載人航天器人機界面設計

前言

將工效學理論與方法應用于載人航天器人機界面設計，是提高整個載人航天器系統(tǒng)的安全可靠性和效率的核心要素之一，它包含了對人的因素、空間飛行環(huán)境和航天器本身的技術狀態(tài)這三個方面的相互作用、相互影響。由于載人航天器的人機界面是航天員與飛行器進行信息與能量交換的接口，人機界面如果適配、易于理解、操作簡單且具有引導功能，使之方便人的觀察與操作，將能夠有效地充分發(fā)揮出航天員的主觀能動作用，并提高人一航天器系統(tǒng)的整體效率。在進入到21世紀的今天，“以人為中心”的設計思想已成為人們日常生活用品設計的主流。因而，隨著載人航天器朝著長時間、多乘員和深空探測飛行方向的發(fā)展，對用于航天員工作和生活場所的載人航天器的適人性設計將會提出越來越高的要求。反過來，與適人性設計相應的工效學研究的內容、手段和方法也將發(fā)生變化。載人航天器人機界面的工效學研究主要涉及用于飛行過程中觀察系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)視器、操控航天器飛行的控制器以及航天員生活與工作空間環(huán)境等方面的工效學設計要求與評價問題。我們認為，其理論基礎是系統(tǒng)工程理論，基礎數據包括航天員的工作能力、生理與心理特性數據、航天員作業(yè)時的工作負荷變化規(guī)律等方面內容。此外，在研究這些問題時，還須考慮航天特殊環(huán)境的影響。當然，它也受到工程技術狀況的制約?？傊?，載人航天器人機界面工效學研究的目標就是確保航天器設計與飛行環(huán)境適于航天員的特性，優(yōu)化飛行器人機界面的設計，提高整個飛行系統(tǒng)的安全可靠性。

內容概要

載人航天器人機界面是航天員與飛行器進行信息與能量交換的接口。本書針對人機界面的發(fā)展現狀，系統(tǒng)總結歸納了人機界面設計所應遵循的基本理論，全面闡述了目前人機界面設計的基本方法。在論述航天員生理和心理特點、疲勞、工作負荷、人的失誤以及空間飛行環(huán)境因素對人體影響的基礎上，探討了航天器艙內工作空間、顯示器和控制器的工效學設計方法和要求。結合國內外載人航天實踐成果，提出對載人航天器人機界面進行工效學評價的準則和評價方法。書中的內容與載人航天器人機界面工效學設計與評價緊密聯系，并有結合工程實際的典型案例。    本書可作為航天工效學研究人員、載人航天器人機界面設計人員、載人航天器總體設計人員和技術管理人員的參考讀物，也可供其他領域從事人機界面設計工作的相關專業(yè)人員參考，或作為航空航天類高等院校人機工程方向師生的教學參考書。

書籍目錄

第1章　緒論  1.1　基本概念    1.1.1  系統(tǒng)    1.1.2  系統(tǒng)工程    1.1.3　人機界面    1.1.4　載人航天器人機界面  1.2　發(fā)展概況    1.2.1　載人航天發(fā)展歷程    1.2.2　載人航天中人的作用與人機界面設計面臨的問題    1.2.3  當前現狀  1.3　研究內容與方法    1.3.1　研究內容    1.3.2　主要方法  1.4　人機界面工效學設計的發(fā)展方向    1.4.1  人機界面工效學設計的需求分析    1.4.2　發(fā)展趨勢  參考文獻第2章　人機界面工效學設計的基礎理論  2.1　人機界面分析    2.1.1  設計準則的確定    2.1.2　人機功能分配    2.1.3　德爾斐法　……第3章　乘員的生理及心理特征第4章　載人航天的環(huán)境約束條件第5章　艙內工作空間設計要求第6章　顯示器設計的工效要求第7章　控制器設計的工效要求第8章　載人航天器人機界面的工效學評價參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：自20世紀最后十年以來，俄羅斯發(fā)生了一系列重要變化，這同樣波及航天領域。10年來，航天領域的各類活動規(guī)?？s減到昔日的1／15。但近年來俄羅斯航天科學及制造業(yè)所積累的眾多寶貴經驗使得俄羅斯的航天工業(yè)能夠以最少的損失來應對不斷變化的形勢，并在主要領域保持自己的領先地位。俄羅斯的星城在培訓具體科考項目專業(yè)人才方面的領先地位堅不可摧，那里坐落著宇航員專業(yè)培訓中心，已培訓出數百名專業(yè)的航天員，目前該中心已開始對太空游客進行培訓。國際空間站的成功運作再度體現了俄羅斯在航天方面的權威地位，包括美國、歐空局、加拿大、日本等19個國家或組織的專家參與了空間站的設計工作。俄羅斯的“質子”、“聯盟”、“羅斯”以及美國的航天飛機為空間站的組裝及物質保障提供服務。2003年“哥倫比亞號”航天飛機失事后，美國的航天飛機便停止了飛行。國際空間站之所以能夠正常運作，主要歸功于俄羅斯的運載火箭發(fā)射計劃。正如原俄羅斯聯邦總統(tǒng)普京在與國際空間站成員連線通話時所強調的，“聯合我們的努力、經驗、知識與技術，就能在推進人類文明進程方面邁出新的一大步”。  2005年7月15日，俄羅斯聯邦政府正式批準了《2006年一2015年俄羅斯聯邦航天計劃》，計劃用10年時間，向航天部門投資3050億盧布（約合106億美元），以重現俄航天業(yè)的昔日輝煌。該計劃的主要任務是保障全俄境內的通信和電視轉播、完成國際空間站建設、發(fā)展載人太空飛行、推進空間基礎科學研究、為火星探測做準備等。其實施能確保俄羅斯世界航天大國的地位，保障俄羅斯航天技術的發(fā)展?jié)摿?，促進俄羅斯航天工業(yè)的發(fā)展和市場經濟的進一步完善。

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《載人航天器人機界面設計》：總裝部隊軍事訓練“十一五”統(tǒng)編教材。

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