Oavsett om det gäller affärs- eller privatresor, nu, mer än någonsin, tusentals amerikaner tillbringar sina dagar i luften. Medan de flesta flygpassagerare hoppas på maximal komfort under sina flygningar, flygbolag strävar efter att maximera sina vinster – ibland på bekostnad av passagerarnas utrymme.

Hur man möter flygpassagerarnas sätesbehov är inte något som har kvantifierats, så ett team av forskare vid Penn State gav sig i kast med att mäta sittplatser.

Genom Open Design Lab, ett forskningslabb som fokuserar på designproblem för mänsklig variabilitet, Elizabeth Miller, maskinteknik och Schreyer Scholar alumn, utsattes för bristen på förståelse kring design av flygplansstolar. Miller genomförde forskningen som en grundutbildning vid Penn State.

"När världen blir mer sammankopplad, flyget blir viktigare och viktigare för att hjälpa människor att komma till de platser de behöver. För närvarande, flygstolar har ett ganska negativt rykte och ger inte ofta kvalitetsupplevelser för passagerare, " Hon sa.

Millers kärlek till resor gav henne förstahandserfarenhet av detta. Att kunna förbättra sin passion utifrån genom människocentrerad designforskning fångade hennes uppmärksamhet och drev hennes intresse för projektet.

"Du kan fråga nästan alla som reser med flyg, de har förmodligen haft problem med att få plats i en stol eller så känner de någon som har, " sa hon. "Vi såg att ett gäng undersökningar fångade att människor förknippade olycka, obehag och missnöje med sitsstorlek. Vi ville förstå detta ur ett kvantitativt perspektiv."

Med ledning av labbchef Matt Parkinson, professor i teknisk design och maskinteknik, hon började undersöka hur man mäter sittplatser och de olika variabler som påverkar det. Dessa variabler inkluderar antropometri, eller kroppsmått; sätesdimensioner; plan lastfaktor; förhållandet mellan män och kvinnor; och kläder.

För att samla in kroppsmåttdata, Mjölnare, Parkinson och Samuel Lapp, doktorand i teknisk design, använde ett av det öppna designlabbets mest unika verktyg – dess virtuella population. Denna population skapas med hjälp av National Health and Nutrition Examination Survey, studier genomförda av Center for Disease Control för att regelbundet utvärdera olika hälsomått för amerikanska medborgare, och en antropometrisk undersökning av amerikansk militär personal. Mätningar från dessa undersökningar dras och bearbetas tusentals gånger för att skapa en genomsnittlig befolkning som är representativ för hela USA:s befolkning.

Genom SeatGuru, en webbplats som innehåller information om flygstolar, forskarna samlade in ekonomistolskarta och dimensionsdata från stora amerikanska flygbolag. Dessa siffror jämfördes med Human Factors and Ergonomics Societys riktlinjer för sittmiljö. Forskare mätte också manuellt sätena medan de flög för att bättre förstå hur armstöden relaterar till sätets bredddimension.

Eftersom urvalspopulationen är gjord av ett genomsnitt i USA, laget valde den klassiska ekonomin "tre-sits, gång, tre-sits, "24-rad, flygmiljö som amerikaner ser på en Boeing 737 eller Airbus A320.

"Majoriteten av befolkningen skulle flyga dit [ekonomin] och påverkan skulle vara den mest betydande eftersom platserna är de minsta [i ekonomin], sa Miller.

Efter att ha samlat in befolkningsdata och information om platsdimension, teamet använde en slumpmässig urvalsalgoritm i MATLAB för att välja ut en grupp passagerare från den virtuella populationen. Sätestilldelningar gjordes med hjälp av tre olika passagerarfördelningsstrategier - slumpmässigt, beteendemässigt och optimalt.

Som förväntat, den slumpmässiga konfigurationen tilldelar platser slumpmässigt. Tomma rader och passagerarnas beteende ignoreras. I beteendestrategin, platser tilldelas först med slumpmässig fördelning. När platser är tilldelade, passagerare omfördelar sig själva för att öka sitt personliga utrymme. Passagerare flyttas till tomma rader i närheten eller till gång- och fönstersäten för att hålla mellansätena fria, när det är möjligt. För den optimala strategin, passagerarna fördelas först till fönster- och gångsätena, för att maximera tillgängligt utrymme. Passagerare tilldelas endast mellansäten vid behov.

Vid platstilldelning, förhållandet mellan inkvarterade passagerare och det totala antalet passagerare på planet utvärderades baserat på individuellt rumsligt boende och kontextuellt boende. Boendet fokuserade enbart på höftbredd för studien och lyfte fram tre villkor – strikta, marginal och kompression. Strikt boende anger att ett flygblad definieras som inkvarterat om höftbredden är mindre än sittbredden. Marginalboende inkluderar ytterligare utrymme för kläder och rörelse. Kompressionsanpassning uppstår när en passagerares höftbredd minus en kompressionsmarginal är mindre än sätesbredden.

Forskningsresultat visade att boendet är som lägst när alla passagerare är kvinnor, eftersom män har 20 procent högre logigrad än kvinnor i en 400-millimeters sits.

"Kvinnliga passagerare tenderar att bli disaccommodated mer av stolens bredd eftersom kvinnor i genomsnitt tenderar att ha bredare höftandning, sa Miller.

Eftersom könsförhållanden inte är något som kan kontrolleras av flygbolag, teamet var mest intresserade av hur boendet kunde förbättras.

I förhållande till sätesmått, resultaten visade att fler passagerare kan rymmas om även den minsta ökningen i storlek görs till de minsta sätena. Men, om sätet redan är stort, Att öka storleken ökar inte nämnvärt antalet personer som den kan ta emot bekvämt.

Teamet tittade också på platstilldelningsstrategi och hur den kan användas för bättre boende. Resultaten visar att om passagerarna fördelas mer optimalt genom att dra fördel av tomma stolar och lämna mellansätena tomma så mycket som möjligt, fler människor får plats.

Verket publicerades i volym 62, Nummer 2 av Ergonomi .

Ytterligare arbete med att inkludera analys av axelbredd jämfört med sitsbredd och rumpa-till-knä-längd jämfört med sitsstigning slutfördes som en del av Millers examensarbete. För att ge ytterligare insikt om flygpassagerarboende, Miller anser att ytterligare arbete som relaterar komfort till känslor måste undersökas.

"Fit kan vara något som är så enkelt som hur breda höfter är och hur bred en sits är, men det viktiga här är också den mänskliga faktorn känslor och komfort och hur människor faktiskt känner, " sa hon. "Vi har det här numeriska sättet att mäta, men vi vill direkt koppla det till människors känslor."