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1、适航审定中最小机组工作量的定量测量方法摘要:随着经济的飞速发展,我国正在自主研发民用大型运输类飞机。根据适航审定要求,最小机组工作量的符合性验证必需考虑人为因素的定量测量。本文研究了大型客机驾驶舱的人为因素,提出了机组人员生理数据测量方法,设计了最小机组人为因素测量系统。该系统为驾驶舱人为因素的研究提供必要的相关机组人员生理数据,以及初步的分析接口,并为整个显控布局的设计以及飞机子系统设计过程提供必要的帮助和辅助。通过实验,验证了系统集成和设计的正确性和准确性,从而优化飞机座舱布局、提高飞行安全的人为差错控制、增强航空电子系统可靠性、提升飞机整体安全性和稳定
2、性。 关键词:最小机组工作量人为因素测量系统生理数据 :V221:A:1007-9416(2011)04-0164-03 民用运输类飞机的研制必须符合适航管理条例,以满足最低安全标准。适用于我国正在研发的C919民用大型客机的适航标准是由中国民用航空管理局制定的CCAR25部。同时,为了获取国际认定的安全认可,以及在未来进军国际市场,我国的民用运输类飞机还必须满足国际上主要的适航审定标准,如由美国联邦航空管理局指定的FAR25部和由欧洲航空安全管理局指定的CAR25部。如果从标准条例的文本上来看,这些标准的要求都是一样的。各国民用航空研制水平的区别
3、主要表现在对适航条例的符合性验证方法上。符合性验证方法的不断进步保证了民用航空器的安全水平的不断提高。 在适航条例中有一些条款有着明确的定义,但无法用精确定量的方法来证明其符合性。最小机组工作量(适航条例25部第1523条款)就是典型的例子。传统上对于该条款只能采用主观判断的方法[1]进行符合性验证,尽管这些方法国际范围内有着较高的认可度,但认为这些都是不得已而为之的方法,无法满足日益繁忙的航空运输环境中的民用客机的安全性认定。 “最小机组工作量”条款的符合性难以用精确定量的方法来证明的主要原因有以下几个方面: (1)“最小机组工作量”涉及航空人为因素
4、这一综合性极高的概念,很难用有限的物理测量来表达“最小机组工作量”; (2)无论在模拟器中,还是在真实飞机驾驶舱中,构建“最小机组工作量”测量系统都是很困难的。 本文分析了正确表达“最小机组工作量”所需的测量量,并以此为需求设计了最小机组工作量的定量测量系统和方法。 1、需求分析 最小机组工作量条款明确规定必须考虑下列因素来规定最小飞行机组,使其足以保证安全运行[2]:(1)每个机组成员的工作量;(2)有关机组成员对必需的操纵器件的可达性和操作简易性;(3)按适航审定所属类别及所装设备核准的飞机限用的运行类型。 传统的符合性验证为确定最小飞行机
5、组而分析和验证工作量时,主要考虑下列工作量因素[2]:(1)对所有必需的飞行、动力装置和设备操纵器件(包括燃油应急切断阀、电气控制器件、电子控制器件、增压系统操纵器件和发动机操纵器件)进行操作的可达性和简便程度;(2)所有必需的仪表和故障警告装置(例如火警、电气系统故障和其它故障的指示器或戒备指示器)的可达性和醒目程度。并考虑这些仪表或装置引导进行适当纠正的程度;综上所述,对最小机组工作量进行定量测量必须采集机组成员必要的生理行为数据,对人为因素中的工作负荷进行度量,从而为人为因素研究提供数据接口。(3)操作程序的数量、紧迫性和复杂性。特别要考虑由于重心、结
6、构或其它适航性的原因而强制采用的专用燃油管理程序,以及发动机自始至终依靠单一油箱或油源(其它油箱如果贮有燃油,则自动向该油箱或油源输油)供油而运转的能力;(4)在正常操作以及判断、应付故障和应急情况时消耗精力和体力的大小和持续时间;(5)在航路飞行中,需对燃油、液压、增压、电气、电子、除冰和其它系统进行监控的程度;(6)需要机组成员离开原定工作岗位才能完成的动作,包括:查看飞机的系统、应急操作操纵器件和处理任何隔舱的应急情况;(7)飞机系统的自动化程度,自动化是指系统在发生故障或失效后,能自动切断、自动隔离由此起的障碍,从而减少飞行机组为防止丧失能源(飞行操
7、纵系统或其它主要系统的液压源、电源)所需的动作;(8)通讯和导航的工作量;(9)由于任一应急情况可导致其它应急情况而增加工作量的可能性;(10)当适用的营运规则要求至少由两名驾驶员组成最小飞行机组时,一名机组成员因故不能工作。 综上所述,对最小机组工作量进行定量测量必须采集机组成员必要的生理行为数据,对人为因素中的工作负荷进行度量,从而为人为因素研究提供数据接口。 2、系统设计 本部分所述研究的主要目的是为民用航空人为因素的研究提供必要的数据接口,核心是机组人员的行为体征,主要是生理运动参数的长时间监测。这样,利用这套系统,上层接口可以使用这些数据度量
8、机组人员的工作负荷,研究驾驶舱设计的人机工效,分析出
