李杰　解江　袁鹏　冯振宇

【摘 要】本文以优化某航空座椅约束系统为目的，建立了某假人/座椅约束系统多刚体模型，运用MADYMO软件进行分析。首先运用某机型座椅坠撞试验数据进行比照，验证建模方法的有效性。其次建立某型座椅模型进行坠撞仿真试验。最后，采用正交试验极差分析法，设计五因素四水平试验方案，对该航空座椅进行优化设计。最终结果表明：该优化设计方法使得乘员的脊椎载荷减小了11.14%，显著降低了乘员的损伤风险。

【关键词】坠撞；航空座椅；正交试验；仿真

0 引言

对航空事故的调查表明，如果飞机结构设计过程中考虑坠撞安全性因素，那么92.8%的坠撞事故都将是可生存或部分可生存的，从而可以大大提高乘员的生存率[1-2]。对于民用飞机而言，除了满足基本的飞行要求以外，还必须具有很高的可靠性和安全性，因此开展飞机结构适坠性的研究非常必要。在飞机发生坠撞过程中，主要利用机身底部的吸能结构，来减缓吸收坠撞的冲击能量，从而保证飞机结构的完整性。然而，从提高乘员的生存率的方面考虑，座椅系统是关键设备，对乘员的安全有重要影响。

国外对于航空座椅及假人动态响应进行了大量的研究，尤其是包含假人/座椅系统的整机坠撞研究。1995年，E.Schuller等人根据9g静力试验和16g动力试验的要求对座椅的稳定性和乘客的保护措施进行研究，结果表明严重撞击引起的座椅变形，将会影响乘员的生存和逃生空间[3]。2006年，Patil A.A对儿童座椅及约束系统的建模和性能进行了评估，其利用Hypermesh和MADYMO程序对两种儿童座椅进行有限元建模，并进行了动力学仿真，最终证明了模型的有效性。……