成 德，王欣宇，劉舒寧，顏 亮，曹棟波

(1.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001;2.武警部隊(duì)裝備部 裝備項(xiàng)目管理中心，北京 100071；3.海軍裝備部 裝備招標(biāo)中心，北京 100071)

0 引言

直升機(jī)駕駛員座椅作為有人直升機(jī)必備的關(guān)鍵產(chǎn)品，時(shí)刻與駕駛員進(jìn)行著交互，除其他技戰(zhàn)術(shù)要求的功能性能指標(biāo)外，座椅舒適性也是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。直升機(jī)駕駛員座椅舒適程度決定著駕駛員的疲勞發(fā)生的早晚，良好的舒適性能夠更利于駕駛員長(zhǎng)時(shí)間、高專(zhuān)注度執(zhí)行任務(wù)[1-2]。

目前我國(guó)設(shè)計(jì)制造的直升機(jī)，由于前期研究中主要以作戰(zhàn)效能和重量作為考量指標(biāo)，重點(diǎn)關(guān)注座椅的靜強(qiáng)度、抗墜毀能力和抗彈擊能力等參數(shù)，未對(duì)舒適性進(jìn)行深入研究，導(dǎo)致不斷有外場(chǎng)飛行員反饋?zhàn)问孢m性差、座椅墊太硬、長(zhǎng)時(shí)間飛行腰痛等問(wèn)題。隨著我國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，平臺(tái)能力基本成型，直升機(jī)設(shè)計(jì)目標(biāo)從“飛起來(lái)”向著“飛得好”轉(zhuǎn)變，座椅舒適性問(wèn)題也就成了亟待解決的問(wèn)題。

我國(guó)直升機(jī)前期設(shè)計(jì)工作中針對(duì)舒適性的要求以定性為主，例如“座椅需滿(mǎn)足人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)要求，提高乘坐舒適性”等，缺少顯著的強(qiáng)相關(guān)定量考核指標(biāo)，對(duì)座椅軟硬度、支撐性、透氣性等飛行員重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)更是缺少有效的定量研究。因此，迫切需要針對(duì)直升機(jī)座椅舒適性進(jìn)行深入研究，找出能夠定量評(píng)估座椅舒適性的指標(biāo)，并給出可行的測(cè)量方法。

Thomae等人[3]的研究指出，82%～92%的直升機(jī)駕駛員都一定程度上受到因座椅引起的腰痛問(wèn)題的困擾。通過(guò)分析人體坐姿情況下肌肉受力和脊柱受力可知，脊柱的L4-L5之間的壓力是最主要的脊柱受力，位置如圖1所示。該區(qū)域也是醫(yī)學(xué)上腰椎間盤(pán)突出病癥和腰肌勞損的多發(fā)位置。大量醫(yī)學(xué)報(bào)告指出，上述病癥是造成腰痛的重要因素，這也進(jìn)一步印證了在座椅參數(shù)設(shè)計(jì)中需考慮座椅舒適性的必要性。

圖1 坐姿人體脊椎示意圖

目前針對(duì)直升機(jī)駕駛員座椅舒適性的研究普遍集中在力學(xué)仿真和基于人體工程學(xué)的尺寸優(yōu)化，通過(guò)建立人椅交互力學(xué)模型，分析了座椅的各參數(shù)對(duì)舒適性的影響[4]，然而尚缺少對(duì)于座椅本身材料屬性等性質(zhì)對(duì)人體舒適性影響的研究，無(wú)法定量考核座椅的實(shí)際效能。上述問(wèn)題嚴(yán)重制約了座椅的設(shè)計(jì)和擇優(yōu),因此仍需針對(duì)駕駛員座椅的舒適性指標(biāo)進(jìn)行深入的分析討論和獲取。

1 舒適性指標(biāo)選取和量化

為了明確直升機(jī)駕駛員座椅各參數(shù)對(duì)舒適性的影響，考慮到實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)的可行性，本文通過(guò)分析人椅之間的作用關(guān)系，將駕駛員座椅分解為坐墊、背靠、腰靠和頭靠四個(gè)主要區(qū)域進(jìn)行研究。針對(duì)不同區(qū)域的關(guān)鍵影響因素進(jìn)行剖析，判斷每個(gè)影響因素的作用機(jī)理和量化方法，給出合理的測(cè)量區(qū)間，以及可行的測(cè)量方法。

1.1 座椅坐墊

當(dāng)人體在坐姿狀態(tài)下接觸剛性平面時(shí)，實(shí)際上只有臀部的兩塊坐骨結(jié)節(jié)及其上少量的肌肉與平面作用，人體重的75%左右由約25 cm2的坐骨周?chē)课怀惺?。?dāng)使用坐墊后，身體能夠適應(yīng)地陷入坐墊，從而將小面積的集中載荷轉(zhuǎn)換為坐墊上的分布載荷，有效降低坐骨結(jié)節(jié)處受力，提升舒適性。

坐墊主要由兩部分材料組成，即內(nèi)發(fā)泡材料(內(nèi)芯)和外包裝材料(椅墊罩)。內(nèi)發(fā)泡材料主要起到支撐和包裹人體、傳遞載荷和吸收振動(dòng)等作用。外包裝材料主要起到防磨、防火和改善透氣性等作用。座椅坐墊與人體之間的主要作用關(guān)系為擠壓、接觸和摩擦，據(jù)此可知，坐墊的舒適性關(guān)鍵指標(biāo)為：軟硬度、透氣性和摩擦系數(shù)。

1.1.1 軟硬度

當(dāng)駕駛員坐在座椅上飛行時(shí)，腰臀部和大腿下側(cè)在座椅的擠壓力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，從而壓迫皮下組織導(dǎo)致血流不暢，引起局部缺血。人體為保證局部的供血充足，會(huì)增加毛細(xì)血管的血流量，進(jìn)而引起局部紅腫，長(zhǎng)期如此則會(huì)造成壓力區(qū)的軟組織損傷，產(chǎn)生疼痛。

當(dāng)坐墊較硬時(shí)，人椅接觸面積小，局部組織受力大，更易造成疼痛。當(dāng)座椅墊較軟時(shí)，盡管增大了人椅接觸面，減少了局部疼痛，但過(guò)軟的坐墊會(huì)限制駕駛員腿部動(dòng)作，影響飛行安全性，且硬度不夠的坐墊無(wú)法有效傳遞壓力，反而加重了坐骨結(jié)節(jié)處的受力。

通過(guò)分析人體與坐墊的作用關(guān)系可知，壓力分布最大的區(qū)域應(yīng)為人體坐骨結(jié)節(jié)處。根據(jù)GJB 2873-1997《軍事裝備和設(shè)施的人機(jī)工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》，選取質(zhì)量較大的第95百分位體重的飛行員作為研究對(duì)象，考慮衣服及裝備的重量，取1名駕駛員體重為90 kg。在上文中已知，座椅墊越硬局部受力越大。為明確座椅墊硬度上限，參考裝型[2012] 88號(hào)文件《718工程飛行員防護(hù)救生裝備舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法》中對(duì)人體坐姿局部載荷的限制要求，當(dāng)具有第95百分位體重的駕駛員乘坐座椅時(shí)，座面坐骨結(jié)節(jié)處的壓力分布應(yīng)最大且不大于3.0 N/cm2。

目前，坐墊使用的內(nèi)發(fā)泡材料主要有高回彈聚氨酯發(fā)泡軟墊等高密度高回彈泡沫材料。設(shè)材料泊松比為v，彈性模量為E，坐墊下陷高度為h，人體質(zhì)量為m，并假設(shè)：

①人體質(zhì)量全部作用在坐墊上；

②材料無(wú)加工硬化；

③坐骨結(jié)節(jié)處近似為一球面，半徑為R，面積為S；

④坐骨結(jié)節(jié)處承受75%的重量。

根據(jù)HerZ接觸理論，接觸區(qū)的壓力分布為拋物線(xiàn)形：

(1)

式中，P0為接觸中心處的最大壓力，r為接觸點(diǎn)距接觸中心的徑向距離。

對(duì)上式中的r進(jìn)行積分，得到接觸區(qū)合力為：

(2)

接觸半徑a的表達(dá)式為：

(3)

式中E*為等效彈性模量，其表達(dá)式為：

(4)

式中，E和Ei分別為人體和坐墊的彈性模量，v和vi為二者的泊松比。

在上文中已述，人體坐骨結(jié)節(jié)處軟組織較少，骨頭與軟組織和坐墊相比可假設(shè)為剛體。材料的等效模量?jī)H保留坐墊的彈性模量Ei。

化簡(jiǎn)上述公式可得，接觸力F、最大接觸壓力P0，接觸半徑a與壓入深度h之間的關(guān)系分別為：

(5)

(6)

(7)

人體和坐墊之間的接觸面積為：

(8)

考慮直升機(jī)駕駛員的操作可達(dá)性，坐墊的下陷高度h根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取不超過(guò)15 mm，參考GJB 4856-2003取95%百分位人體坐姿臀寬的1/4作為接觸半徑a，坐墊的設(shè)計(jì)限制應(yīng)為：

F≥mg

(9)

P0≤30kPa

(10)

將上述數(shù)據(jù)代入公式(5)-(10)中解得：

(11)

(12)

S=0.0156m2=156cm2

(13)

聯(lián)立公式(11)和(12)可得：

(14)

分析公式(13)可知，使用坐墊后，相較于前文所述的坐骨結(jié)節(jié)處人體尺寸，座椅墊有效增加了人體與座椅之間的接觸面積，從而將人體重量分布至座椅面上，避免臀部因長(zhǎng)時(shí)間受到較大壓力的作用而產(chǎn)生疼痛感。

公式(14)給出了坐墊材料系數(shù)的選擇范圍，材料的泊松比和彈性模量需滿(mǎn)足公式中的上下限要求才能既保證坐墊承重后下陷量不超過(guò)15 mm，又保證坐墊最大壓力處不超過(guò)人體耐受極限，同時(shí)滿(mǎn)足直升機(jī)駕駛員座椅的功能性和舒適性要求。

1.1.2 透氣性

座椅的溫濕度特性也是座椅舒適性評(píng)價(jià)的重要影響因素。研究表明，當(dāng)人體皮膚置于40%～60%的濕度環(huán)境時(shí)，代謝量較小，舒適感較好。當(dāng)局部濕度增加時(shí)，皮膚呼吸不暢，疲勞感會(huì)加速形成。

影響駕駛員座椅濕度特性的關(guān)鍵指標(biāo)為坐墊的透氣性。坐墊的內(nèi)發(fā)泡材料主要為疏松多孔型的材料，透氣性良好，因此影響坐墊透氣性的主要影響因素為外包裝材料，即椅墊罩的材質(zhì)。常用的椅墊罩材質(zhì)包括皮革類(lèi)、織物絨布類(lèi)和人造材質(zhì)類(lèi)等。根據(jù)直升機(jī)技戰(zhàn)術(shù)要求，駕駛員座椅需滿(mǎn)足CCAR-29R2《運(yùn)輸類(lèi)旋翼航空器適航規(guī)定》中第853(a)條的阻燃性技術(shù)要求，真皮、人造皮革、易燃編織物等均不能作為坐墊罩的材料。因此，在材料選取時(shí)，需要尋找同時(shí)滿(mǎn)足透氣性要求和阻燃性要求的織物材料。

劉林玉[5]等人對(duì)12種不同阻燃織物的物理特性進(jìn)行了研究，通過(guò)熱防護(hù)性能(TPP Thermal Protective Performance)試驗(yàn)對(duì)試樣的阻燃性能進(jìn)行了評(píng)定，如下式所示：

TPP=t2×q

(15)

式中，t2為引起2度燒傷的所需的時(shí)間(s)，q為系統(tǒng)設(shè)定的對(duì)流輻射熱流量，單位為kw/m。

試驗(yàn)結(jié)果表明，采用以棉為主，輔以聚酰胺纖維的織物阻燃性能最好。但阻燃性與透氣性之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。這是由于織物的阻燃防護(hù)性主要是通過(guò)透氣率實(shí)現(xiàn)，透氣率低時(shí)熱量更不易在織物中傳遞。其一元線(xiàn)性回歸模型為：

TPP=11.774-0.002×λ

(16)

式中，λ為材料的透氣率。

根據(jù)物體輻射換熱公式：

Q=X1,2A1(Eb1-Eb2)

(17)

X1,2為兩物體的角系數(shù)，查表可得約為0.05，A1為輻射體表面積，Eb1和Eb2分別為兩物體間的熱輻射系數(shù)。

構(gòu)建兩物體間的輻射換熱系統(tǒng)，考慮熱量散失，則兩物體間的輻射換熱量為：

(18)

式中，ε為材料的熱發(fā)射率。根據(jù)直升機(jī)駕駛艙材料及結(jié)構(gòu)特征，假定情景為駕駛艙內(nèi)飾起火，起火面積為0.5 m2，火焰溫度200 ℃，火焰未直接灼燒座椅，取ε=0.77，環(huán)境溫度25 ℃。則對(duì)流輻射熱流量約為：

q=162.294 w/m2

(19)

駕駛員的處理時(shí)間不大于30 s，因此材料的TPP值應(yīng)不小于4.869 kw/m。取安全系數(shù)2，則TPP應(yīng)不小于9.74。據(jù)此可算得，材料的透氣率可設(shè)計(jì)為：

λ≤1.018 m/s

(20)

在此基礎(chǔ)上，坐墊布罩透氣率與1.018越接近，座椅的舒適性越強(qiáng)。

上述關(guān)于透氣率的計(jì)算給出了一種駕駛員座椅坐墊透氣性設(shè)計(jì)的思路和實(shí)現(xiàn)方法。部分參數(shù)仍需根據(jù)不同直升機(jī)駕駛艙實(shí)際工況，結(jié)合試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整和參數(shù)標(biāo)定，有針對(duì)性地獲取不同直升機(jī)型號(hào)的座椅墊材料透氣性設(shè)計(jì)區(qū)間。

1.1.3 摩擦系數(shù)

美軍曾在運(yùn)輸兵舒適性調(diào)查研究工作中發(fā)現(xiàn)，采用摩擦系數(shù)較大的座椅墊能夠有效提升運(yùn)輸兵的乘坐舒適性。為探究其原因，建立如圖2所示的駕駛員受力分析圖。

圖2 駕駛員受力情況

當(dāng)駕駛員靠向座椅靠背時(shí)，人體臀部和座椅的接觸面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)切向力，該切向力隨靠背角增大而增大。該切向力會(huì)與座面的摩擦力相抵消。當(dāng)摩擦系數(shù)較小時(shí)，座面產(chǎn)生的摩擦力不足以抵消人體的切向力，駕駛員需要調(diào)動(dòng)腰腹部和小腿肌肉來(lái)彌補(bǔ)缺少的反作用力，以防從座椅上滑下。當(dāng)駕駛員無(wú)需調(diào)動(dòng)腰腹力量支撐自身時(shí)，存在如下力學(xué)關(guān)系：

(21)

Ff=μFn2

(22)

f=μFn1

(23)

Ff+fsinθ=Fn1cosθ

(24)

Fn2+fcosθ+Fn1sinθ+Fn3=mg

(25)

聯(lián)立公式(21)-(25)，根據(jù)GJB3838和GJB4856給出l、b和a的參考值，假設(shè)人腿分擔(dān)重量系數(shù)為x，則坐墊摩擦系數(shù)需滿(mǎn)足：

(26)

取x=0.20，θ=15°代入數(shù)據(jù)驗(yàn)證，μ的取值范圍有：

0.21≤μ≤1.33

(27)

在假設(shè)條件下，應(yīng)取0.3以上摩擦系數(shù)的織物類(lèi)坐墊布罩以滿(mǎn)足直升機(jī)駕駛員舒適性要求。盡可能不使用竹子或玉石等摩擦系數(shù)小于0.2的涼席或坐墊罩。

盡管增大坐墊摩擦系數(shù)能夠顯著抑制駕駛員下滑的趨勢(shì)，減輕腰腹部肌肉緊繃感，提升舒適性，然而摩擦系數(shù)大的材料普遍彈性差，硬度大，降低座椅舒適性。摩擦系數(shù)大的材料磨蝕作用更強(qiáng)，壽命相對(duì)較低?？紤]到直升機(jī)駕駛員座椅中，座椅墊的使用壽命一般為5到7年，即1500～2100飛行小時(shí)(Fh)。設(shè)每Fh內(nèi)的摩擦次數(shù)為60次，參考汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GMW14364對(duì)座椅墊壽命的耐久性的考核試驗(yàn)，取耐久系數(shù)1.33，則其壽命需保證不少于11172次摩擦。

設(shè)材料抗拉強(qiáng)度為δ，材料截面積為s，加載力為Fn，單次材料去除量為n。若滿(mǎn)足壽命期內(nèi)布罩不損壞，則需摩擦系數(shù)μ滿(mǎn)足：

μFn≤δ(s-lnN)

(28)

參考韓強(qiáng)等人[6-7]材料去除建模的研究，設(shè)材料量綱磨損系數(shù)為K，材料硬度為σ，則單次材料去除量厚度n存在如下關(guān)系：

(29)

參考常用的聚酯纖維材料，設(shè)材料寬度l為20 cm，厚度0.5 mm，取K=1.5×10-3，帶入其他相同假設(shè)解得μ的取值范圍極大。在假設(shè)條件下，坐墊布罩設(shè)計(jì)壽命范圍內(nèi)不應(yīng)發(fā)生因摩擦導(dǎo)致的破損。

綜上所述，直升機(jī)座椅的椅墊布罩摩擦系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足公式(27)所述區(qū)間。

除了上述量化指標(biāo)外，根據(jù)人體工程學(xué)原理，座椅墊與人體的貼合程度越高，人員乘坐的舒適性越強(qiáng)。因此，座椅墊設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理設(shè)置凹凸曲面，盡量與標(biāo)準(zhǔn)人體坐姿下的背部、腰部和臀部曲線(xiàn)相貼合。

1.2 座椅背靠

使用靠背能夠極大地減輕人體受到的載荷作用。研究表明，有靠背的座椅相較于無(wú)靠背座椅能夠減少至少20%的腰背部壓力。通過(guò)對(duì)座椅背靠進(jìn)行分析可知，座椅背靠主要的量化指標(biāo)包括長(zhǎng)度、寬度和靠背角度。其中，長(zhǎng)度和寬度在設(shè)計(jì)時(shí)可參照GB14774《工作座椅一般人類(lèi)工效學(xué)要求》相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行選取，而靠背角度作為顯著的可量化參數(shù)尚無(wú)明確的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行約束。為此本節(jié)將以直升機(jī)駕駛員座椅的靠背角作為研究對(duì)象進(jìn)行深入討論。

在碰撞研究中發(fā)現(xiàn)[8]，在正面碰撞中，座椅靠背角增大會(huì)導(dǎo)致約束系統(tǒng)效果下降，人體更易向下竄動(dòng)，引發(fā)腰部損傷，即靠背角增大，駕駛員安全性下降，不能選取較大的靠背角。與之對(duì)應(yīng)的，有研究表明，在90°～105°靠背角范圍內(nèi)，人的腰椎受力會(huì)隨座椅靠背角增大而減小，即靠背角增大，舒適性增強(qiáng)。因此，需要給定一個(gè)合理的靠背角范圍，同時(shí)滿(mǎn)足座椅的安全性要求和舒適性要求。目前幾種現(xiàn)役直升機(jī)駕駛員座椅的靠背角或調(diào)節(jié)范圍如表2所示。表中還列出了外場(chǎng)反饋的該座椅舒適度反饋情況。

由表1可以看出，靠背角大于95°時(shí)座椅舒適度得到了有效改善。因此在進(jìn)行靠背角設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使直升機(jī)靠背角大于95°。

表1 現(xiàn)役直升機(jī)駕駛員座椅靠背角及舒適性

屈文濤[9]等人對(duì)座椅前沖條件下座椅靠背角與安全性的關(guān)聯(lián)研究表明，過(guò)大的座椅靠背角會(huì)顯著增加前向沖擊時(shí)的人體脊柱損傷概率。根據(jù)上文中對(duì)座椅摩擦系數(shù)的研究，公式(26)取材料摩擦系數(shù)μ=0.2，人腿分擔(dān)重量系數(shù)為x=0.20，則靠背角θ需滿(mǎn)足：

75°≤θ≤107.2°

(30)

設(shè)計(jì)時(shí)，為方便加工設(shè)計(jì)，且考慮到材料摩擦系數(shù)不會(huì)取得過(guò)小，可規(guī)定靠背角上限為110°。綜上所述，座椅靠背角的取值范圍應(yīng)控制為：

95°≤θ≤110°

(31)

1.3 座椅腰靠

腰靠主要配置在座椅背靠上，負(fù)責(zé)對(duì)駕駛員腰部提供額外支撐。參考GJB4856《中國(guó)男性飛行員人體尺寸》中坐姿尺寸和GB14774《工作座椅一般人類(lèi)工效學(xué)要求》，考慮材料的變形回彈得出腰靠的尺寸應(yīng)滿(mǎn)足的要求，見(jiàn)表2。

表2 腰靠尺寸范圍

不同百分位直升機(jī)駕駛員對(duì)腰靠的實(shí)際需求存在著顯著差異，僅設(shè)定一種固定尺寸的腰靠難以滿(mǎn)足不同駕駛員的實(shí)際需要。因此，直升機(jī)駕駛員座椅腰靠需要具備調(diào)節(jié)功能。

1.4 座椅頭靠

直升機(jī)駕駛員座椅頭靠的主要作用包括對(duì)頭部的支撐和減輕墜毀時(shí)的反向沖擊。因座椅背靠承擔(dān)了駕駛員主要的傾轉(zhuǎn)載荷，座椅頭靠與駕駛員之間的相互作用不顯著，座椅頭靠的性能對(duì)舒適性無(wú)顯著影響。但在承受反向沖擊方面，當(dāng)直升機(jī)發(fā)生沿航向動(dòng)態(tài)沖擊后，人員頭部在慣性和安全帶的雙重作用下，呈現(xiàn)先向前后向后的運(yùn)動(dòng)軌跡，在返回時(shí)頭部會(huì)撞擊在座椅頭靠上，抑制頸椎產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)。參考GB11550，駕駛員座椅頭靠靜強(qiáng)度需滿(mǎn)足：在頭靠頂部下65 mm處施加890 N的力，頭靠的位移不能超過(guò)80 mm。頭靠的動(dòng)態(tài)沖擊強(qiáng)度需滿(mǎn)足：使重6.8 kg、直徑為165 mm的假頭以大于24.1 km/h的相對(duì)速度沖擊頭枕，頭枕骨架沒(méi)有結(jié)構(gòu)性損壞。

綜上所述，座椅頭靠相較于坐墊，與駕駛員的交互作用較少，僅起到輔助支撐作用，因此對(duì)駕駛員的舒適性影響也較弱。在設(shè)計(jì)制造時(shí)主要考慮滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，頭靠柔性填充材料選用與坐墊相同材料即可滿(mǎn)足要求。

2 設(shè)計(jì)驗(yàn)證

在陸航某新型直升機(jī)的設(shè)計(jì)中，根據(jù)本文提出的設(shè)計(jì)指南，設(shè)計(jì)了如圖3所示的直升機(jī)駕駛員座椅，其主要參數(shù)如表3所示。

表3 某新型直升機(jī)駕駛員座椅設(shè)計(jì)參數(shù)

圖3 某新型直升機(jī)駕駛員座椅

經(jīng)裝機(jī)驗(yàn)證，抽取10名不同體型的地勤人員試乘該座椅，均反饋舒適性良好，證明上述的座椅舒適性設(shè)計(jì)量化指標(biāo)具備較好的實(shí)用性。

3 結(jié)論和展望

本文通過(guò)將直升機(jī)駕駛員座椅分成坐墊、背靠、腰靠和頭靠四個(gè)部分進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)人椅的交互作用分析，獲取了每個(gè)部分與舒適性強(qiáng)相關(guān)的量化指標(biāo)。

針對(duì)坐墊涉及的軟硬度、透氣率和摩擦系數(shù)三個(gè)參數(shù)，通過(guò)理論計(jì)算的方法，在考慮坐墊實(shí)用性和阻燃性要求的基礎(chǔ)上提出了合理假設(shè)，給出了滿(mǎn)足駕駛員座椅舒適性要求的相關(guān)參數(shù)取值范圍。

針對(duì)座椅靠背設(shè)計(jì)的靠背角參數(shù)，在前人對(duì)座椅耐沖擊性和舒適性研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)役直升機(jī)駕駛員座椅舒適性的反饋情況，制定合理假設(shè)，結(jié)合摩擦系數(shù)的研究給出了靠背角的合理取值范圍。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的檢索和歸納，分別給出了駕駛員座椅腰靠和頭靠的設(shè)計(jì)參數(shù)范圍和部分定型指標(biāo)的注意事項(xiàng)，為新型座椅的設(shè)計(jì)提供了一定依據(jù)。

根據(jù)計(jì)算求得的各參數(shù)取值區(qū)間設(shè)計(jì)制造了新型直升機(jī)駕駛員座椅并進(jìn)行了實(shí)物比測(cè)，結(jié)果表明，按照本文的參數(shù)區(qū)間制造的駕駛員座椅在滿(mǎn)足技戰(zhàn)術(shù)要求的前提上具備良好的乘坐舒適性。

本文在對(duì)舒適性量化指標(biāo)進(jìn)行選取時(shí)僅考慮了顯著相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)座椅型面、透氣孔開(kāi)設(shè)、局部材料加強(qiáng)等能夠進(jìn)一步提升座椅舒適性的指標(biāo)未進(jìn)行考慮，且在計(jì)算時(shí)提出了多個(gè)假設(shè)。在后續(xù)的研究工作中應(yīng)結(jié)合試驗(yàn)優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，減少假設(shè)條件，使計(jì)算結(jié)果的實(shí)用性更強(qiáng)。