航空母舰上的“生动先生”

（文 / 宋晓军）

( 1月10日，正式服役的“布什号” )

与最近中国媒体上的“航母热”相比，美国海军的第10艘“尼米兹级”，也是目前最大的航母——“布什号”在5月11日交付海军一事，在美国媒体上可谓是悄无声息。截至5月14日中午，在美国最大的军事论坛上“布什号”交付海军的新闻下面，也只有区区4条留言。美国军事迷对“布什号”建成并交付海军所表现出来的冷淡，显然与自2001年1月26日海军与诺斯罗普·格鲁曼公司签订建造合同后，将早期设计人员提出的3800项新概念设计砍到了只剩下360项有关。但尽管如此，“布什号”在建造过程中的一些细节，对中国那些热衷于讨论建造航母的人而言，还是很有借鉴意义的。

“如果‘生动先生’做不到，就没有人能做到。”这是诺斯罗普·格鲁曼公司资助的作家彼得·迪亚尔丹（Peter Dujardin）在两年前一本介绍“布什号”建造过程的书中，引出“生动先生”时写下的第一句话。“生动先生”是设计人员专门为建造“布什号”而设计的一个虚拟人物，这位身高6英尺的“生动先生”可以做包括行走、坐下、伸展手臂、蹲下等真人所能做的肢体动作，而且他的各个关节与真人关节的弯曲、旋转限制是一样的。在航母各个虚拟的三维舱室中，“生动先生”作为检测手段之一，要到处行走并尝试对设备进行操作。如果“生动先生”在行走时头部碰到了上面悬置的设备，那就说明这个设备设计得可能太低，这种被称为“犯规”的设计可能就需要调整，而当“生动先生”伸出手臂试图操纵某个阀门时，如果碰不到或让关节旋转、屈伸困难，这同样属于设计“犯规”的范畴。

“生动先生”软件开发于上世纪70年代，当时开发的目的，主要是用于设计航母上一些设备多而空间有限的舱室。比如在设计废水处理的舱室时，大量的管道在舱内既要解决配重而均匀布置，又要留出足够舰员行走的通道，因此才设计了“生动先生”作为参照。当然，与民用工业产品这几年越来越流行的“人性化设计”趋势相比，把“生动先生”用于整个“布什号”航母的舱室设计似乎显得有些“落伍”，但把工业产品中的“人性化设计”变成一门科学的，恰恰是源于军舰。

既要合理地布局装载各种设备、武器，又要为操纵这些设备、武器的人提供一个最佳的工作、生活环境，是军舰实现其在海上作战功能的前提。由此，将“人—机—环境系统工程学”应用于舰船的一门边缘科学从上世纪60年代后就开始逐渐形成了。在形成发展的过程中，根据收集对军舰的性能评估，集中在“人”上的问题越来越多，归纳起来可分为三类，即：人与环境的相关，人与设备的相关，人与信息及其控制的相关。第一类问题是指在军舰上的工作环境、居住休息环境和特殊环境（事故和作战）中，对影响人的因素的控制和规避。如对空气中噪声的控制和规避，在舱室噪声控制中往往按语言交流距离的清晰度采用分类控制，对各类空气中的噪声限值都有明确规定。再如航母甲板工作人员对空气噪声的规避，一直是航母面临的难题。如美国航母上数量最多的F-14C/D和F-18C/D舰载机，在弹射起飞和阻拦着舰时产生的噪声高达140～150分贝，远远超过国防部职业安全和健康指令规定的85分贝，虽然甲板人员都戴上了双层护耳（耳罩和耳塞），但也只能减少30分贝，为此，目前海军航空司令部正在研制与耳道更加吻合的耳塞。目前“布什号”航母上运用的“生动先生”设计，显然是为了解决第二类问题的。这类问题一般是指人在军舰上处于某种位置和姿态时，与其发生相关的设备是否使人舒适及减少生理消耗，如果设备达不到规定的舒适度和生理消耗值，就要对设备进行重新设计。第三类问题是指人通过对信息的感知和思维，让设备更适合人的心理和生理，从而使人的脑力和体力达到效率最大化。比如为“布什号”新设计的武器升降系统，就增加了传感器和电脑控制的故障诊断功能，替代了原来要靠人工查找故障的方式。

事实上，设计、建造航母是离不开研究“人—机—环境”三者在航母这个闭环系统中的最佳组合的。当了解了这一点后，你再与人讨论建造航母时，也许会谈到更注重人性化设计的3G手机在中国市场上的惨烈厮杀，让人感觉你说的更加生动。■ 美国航空母舰航母海军航空母舰先生生动