随着城市空中出行（UAM）概念的出现，电动通用航空（EGA）逐渐成为城市和旅游短途出行的关键解决方案。电动通用航空飞机的特点是噪音低、零排放和部署灵活，特别适合城市间的短途连接、风景区的观光飞行、岛屿间运输以及山区穿越等高频出行场景（Cohen等人，2021年；Pons-Prats等人，2022年）。目前，全球众多航空航天技术企业正在加速EGA原型的开发及其适航性认证过程，并积极探索将其整合到旅游运输系统中（Palaia等人，2021年；Garrow等人，2021年）。经过认证的电动固定翼教练机已经应用于飞行员培训和试运行中，而乘客用eVTOL飞行器也在以旅游为导向的航线上进行评估，这表明电动通用航空正从原型演示阶段迈向早期实际应用阶段，从而提高了座椅舒适度和客舱人体工程学的重要性（Su等人，2024年，Su等人，2024年）。
在这种背景下，提升客舱内的乘客体验——尤其是身体舒适度和感知控制——已成为设计优化的关键目标。乘坐舒适度是感知服务质量的核心决定因素，受座椅结构、可用调节机制以及更广泛的客舱界面的影响（Esposito等人，2023年；Cuomo等人，2025年）。先前的研究表明，在紧凑的客舱配置中，改进座椅设计可以增加感知到的支撑、放松感和疲劳管理（Pei等人，2020年；Liu等人，2020年；Eversdijk等人，2024年）。然而，许多电动飞机采用空间极为受限的客舱设计，乘客在飞行过程中大部分时间都处于坐姿，一些平台的姿势调节能力仍然有限。在这种限制下，乘客往往保持相对静态的坐姿，这可能导致座椅-身体界面持续受压，并引发局部压力集中和疲劳。即使大范围的动作不切实际，小幅度的身姿调节仍然是可行的，并且可以显著改变界面压力分布（Akkarakittichoke和Janwantanakul，2017年）。因此，坐姿以及支撑座椅的结构和调节特性成为界面压力分布和座椅舒适度的关键决定因素（van Veen和Vink，2016年）。在这种受限布局中，管理和重新分配座椅-身体界面的身体压力成为一个实际问题（Akgunduz等人，2014年）。对于以旅游为导向的运营而言，这一点尤为重要，因为身体疲劳和能量消耗已被证明会影响满意度和感知舒适度（Su等人，2024年，Su等人，2024年）。
美国联邦航空管理局（FAA）发布的《联邦航空法规》第25部分规定了座椅结构强度、抗冲击性和座椅布局中的最小安全间隙要求（Park等人，2018年）。然而，这些监管框架主要基于传统运输场景，这些场景中的乘客通常保持直立姿势，座椅结构也较为刚性，因此可能无法充分反映非中性姿势、柔性座椅系统以及新兴EGA客舱中的人体测量变异性的综合影响（Sharafkhani等人，2020年；Cun等人，2021年；Martins等人，2025年）。随着EGA飞机越来越多地用于低空观光和长时间飞行，乘客在空间受限且相对静态的客舱环境中更加依赖座椅舒适度和支撑结构，这反过来对座椅调节功能提出了更高的要求（Kilincsoy等人，2016年；Varela等人，2019年）。因此，需要基于三种代表性体型的符合人体工程学的模型来量化界面压力分布的趋势，并据此制定相应的调节策略（Akgunduz等人，2014年）。
P5、P50和P95是人体工程学研究中最常用的人体测量百分位数，分别代表小型、中型和大型体型，合计覆盖了超过90%的目标人群（Kilincsoy等人，2016年）。对这些体型的系统分析可以提高座椅调节策略的适应性和包容性，从而提高人机产品的兼容性和整体用户满意度（Gupta等人，2018年）。这种方法对于电动通用航空飞机中的紧凑型观光客舱尤为重要，因为空间限制需要针对性的调节策略（Porta等人，2019年）。
关于座椅舒适度的现有证据主要来自汽车领域和长途商用飞机，对于用于观光运营的小型电动通用航空平台来说，这些证据提供的直接指导有限（Yao等人，2023年；Li等人，2024年）。由于小型电动飞机的结构和质量限制，舒适度决定因素及相应的内部和座椅设计要求可能无法直接应用于大型运输飞机。尽管如此，系统的人体工程学研究仍然很少，这些研究量化了如何在EGA客舱中调整座椅姿势和位置以实现最佳负荷分布，尤其是在低空旅游场景中。
此外，许多关于乘客座椅的人体工程学研究一次只调整了有限的设计变量，并且严重依赖主观不适评分。即使包括了客观验证，也通常仅限于分析一组压力映射摘要指标。虽然这种主要基于单变量的工作流程可以直观地对比不同因素，但它们无法全面反映多个调节因素如何共同影响座椅-身体界面的高维压力分布（Zhao等人，2020年）。此外，单独使用的主观评分容易受到情境影响和期望效应的影响，在不熟悉或新奇的环境中可能会引入系统偏差（Huo等人，2025年）。
尽管如此，客观的界面压力测量结果已被反复证明与感知舒适度和不适度相关，尤其是通过平均压力、峰值压力和接触面积的综合表现（Bao等人，2021年）。然而，即使在飞机座椅研究中，关于哪些压力映射指标和分割策略最能有效地评估长时间坐姿的影响，目前仍缺乏共识，因此跨研究的比较也受到限制。最近的研究继续探索如何将压力分布与更全面的分析方法相结合以预测不适度，这表明在电动通用航空等新兴客舱配置中，多因素、多变量舒适度分析的方法学需求仍然未得到解决（Vanacore和Ciardiello，2025年）。
为了解决这一方法学问题，本研究应用ANOVA-同时成分分析（ASCA）来量化座椅调节因素对座椅-身体界面压力分布的多变量影响。通过保留实验设计的因子结构并总结协调的多变量响应模式，ASCA能够解释每个调节因素如何重塑整体压力分布轮廓，而不仅仅是孤立的单变量指标（Smilde等人，2005年；Jansen等人，2005年）。
最近的研究表明，基于ASCA的方法可以从复杂的多变量数据集中提取结构化模式。同时，ASCA也被应用于涉及高维输出的设计实验的工程应用中，例如在基于光谱的过程监控和质量评估中，以将系统的多变量变化归因于控制因素及其相互作用（Dias等人，2024年）。在一项姿势控制干预研究中，Lehmann等人应用ASCA同时分析了多变量平衡性能结果和前额fNIRS反应，发现平衡训练改善了姿势控制，并且前额激活减少与更高的平衡性能相关（Lehmann等人，2025年）。基于这一证据基础，将ASCA应用于电动通用航空飞机客舱中的身体压力分布数据，可以实现对多变量因素效应的设计意识解释，并支持开发可转移和通用化的调节模型。
因此，为了研究多参数座椅调节如何影响EGA客舱中的乘客压力分布和舒适度，本研究开发并验证了一种基于身体压力的多因素座椅调节策略，明确考虑了人体测量变异。基于此，本研究做出了三项贡献：首先，它针对一个新兴的应用领域，系统研究了在旅游导向使用场景下的小型电动通用航空飞机中的乘客座椅舒适度，从而为快速发展的低空经济提供了早期的实证证据；其次，它引入了ANOVA-同时成分分析（ASCA）框架来量化多个调节因素对压力分布的多变量影响；尽管ASCA已在其他高维设计实验中得到广泛应用，但在人体工程学座椅数据集（特别是压力映射数据）中的应用似乎仍然有限；第三，该研究通过使用Borg CR10量表进行验证测试，将这些客观压力分布模式与主观反应联系起来，并提出了针对不同体型的调节建议。通过这种方式，它为紧凑型飞机客舱提出了一种分层调节策略，其中姿势是负荷重新分配的主要驱动因素，而座椅轨道位置则是舒适度优化的次要微调机制。
