[科普中国]-驾驶舱

航空驾驶舱发展史

1912年，英国制造商阿弗罗推出一款F型试验机，成为世界上第一架拥有全封闭式客舱设计的飞机。2然而直至1920年代初期，部分客机还在采用驾驶舱开放，座舱封闭的设计。当时的军用双翼飞机、单引擎飞机、攻击机普遍采用了开放式的驾驶舱，这种设计一直延续到第二次世界大战结束，而当时封闭式驾驶舱已经非常普遍。3

最大的障碍有封闭的小屋是窗户都被制成的材料。此前有机玻璃变得可用在1933年，窗户要么安全玻璃，它是沉重的，或硝酸纤维素（即：硝化纤维素），从而迅速发黄，是非常易燃。在20年代中期，许多飞机制造商开始使用封闭式座舱的第一次。封闭座舱飞机的早期包括1924年福克f.vii，1926年德国容克34W¯¯运输，1926年福特Trimotor，1927年洛克希德·维加，在圣路易斯的精神，并且在由道格拉斯和波音公司生产的客机30年代中期。开放式驾驶舱的飞机是由50年代中期几乎绝迹，培训飞机，作物喷粉机和外自制飞机设计。

驾驶舱窗口可以配备有一个遮阳罩。大多数驾驶舱有当飞机在地面上可以打开的窗户。几乎在大型飞机所有玻璃窗具有抗反射涂层，和一个内部加热元件融化冰。较小的飞机可以配备有一个透明的飞机篷。

在大多数驾驶舱飞行员的控制杆或操纵杆位于中心（中心棒），虽然在一些军事飞机快的侧杆位于右侧。在某些商用飞机（即：空中客车，那里设有玻璃座舱概念）两名飞行员使用侧杆位于外侧，所以在左侧，第一军官的右侧座位队长的侧杆。

除了一些直升机，所述右座椅在驾驶舱飞机是由所使用的座椅副驾驶。该船长或飞行员的命令坐在左边的座位，这样他就可以与他进行操作油门和其他底座仪器的右手。这一传统一直保持到今天，与右侧副驾驶。4

驾驶舱的布局，尤其是在军事快速喷气式飞机，经历了标准化，无论是在和飞机制造商的不同，甚至不同的国家之间。其中最重要的发展是“六个基本”的模式，后来的“基本款T”，由从1937年起开发的英国皇家空军，旨在优化试验仪器扫描。

航空驾驶舱工业技术座舱设计应用的学科在美国，联邦航空管理局（FAA）和美国国家航空和航天局（NASA）已经研究座舱设计的人体工程学方面，并进行了航空业事故调查。座舱设计学科包括认知科学，神经科学，人机交互，人因工程，人体测量学和人体工程学。

布局和功能显示控件人体工程学和人为因素的担忧是现代驾驶舱的设计很重要。驾驶舱的布局和功能显示控件旨在提高飞行员态势感知能力，而不会造成信息过载。在过去，许多驾驶舱，尤其是在战斗机，限制了可以融入他们的飞行员的大小。现在，驾驶舱被设计从第一容纳百分位女性的物理尺寸和第99百分位男性的尺寸。

在军用飞机驾驶舱的设计，与驾驶舱有关的传统“旋钮和转盘”主要是不存在的。仪表板，现在几乎全部通过电子显示屏，其本身往往重新配置，以节省空间所取代。虽然一些硬接线专用交换机必须仍然被用于完整性和安全性的原因，许多传统的控制由多功能重新配置的控制或所谓的“软键”所取代。控制都合并到驾驶杆和油门杆，以使飞行员保持抬头，眼睛出位置-即所谓的手在油门和棒或HOTAS的概念，。这些控件可再进一步新的控制媒体，如当头一指点增强头盔瞄准系统，或直接语音输入（DVI）。在听觉显示器的新进展，甚至允许直接语音输出的飞机状态信息和预警的空间定位声音，以提高飞机系统的监控。

控制面板在现代客机的控制面板的布局已经成为整个行业在很大程度上统一。大多数系统相关的控制（例如电，燃料，液压和加压）例如，通常位于在开销面板在天花板上。无线电设备一般放置称为基座飞行员的座位之间的面板上。如自动飞行控制的自动驾驶仪通常被置于正下方挡风玻璃上的遮光板在主仪表板的上方。在驾驶舱设计中的一个核心概念是设计眼位置或“DEP”，从哪个角度都显示应该可见。5

全数字化“玻璃座舱”飞机的设计都采用了全数字化的“玻璃座舱”。在这样的设计中，仪器仪表，包括导航地图显示，使用公知的作为用户接口的标记语言的ARINC 661，该标准定义了一个独立的座舱显示系统中，一般由同一制造商生产的，并且所述航空电子设备和用户应用程序之间的接口它需要支持，由显示器和控制器，通常由不同的制造商生产的手段。和驾驶它的应用程序的整体显示系统之间的分离，使得相当多的专业化和独立性。

航空飞机仪表为飞行人员提供有关飞行器及其分系统信息的设备。飞行器仪表与各种控制器一起形成人-机接口，使飞行人员能按飞行计划操纵飞行器。仪表提供的信息既是飞行人员操纵飞行器的依据，同时又反映出飞行器被操纵的结果。

现代飞机驾驶舱通常使用电子化的飞行仪表，一般包括：模式控制面板、主飞行显示器、导航显示、发动机指示和机组警告系统/电子中央飞机监控、飞行管理系统和各类备用仪表。

模式控制面板（MCP）

指示自动驾驶装置进行路线、高度、上升下降率和速度等的设备。像是自动驾驶中，若接获航管人员通知改路线和高度等时，就由这个面板来设定。

主飞行显示器（PFD）

在主飞行显示器通常位于突出位置，无论是中央还是在驾驶员座舱两侧。它在大多数情况下包括的姿态指示器，空气速度和高度指示器（通常作为磁带显示器）的数字化表示和垂直速度指示器。它会在许多情况下，包括某种形式的航向指示器和ILS / VOR偏差指标。在许多情况下，在啮合和武装自动飞行系统的模式的指示符将与某种形式的高度，速度，垂直速度和航向的选择的值的指示一起存在。这可能是飞行员选择与ND交换。

导航显示（ND）

导航显示器，其可以是相邻的PFD，显示了下一个航点，当前风速和风向的当前路线和信息。这可能是飞行员选择与PFD交换。

多功能显示器（MFD）

它们提供了可视区域，可用于飞行信息集成，发动机监控，飞行参数配置，气压和环境控制。这些显示器也能进行智能浏览。它能显示 3D的地形可视图，提供了飞行员只能在晴朗的天气才有的视野。它可以轻松的查找飞行和天气数据，图表，飞机系统信息，航程计划功能。6

发动机指示和机组警告（EICAS/ECAM）

发动机指示和机组告警系统（用于波音）或电子中央飞机监控（空中客车公司）将允许飞行员监视以下信息：值N1，N2和N3，燃油温度，燃油流量，电气系统，驾驶舱或舱内的温度和压力，控制面等。飞行员可以通过按下按钮来选择信息显示。

飞行管理系统（FMS）

飞行管理系统/控制单元可以通过试点用于输入和检查以下信息：飞行计划，速度控制，导航控制，等等。

备用仪表在驾驶舱的不太突出的部分，在其他仪器的故障的情况下，将有一个电池供电的集成备用仪器系统用磁罗盘沿，表示诸如速度，高度，态度和航向必不可少的航班信息。

航空客机类型出行时乘坐的客机，机型主要分为两类——波音系列和空客系列。飞机的起飞降落，各种姿态飞行，都是由飞行员在驾驶舱进行操作。

空客系列A300系列

1972年10月空中客车300B1原型机首飞，1974年5月交付使用，是第一架只需两位飞行员驾驶的宽体飞机。采用的数位式驾驶舱，使用电子信号，取代以往由钢索操作的控制面。该机型目前已停产。

A310系列

1982年4月3日首架原型机首飞，1983年3月29日开始交付使用。1983年底开始试验在翼尖加装翼梢小翼减少机翼阻力，从1986年5月开始交付的A310-200都装有翼梢小翼。A310是第一架采用电子飞行仪表与驾驶舱中央电子飞行监视器的客机。

A320系列

A320系列包括A318、A319、A320及A321四种客机，这4种客机有相同的驾驶舱布局。A320于1988推出，是第一款使用数字电传操纵飞行控制系统，第一款使用侧置操纵杆（简称侧杆）代替传统驾驶盘和驾驶杆的民航客机。

A330系列

A330是空客于1986年宣布研制的，主要是用作取代同厂的空中客车A300。驾驶舱为双人驾驶制，是由A320先进驾驶舱发展而来，采用侧杆操纵，主仪表板上有6个彩色多功能显示器，所有性能数据均为数字化显示。除了装有飞行管理系统和电子飞行仪表系统外，还增加了飞机重心管理系统。

A340系列

A340采用了许多现代化技术，如电传操纵和多功能座舱显示装置（和A330基本相同），由于采用先进机翼、高效率发动机及大量的复合材料，减轻了飞机的重量，飞机每座公里油耗和每座直接使用成本都有较大下降。（该机型已停产）。

A380系列

555座的空中客车A380是迄今为止建造的最先进、最宽敞和最高效的飞机，定于2006年投入运营。2000年推出的这款飞机被空中客车公司视为21世纪的“旗舰”产品。其“奢华”、高科技含量的驾驶舱让人难忘。

A350系列

顶级驾驶舱，采用了A380飞机的创新技术和全部新功能，并包含了最先进的驾驶舱技术。该驾驶舱采用的最新技术以及改进的人体工程学性能提高了驾驶舱的互动性，增加了安全性，提高了效率，并降低了飞行员的工作量，同时保持了与空中客车公司电传操纵系列飞机的通用性。7

波音系列波音737系列

波音737系列飞机是美国波音公司生产的一种中短程双发喷气式客机。波音737自投产以来四十余年销路长久不衰，波音737成为民航历史上最成功的窄体民航客机系列。被称为世界航空史上最成功的民航客机。根据项目启动时间和技术先进程度分为传统型737和新一代737。传统型737包括737-100/-200；737-300/-400/-500，新一代737包括737-600/-700/-800/-900。目前，波音737-800为主流机型，

波音747系列

截至2013年3月，波音747共生产了1464架，另外还有64架订单尚未交付，波音747最新型号是747-8，已在2011年正式投入服务。最常见的标准机型为波音747-400，全货机，安装了新型电子仪表设备，只需两位飞行员驾驶，数字化驾驶舱配备了六台大型CRT显示屏取代了传统的仪表盘。

波音757系列

波音757-200型是波音757系列的主要型号，在生产的波音757中占大多数。波音757-200型1982年1月13日出厂，同年2月19日首飞，1982年12月22日，首架波音757-200交付用户。首先使用2人操控的驾驶舱，最先采用电子飞行仪表。

波音767系列

波音767采用了全新的机体，同时是波音民航机中首次采用两人驾驶制的宽体飞机。波音767在设计过程中，尽量保持与同期研制的波音757有更多的共同性，两者的驾驶舱设计基本相同。

波音777系列

波音777采用双人制驾驶舱。驾驶舱采用了新技术的平面液晶显示系统、数字驾驶舱技术，采用5个LCD显示器取代传统的指针式仪表，保留了驾驶盘而没有采用（空中客车已经采用的）侧向操纵杆。

波音787系列

“梦想客机”787驾驶舱装配了一整套导航与通信无线电设备及航空电子设备，与其它波音机型保持了通用性。787驾驶舱装备的是熟悉的波音操纵系统、显示器与程序。双平视显示器（HUD）、非常大型的多功能平板显示器、双电子飞行包以及一个电子检查表，都是标准配置。

波音各系列飞机驾驶舱在许多地方各有各的不同，比如各面板上的仪表、显示器、按钮等，排列无序。但是都有传统的推拉操纵杆，中控台和油门杆也都基本保持一致，采用的是传统的机械液压传动。空客各系列飞机驾驶舱的相通性非常高，布局整齐有序，驾驶舱空间较大，在操纵杆、油门杆等方面完全的统一，电传操纵应用成熟。8

航天驾驶舱定义是个完全受到防护的区域，将人员完全包藏在内，受到钛、陶磁物组合的外壳所保护，并以电磁排斥系统来除去多余的辐射。

技术前沿驾驶舱利用了最新的技术来作星航图导航，能显示太空船360度的视角，并有最先进的碰撞侦测与预防感测器。然而，舱中的至宝是具有人工智慧的先进系统--CAM电脑系统，它是设计用来估算在人类未曾探索过的深太空航行时可能遭遇的潜在危险。CAM系统通过持续监视辐射场以及粒子位置，判断出最佳的路径来应付潜在的威胁并在遇到紧急状况时警告驾驶员。CAM系统也提供驾驶员的娱乐，它可以存取行星宴会厅中所有的资料库，而且它也是银河系上最先进的的西洋棋电脑。