在可生存飞机坠撞事故中,航空座椅/乘员约束系统对保护乘员安全具有重要作用。与航空座椅相关的适航要求较多,仅依靠滑台冲击试验进行符合性验证,适航取证周期长,费用高。采用数值分析方法可以缩短取证周期,精确的数值分析可以部分替代试验。本文利用有限元方法建立双排航空座椅/乘员约束系统数值模型,识别不同因素对乘员头颈部损伤的影响,为航空座椅设计提供参考,为应急着陆情况下乘员保护提供建议。论文首先建立撞击A/B区和C区的双排航空座椅有限元模型,并开展滑台冲击试验进行验证。通过比较试验与仿真分析中假人的运动姿态、假人头部重心加速度、头部HIC值、头部撞击时刻、碰撞位置以及股骨轴向载荷,验证了模型的有效性。其次,对比了撞击椅背不同区域时乘员头颈部损伤的差异,分析了吸能装置的吸能过程与乘员头部损伤的关联机制,研究了吸能装置几何构型对乘员头部的损伤影响,在此基础上提出了一种可以减小动态冲击过程中乘员损伤的新构型。研究了安全带佩戴在腰部不同高度对乘员头颈部损伤的影响,分析了安全带贴合度对乘员头颈部损伤的影响。随着佩戴高度增大,乘员的头颈部损伤变大,h为115mm时头部损伤为594.9,比h=85mm时大4.8%,Nij值由0.798提高为0.865。安全带与腹部间距达到20mm时HIC增幅较大,比间距为15mm时增大19.3%。最后,以吸能式椅背为研究对象,对比分析了直立式坐姿与4类防冲击姿势的乘员损伤,其中头顶式防冲击姿势对乘员头颈部防护效果最佳。以全锁型椅背为研究对象,分析结果表明碰撞全锁型椅背后乘员头颈部损伤比碰撞吸能式椅背严酷,碰撞全锁型椅背时采用防冲击姿势仍然有效。研究了乘员小腿摆放的前后位置不同对不同防护姿势与不同体型乘员头颈部的损伤影响。对50th百分位乘员而言,小腿后移之后采用防护姿势仍然具备防护效果,小腿中立比小腿后移更安全;对95th百分位乘员而言,小腿前伸HIC值较大,而小腿中立存在二次损伤的风险。