机动化超越，或者以完全机械的方式，这使得可更改或调节不同的可调节部件，甚至在调节管理系统6、特别是驱动器61的供电部分或完全不工作的情况下，不管是所述驱动器的电源出现故障，还是驾驶员决定禁止所述供电。

为了达到驾驶员控制的一给定位置，调节管理系统3需要知道每个可调节部件的要抵达的相应位置。

正如已经明确的，这些位置是调节管理系统事先不知道的每个驾驶员所特有的。

在一种实施方式中，为了知道一个驾驶员特有的位置，驾驶员识别装置64具有数据读取装置，这些数据代表每个位置要实现的调节，存储在移动媒介642中，由驾驶员持有，并且是其个人的。

在另一种实施方式中，与上述方式相关或不相关，驾驶员识别装置64从带有航空公司地面站645的通讯系统643接收要驾驶飞机的驾驶员的相关个人数据，通讯系统最好是无线或红外通讯，例如称为“datalink”或“gatelink”的联接。

在初始阶段，当所需数据没有存储在所述媒介中，或者不为所述地面站知道时，驾驶员执行对应于每个要自动调节的位置的数据的记忆程序。

为此，驾驶员相继手动地将座椅和脚操作杆的位置调节到对应于其体形的各个理想位置。

对于获得的每个位置，驾驶员确认已经完成的调节，然后通过使用从位置传感器接受的信号，由设备63记录，并复制在移动媒介642上，或传送到地面站645。    

对于与驾驶员个人无关的位置，例如“后备”位置，不必进行存储操作。对于这样的位置，相应的调节有利地存储在飞机的调节管理系统6内，并且不能由驾驶员更改。

数据641存储后，驾驶员借助于移动媒介642，或地面站645借助于通讯联络644，就能够通过所述移动媒介的读取操作或通过传输操作，将所有驾驶舱1的所述数据传送至调节管理系统6，根据使用媒介的种类，读取操作可以接触或非接触方式实施。  移动媒介642基本上是一种可拆卸的存储装置，可以有很多形式，例如可重复记录的数字存储器，如可以放在一个卡载体上的闪存卡。另外，所述卡载体有利地是一种先进的识别装置、如电子证件，能够识别所涉及飞机上允许的驾驶员的身份，并且在发动和起飞前激活飞机的重要功能，以避免未经允许的第三者的恶意行动。

需要时，为了与调节管理系统6一起工作，对驾驶舱1进行各种改进。

这样，记录在移动媒介642内的数据与涉及的机型识别相关联，并且如果需要可存储多组数据，每组数据对应于驾驶员使用的一种机型。在这种情况下，驾驶舱1的运动管理系统6能够选择匹配的那组数据。

当驾驶员首次使用一种机型时，装置会首先检查存储的这些数据组中是否有一组与所述机型的驾驶舱兼容，例如由于属于同一系列，驾驶舱的调节是相同的。

在没有检测到任何兼容数据组的情况下，装置会提示驾驶员应该执行记忆程序，驾驶员可决定是否立刻进行，或以后进行。

在本发明的一个特殊实施例中，采用了一些不带有由位置管理设备63控制的驱动器的可移动部件的位置传感器，用于告知调节管理系统6所述可移动部件的位置，从而当存在与驾驶舱固定构件相互干扰的危险时，在自动改变位置时由调节管理系统6控制实现的运动和/或由驱动器手动控制实现的运动或者被禁止、或者以特定的时序实现。

例如，当椅背倾斜并且过多的后退会导致椅背与后隔板接触时，椅座的后退运动将受限或被禁止。

Claims (9)

1.飞机驾驶舱(1)，具有至少一个舒适和/或安全可调节设备的至少一个可调节部件(2、24、41、51、52)，其调节由驾驶员在两个或多个值之间更改，所述值根据所述驾驶员的个人标准预先确定，至少一个可调节部件(2、24、41、51、52)由调节管理系统(6)控制，其特征在于，所述调节管理系统具有所述预先确定值的特征数据(641)的存储器，并且具有一个调节更改控制装置，这样通过驾驶员对所述控制装置的动作，改变至少一个可调节部件的调节，使其从当前值变为驾驶员在至少两个不同调节中选定的所希望的调节的预定特征值。

2.根据权利要求1所述的驾驶舱，其中，由调节管理系统(6)控制并取决于驾驶员的可调节部件的调节特征数据(641)由地面站(645)存储，并通过通讯联络(644)传递给所述管理系统的识别装置(64)。

3.根据权利要求1或2所述的驾驶舱，其中，由调节管理系统(6)控制并取决于驾驶员的部件的调节特征数据(641)存储在可移动媒介(642)中，并由所述管理系统的识别装置(64)读取。

4.根据权利要求3所述的驾驶舱，其中，可移动媒介(642)具有存储的至少两组由调节管理系统(6)控制的部件调节的、且与不同型号驾驶舱相关的特征数据(641)，并且调节管理系统(6)具有选择装置，在所述至少两组数据中选择对应于所述驾驶舱的数据。

5.根据权利要求3或4所述的驾驶舱，其中，可移动媒介(642)还具有驾驶员验证装置。

6.根据权利要求2至5之一所述的驾驶舱，其中，由调节管理系统(6)控制的部件调节的特征数据(641)，对于可由驾驶员选择的每个调节，当调节预先手动实施后，对应于传感器(62)测量的值。

7.根据上述权利要求之一所述的驾驶舱，它具有在两个或多个调节中对所需调节的选择器(65)，在由调节管理系统(6)进行调节更改的期间内，一个控制动作必须保持作用于该选择器上。

8.根据上述权利要求之一所述的驾驶舱，其中，至少一个可调节部件与独立于调节管理系统(6)的一个调节更改的手动控制装置相连。

9.根据上述权利要求之一所述的驾驶舱，其中，调节管理系统(6)控制：

-驾驶座椅(2)的椅座(21)的纵向位置(211)的调节和/或；

-驾驶座椅(2)的椅座(21)的横向位置(213)的调节和/或；

-驾驶座椅(2)的椅座(21)在驾驶舱地板(12)上的高度位置(212)的调节和/或；

-脚操作杆(41)的位置调节和/或；

-驾驶扶手(24)的高度(241)和/或倾斜(642)位置的调节和/或；

-驾驶座椅的椅背(22)的倾斜度(221)和/或椅背(22)的腰部支撑(23)的高度和/或深度位置(231)的调节和/或；

-一个、两个或多个独立通风机(51)的吹风方向和/或流量和/或温度的调节和/或；

-一个、两个或多个独立照明装置(52)的方向和/或光线强度的调节。

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