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工业设计照亮大飞机的美

时间:2024-09-03

■文/潘友星

潘友星,就职于中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院。

作为中国“智造”的新名片,国产大型客机C919不仅拥有先进的气动布局、结构材料和机载系统,美观的外形和新颖的概念设计也让它包揽了二十余项相关专利,斩获各类工业设计头奖。在民用飞机设计师眼中,工业设计犹如一面明镜,成功照亮大飞机的美。

工业设计:用“艺术和美”使产品升华

说起工业设计,大多数人会认为它就是“工业”和“设计”的简单组合,即“工业设计=工业+设计”。事实上,工业设计包罗万象,涉及范围很广,小到牙签,大到飞机,只要与人类生活相关的产品,都在它的范畴内。

究竟什么是工业设计?历史上,工业设计起源于“包豪斯(Bauhaus)”——德国魏玛市的一家公立设计学院的简称。包豪斯是世界上第一所完全为发展现代设计教育而建立的学院,它的成立不仅标志着现代设计的诞生,也推动了后来工业设计的发展。

传统的工业设计主要是指对以工业手段生产的产品所进行的规划与设计,使之与使用的人之间取得最佳匹配的创造性活动。后来,随着市场经济的发展,当物质水平达到一定程度后,人们开始更加关注精神需要,工业设计的内涵也由此而变得更加广泛和深入。

“现代工业设计是集科学和艺术为一体的综合性的设计方法,它贯穿于产品研制的全生命周期,注重运用创造性的设计思维,将造型美学、工程技术、生产制造、市场营销与系统决策结合起来,通过创意设计提升产品的精神价值,以便更好地服务于广大的消费者和使用者。” 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院(以下简称“上飞院”)驾驶舱部客舱集成和装饰设计室主任伍志湘对工业设计的内涵有自己的见解。她认为,工业设计体现在民用飞机设计上,就是运用工业设计的理念和方法来设计飞机。一般而言,从飞机的外观到内部设施等一切涉及乘客使用及肉眼可见的地方,几乎都是民用飞机工业设计需要考虑的范畴,都需要通过“艺术和美”的工业设计手法使之既满足使用者对其功能性的要求,又能满足人们审美的精神需要。

“随着民用飞机技术和功能的不断成熟,工业设计对于提升飞机艺术美感的重要作用将更加明显。”设计师庄多多解释说。他认为,工业设计还有助于彰显飞机的安全品质,质感优秀的飞机内饰能让乘客更具安全感。

飞机涂装设计:令飞机美到360°无死角

飞机的外部涂装设计并非简单地设计几根线条、做几个色块、写几个字。涂装设计应具有高辨识度和一定的视觉冲击力,能够作为飞机的有力标志进行推广,提高品牌的认知度和影响力。方案设计应与外形有机结合,增加人们对C919飞机气动外形的科技与美的感受,符合覆盖产品生命周期内较为经典和持久的审美情趣,具有品牌各机型系列化特征,具有持续的可识别性和可设计性。“比如,C919飞机的四大风挡和翼梢小翼等设计亮点,我们在进行涂装设计时就要突出它们,这在总装下线那天,体会尤为明显,无论从哪个角度看,C919都是美的。”设计师王乐宁自豪地说。

在性能相同的情况下,外观设计越漂亮的飞机往往越占销售优势。但是,想要设计出既漂亮又大方的飞机外部涂装也并非一件容易之事。“拿大飞机上的‘C919’这几个字来说,总装下线定稿前,我们前后总共设计了二十多套方案,每一根线条,每一种颜色,每一个字都反复进行过上百次设计修改,直到以最挑剔的眼光也挑不出问题才算完成。”设计师赵雯介绍说。

关于飞机的外部喷漆,设计师吴海伦介绍说,C919飞机的喷漆比ARJ21-700飞机的试飞机的外部要明亮和通透,这是因为在工艺选择上,C919飞机选用了安全环保、更薄更轻的“水基漆”。相比传统涂料,水基漆不仅可以大大降低挥发性有机化合物的排放,保护喷涂操作人员,在质量、色泽和光感上也更具优势。许多设计师坦言,他们以钢琴的表面为参照去选择C919飞机的外部喷漆。

在飞机外部涂装设计上,还有一个重要的环节——标记和标牌的设计。民用飞机设计师坚持用美学的思想去设计标记、标牌,使其既符合规定要求的标注位置,又能突出标记、标牌的统一化和可读性。在设计方案的验证上,设计师陈凡通过仿真手段辅助对标记、标牌的验证识别,让决策者可以1∶1身临其境地感受设计方案,并快速地将设计更改体现在方案里。

驾驶舱内饰设计:贯穿“整洁”与“现代”

驾驶舱作为飞机上的控制与操作中心,其工业设计的好坏将影响飞行安全。为此,民用飞机设计师必须综合运用人机工程学、设计心理学等原理,根据飞行员处于静止和操纵飞机活动时身体结构、活动范围、视觉和心理特性等要素来设计各种仪表、仪器、按钮、控件的形状和大小,并对它们进行合理布局。

C919飞机驾驶舱内饰设计开始于2009年,是在经过第一轮工程样机的设计制造评估后明确开展的。由于当时没有选择供应商,所以主要以自我设计为主。据伍志湘回忆:“第一次进行C919飞机驾驶舱内饰设计时,由于没有考虑到整合性,直接使用了很多ARJ21-700飞机的货架产品,结果设计出来的驾驶舱并不美观,部件各具形态。”后来,C919飞机驾驶舱工业设计方案是在综合了展示样机、工程样机几轮方案设计后,于2011年3月迎接工业和信息化部对驾驶舱的一次评估中初步确定的。

C919飞机驾驶舱工业设计特别强调“集成”的概念,注重从用户的角度出发,综合考虑用户的工作流程和行为习惯等因素进行设计。大到驾驶舱内T形区、操纵台的布局,小到一个操纵杆或按钮能否让飞行员握得舒服,这些都是在进行驾驶舱内饰设计时设计师需要考虑的问题。例如,考虑到驾驶舱内男性飞行员居多,设计师在进行C919飞机舱内设计时就较多地选用了比较硬朗的“切角直线条”,并将斜切面元素贯穿设计始终,最后配以深棕色及棕米色的壁板,凸显C919飞机驾驶舱的规划性和秩序性,给人一种稳重感和科技感。

在驾驶舱内饰设计的“安全性”保障上,C919工业设计团队严格贯彻了2008年美国联邦航空管理局(FAA)颁布的FAR25部第25-127号安保事项修正案,在设计时从布置和材料两个方面对C919飞机驾驶舱加以保护。从布置上来说,设计师充分考虑了驾驶舱防侵入及最小风险炸弹位置等因素,舱内避免出现能够存放具有一定尺寸的危险品或爆炸物的空间,在进行空调等设计、设备安装和管线布置时尽量避开危险点,降低炸弹爆炸造成的影响。

在驾驶舱门及操作界面的选材上,设计师会选择不易变形的材料,驾驶舱门及门两旁包括驾驶舱区域的厨房及盥洗室的前壁面选择具有防子弹穿透能力的材料,即使像AK47突击步枪这样的枪械子弹也不能通过壁板穿到驾驶舱,伤害到飞行员及飞行仪表。此外,驾驶舱门及厨房、盥洗室壁板间的无缝衔接设计也是驾驶舱内饰设计的一大亮点。

驾驶舱的内饰设计先后获得8项相关专利,是集智慧、科技与舒适为一体的舱内设计。未来,智能驾驶舱也有望成为可能。智能驾驶舱的设计将具有简洁、智能、互联和安全的特征,有望极大地降低飞行风险和减少驾驶员的操作。

C919飞机客舱情景照明设计

C919飞机旅客服务装置设计

C919飞机入口区U形灯设计

客舱内饰设计:让旅客放心、舒心

如果说外部涂装设计是大飞机的高级定制礼服,那么客舱集成和内饰设计就是大飞机华丽精致的妆容。客舱是除少数专业人员外广大群众最直接接触的部分,每名乘客踏入飞机内的第一个最直观的感受就来自客舱内饰的整体造型所带来的空间印象和舒适度。如何让乘客长时间坐在座位上而不感到疲劳和无聊,是飞机客舱内饰设计追求的目标。伍志湘说:“C919客舱的内饰设计以圆润、和谐定义其设计语言,通过圆润的造型及和谐明亮的色彩搭配,赋予客舱宽敞、自然的乘机效果,让旅客乘坐放心、舒心。”

区别于驾驶舱的内饰设计,设计师在定义客舱内饰“圆润”的设计语言时,考虑到旅客登机多数希望获得温暖的空间感受,因此在客舱内饰的线形设计上选择了大圆弧、大圆角的线形,增强了客舱内的空间感。“和谐”的设计语言则是为了避免飞机因客舱的圆筒形态带给旅客的压抑感。在设计过程中,设计师尽量保证客舱内的所有线形走向,设备、控件的位置摆放等都是一致的、有规律的、有韵律感的,这样的设计可大大降低旅客的烦躁情绪,让旅客乘坐更加舒心。

旅客服务装置(PSU)作为客舱中的重要设备,是乘客与飞机的主要交互设施。C919飞机工业设计团队为了打造精品客舱,从2012年起,用了3年的时间进行了5轮19个PSU方案的设计和论证,最终运用了创新的设计思维和集成化的设计思路,打造出一套集成式旅客服务装置设计。该设计首次把出风嘴和个人阅读灯进行了集成,使原来的6个模块单元整合为3个,使人机界面更加简单、清晰。此外,设计师首次在PSU中加入了情景照明功能,提升了客舱的环境品质。

在客舱内饰的细节设计上,设计师也煞费苦心,精益求精。为了听取客户的意见,捕获客户需求,C919飞机客舱内饰设计团队多次组织C919飞机客舱工业设计方案评审,邀请C919飞机首家用户东方航空公司和潜在客户南方航空公司、中国国际航空公司的客舱运营部门参与方案评审,讨论飞机客舱内饰的细节表现,让客户从设计就开始参与产品的方案定义。

C919飞机前服务区天花板采用U形顶灯照明,形似中国商飞英文缩写“COMAC”首字母“C”,既融合了公司文化特征,又增强了视觉导向性。在座椅面料、出风格栅等处采用中国元素,体现中国文化。客舱内部照明,包括厨房、盥洗室、旅客服务装置都采用LED照明和情景照明技术,既延长了使用寿命,又降低了功耗。

在第十七届中国国际工业博览会上,C919飞机获得工业设计金奖,再一次证明了C919飞机的“高颜值”。良好的工业设计不仅提升了飞机的技术性能,还提升了飞机的美学品质,促进了飞机品牌形象的构建,对于一款飞机的市场成功和商业成功都有着重要的意义。作为大飞机首席“服装师”和“化妆师”的上飞院设计师们,正在一笔一画用心设计着祖国大飞机的模样,不断提升大飞机由里到外的“品质”和“颜值”。

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