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不简单的航空座椅

2017-07-28 15:31 来源:大飞机报

  

  在大型民用飞机上的座椅靠进口的年代,“不就是把椅子吗,有什么了不起?”的问题经常被问起。今天我们就来回答这个问题。航空座椅还真是不简单,一把椅子要装在飞机上需要满足很多条件。

 

  保证安全 座椅也得“持证上岗”

  为了保证飞行安全,每一种型号的飞机在交付前都要取得民航管理部门签发的型号合格证,ARJ21飞机历时八年才拿到中国民航总局颁发的型号合格证。同样,一把椅子要安装在飞机上,首先要符合相应的技术标准规定(TSOA)规定,确得TSOA证。TSOA证就像座椅的“上岗证”。那么要满足什么条件才能拿到这个上岗证呢?首先是力学性能的要求,航空座椅的主要结构必须设计成能承受先前9倍, 向后1.5倍, 向上3倍,向下6倍和侧向4倍的惯性载荷至少3秒不发生破坏。除了主结构外,座椅的每个部件如靠背、扶手、餐桌、等都要满足一定的静强度和疲劳强度要求。考虑到飞机有可能应急着陆,飞机座椅和安全带及坐垫必须保证飞机在向下14g(重力加速度),向前16g的动态载荷冲击下,避免头部受到严重伤害。这些都必须通过严格的试验来验证。座椅垫的可燃性必须通过试验验证,具有自熄性,在移除火源后测量烧焦长度和燃烧时间,判断是否满足要求。另外还要进行相应的环境适应性试验,保证在湿热、腐蚀等环境下,座椅不会发生变形或者受损,不影响正常的功能。

  拿到“上岗证”已经不容易了,面对激烈的市场竞争,要获得旅客的青睐,满足航空公司的盈利需求,航空座椅还必须在舒适性上狠下工夫,按照人体工程学的原则来设计。首先是座椅的宽度,要想让座椅适合95%的荷兰男性,座椅扶手间的距离不小于440 毫米, 如果要在较长时间内舒适的坐着,这个宽度要更大。现在飞机上经济舱座椅的宽度通常在17.2 英寸到18 英寸之间。除此之外,腿部活动空间是影响乘坐舒适性的一个重要因素。腿部活动空间很大程度上取决于前后排座椅的间距,但和座椅本身的设计也相关。在间距一定的情况下,椅背厚度越厚,留给旅客的活动空间就越小。除此之外,理想的座椅靠背形状、头枕设计等都有待研发。飞机座椅的设计还受到重量的约束,在提高舒适性的同时还不能增加过多的重量。

 

  舒适经济 舒适性和经济性一样都不能少

  我们在飞机上经常见到的经济舱座椅,上面有一个可以打开的小桌板,下部是报刊袋。它的重量大约是10公斤。而经过改进设计的纤薄座椅,椅背明显变薄了,由于设计水平的提高和引入的新材料和新工艺,重量可以降低到7.5公斤, 同时腿部空间增加了2英寸。总体来说,经济舱座椅在朝着更轻更薄更舒适的方向发展。

  商务舱和头等舱是航空公司的主要利润来源,为了争夺高端客户,很多航空公司斥资不断翻新座椅,俨然一场军备竞赛。是一张典型的商务舱座椅,相比经济舱座椅,商务舱的座椅更宽,扶手间的宽度一般在500毫米以上,前后间距在1.5米以上,椅背倾斜角度更大,提供脚步支撑,AVOD体验也更丰富。近些年来,茧式座椅的出现时客舱产品的一个很大创新。这种座椅后背成环状包围,椅背可以放平变成一张床而不会影响到后面旅客的空间,保证了旅客的私密性。除了正常布局外,错位式布局可以充分利用空间,同排旅客互不干扰,而且每位旅客都拥有专用空间。

  南方航空公司波音787正常布局和A380错位布局的商务舱座椅。还有一种“鱼骨式”的布局方案,即座椅的不是面对正前方而是向侧面倾斜了一定的角度,这种布局空间更紧凑,东航的777-300ER飞机的商务舱就采用了这样的布局形式。阴阳式布局,即一个座椅超前,一个座椅朝后的布局形式并不多见,朝后的旅客可能感觉并不舒适。

  未来趋势 智能座椅、半站式座椅或高端座椅?

  高端经济舱是介于经济舱和商务舱之间的一个舱位,受到独立商务旅客的普遍欢迎。高端经济舱可以使用和经济舱相同的座椅而仅增加座椅排距,也有的座椅生产上研发了高端经济舱座椅,下图是卓达宇航公司为A350设计的高端经济舱座椅,提供了腿部支撑和更大的腿部活动空间。

  尽管近年来头等舱的市场在逐渐萎缩,很多航空公司取消了头等舱,但远程飞机的头等舱一直是航空公司树立品牌的战略要地。因此头等舱的设计极尽奢华,出现了新型茧式座椅和微型包厢设计,下图分别是南航787的头等舱茧式座椅和A380的头等舱包厢。头等舱座椅普遍都可以180o放平成一张舒适的床,座椅间距在80英寸(2.0米)以上,每排只有4个座位,1-2-1布局。每位旅客出入互不影响,具有良好的私密性。鞋柜、小物件存储箱、随身行李存储区、密码行李锁、大尺寸个人电视显示屏,USB接口等都是常见的配置。如果想体验更豪华的头等舱,除了新加坡航空公司的A380外,国内东航的777-300ER上,也配倍了一个可以将两个头等舱铺位合并成一张双人床的私密包厢。

  航空座椅的产品升级很快,未来会出现什么的座椅呢?智能座椅,半站式座椅,或者是新型的高端座椅?有研究表明,体压分布与不适感的关系最紧密,合理的体压分布可减少不适感。目前针对飞机座椅的理想压力分布还需要进一步确定,这是因为乘客在飞机上要多种姿势需求,理想的压力分布都不一样。如果能确定理想的体压分布,我们就可以在座椅上安装压力感应装置,测量不同位置的压力,同时计算程序自动调节座椅的不同部位,系统自动搜索最接近理性体压的分布。半站式座椅是空客公司的一项专利设计,它是一种类似自行车车座的坐椅,安装在短途飞机上可以大幅降低飞行成本。B/E aerospace 公司曾提出了类似办公位的商务舱套间理念,既能轻松办公,也舒适地休息。每一种新型座椅要真正安装在运营的飞机上,都需要安全性的验证,舒适性的提高,经济性的博弈等漫长过程,但可以肯定的是航空座椅的创新不会停止,我们未来会在飞机上看到更好的座椅,有更佳的航空旅行体验。

  值得一提的是,2016年7月,中航工业航宇嘉泰座椅首架线装(直接在生产线上装机,简称“线装”)波音飞机在美国西雅图顺利交付客户,标志着国产座椅与全球座椅供应商同台竞技,并迈入“线装时代”。航宇嘉泰的航空座椅是我国首个装在波音总装线上机载系统,并得到了波音公司和FAA的认可。目前,航宇嘉泰航空座椅已列入波音公司的公务舱座椅目录。我们期待国产航空座椅能有更好的发展。(张晓萍)

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  飞机座椅到底要多强?

  对于长途飞行的旅客而言,什么是最重要的?便宜的机票?当然。排名第二的呢?是航班延误?还是糟糕的餐食?或者是心不在焉的空姐?都不对。国际民航组织的调查显示,对于长途飞行的旅客而言,其满意度最低的是越来越拥挤的座椅。

  对于工程师来说,航空座椅什么品质最重要?舒适?耐用?美观?阻燃性好?这些都是必须滴。但首屈一指的无疑是:安全!航空座椅,看上去简简单单,但一旦和高大上的飞机搭上了边,自然也就不同凡响。其中,最有技术含量的是:这飞机上的椅子,除了美观、舒适以外,究竟要有怎样的强度,才能最大限度地在意外发生时保护乘客的安全?

  柳条椅时代

  早期飞机座椅的材质和尺寸并无严格规定,比较随意。与一般家庭座椅不同的是,飞机座椅必须用绳子或者螺丝、螺帽加以固定,免得从机体上脱落。一个今天看来有些匪夷所思的例子是,20世纪30年代,大名鼎鼎的美联航一度用柳条椅作为飞机座椅。那时的空姐随身携带扳手和螺丝刀,将柳条椅固定在机舱地板上,一旦航班延误或者取消了,她们还得用这两样工具调节滑轨,根据飞机的时刻和乘客的多少调整飞机座椅。看到这些,你是不是有些心惊胆战?

  9g是必须滴

  随着技术发展,飞机越来越大,速度越来越快,座椅也得到明显改进,金属座椅逐渐取代了木质座椅。座椅上也开始安装固定乘客的安全带和相对应的金属锁扣。二战时,为了研制军用飞机弹射座椅,一些国家开始研究人体对过载的耐限问题。20世纪50年代,科学家经过大量实验后认为,人体在极限条件下能承受9g(g表示重力加速度)的过载,飞机上的座椅至少也要达到这一水平。据此,美国民航管理机构要求所有客机上的座椅都要承受9g的过载。

  16g才靠谱

  20世纪80年代以来,大型喷气式客机的速度进一步提高,其正常着陆速度可达280千米/小时,而坠机时作用于人体的制动过载可达25g,按照原来的标准设计客舱座椅显然已不合时宜。1981年,FAA(美国联邦航空局)专门在郎立市成立一个飞机座椅动能测试机构。科学家进行了大量的飞机座椅过载实验。安装在模拟飞机上的座椅和模拟人必须通过两项动载试验。一项是水平冲击试验,制动过载的峰值最小为16g;另一项是垂直冲击试验,制动过载的峰值最小为14g。这两项试验均须达到规定要求的人体生理指标。根据实验结果,FAA要求飞机制造厂商新生产的飞机必须安装动载为16g的座椅,以缓解空难中座椅对人的伤害。由于更换座椅的费用较高,一直到2009年9月,全球运营的民航客机才全部装上了16g座椅。

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