航空航天工程未来的座舱

随着高科技的发展,客机、航天飞机这些集现代尖端科技精华设计而成的交通工具座舱,自动化程度不断提高,坐舱景观大为改变。它们究竟是什么样子的呢?现在,就让我们一起进入这些高科技座舱,开一次眼界。

波音 777 客机的座舱是利用最新科技来设计,从人体工程学角度减轻驾驶员的负担。例如,采用彩色液晶显示装置,配备更容易阅读,具较宽资料显示范围的阴极射线管。以前在飞机发生故障时,是靠写在纸上,称作“检查表”的文件确认操作程序,而波音 777 还装备有利用电脑控制的“自动飞行装置”,以及一个引擎出故障时,可自动修正机身动作的“推力不对称补偿装置”。波音 777 座舱的左边是机长座,右边是副驾驶座。同样的仪表左右对称排列,两边均可驾驶,各种仪表均使用彩色液晶显示装置,使驾驶员一目了然。

1981 年 4 月美国制造的航天飞机首次发射升空,其后经历了十几年,其驾驶座至今未变。

高科技座舱主要以电脑操作,利用电脑,不仅驾驶信号可用电信号表示, 飞机的状态(位置、速度、姿势、角速度)也可用电信号表示。如此一来, 便可做超过人类能力范围的操作。利用电脑来驾驶的高科技化,还带来了一项革命,就是座舱的形态为之一变。如飞机的高科技座舱通过 5 个阴极射线管,各种信号都以驾驶员容易了解的形式显示,这种座舱通常称作“玻璃座舱”。

那么,未来的座舱怎样才算是理想的呢?目前高科技座舱还存在种种问题,最大的问题是“如何处理人机关系”。现代飞机的飞行以自动驾驶为主, 驾驶员的工作是管理甚于驾驶,监视那些复杂的机器是否正常运转,为驾驶员的主要工作。万一机器的某个部件出现故障,该如何处理?驾驶员的工作就是防备这些事情的发生。这些工作为什么要由人来做呢?因为作为飞行中枢的电脑,其综合能力远不如人脑。而将所需的信号传给驾驶员,使管理工作容易执行,这是座舱所担负的任务。因此,座舱的设计关系着未来的飞行安全。

如何设计制造这种座舱,目前尚无定论,但已知若干重要条件。首先必须经常将飞行状况正确地传给驾驶员,无论是在黑夜或在云中飞行,飞行状况一定要与白天飞行时一样清楚。控制系统是否正确运转?正在进行何种运转?这些情况最好都能让驾驶员一目了然,否则驾驶员不会安心。万一操作错误,最好能够修正,小的驾驶错误虽然最初不知道,但是知道后必须能够分辨、修正。这就是最后应该信任人还是机器的问题了。因为自复杂系统中找出错误的,大多是机器而不是人。然而最后应该依赖人或机器?这就成了未来座舱的设计关键。