1.3 Нарушение пространственной ориентировки (пространственная дезориентация)

Нарушение пространственной ориентировки может выразиться у пилота в ее потере (пространственная дезориентация), особенно при отсутствии визуальной видимости естественного горизонта, что является одной из самых опасных ситуаций в полете. Под пространственной дезориентацией обычно понимается состояние, характеризующееся неправильным представлением экипажа о положении и движении воздушного судна в пространстве, а также о величине и направлении изменения пилотажно‐навигационных параметров.

Различают полную и частичную потерю пространственной ориентировки.

Полная потеря пространственной ориентировки – это потеря представления о положении воздушного судна относительно земли и других внебортовых ориентиров и, как следствие, невозможность его восстановления. Это приводит к столкновению воздушного судна с землей.

Частичная потеря пространственной ориентировки – это потеря контроля за динамикой отдельных параметров полета, характеризующих перемещение воздушного судна в трехмерном пространстве. В качестве признаков частичной потери пространственной ориентировки могут рассматриваться такие действия пилотов, как выполнение поисковых движений органами управления воздушного судна при попадании в сложное положение, попытки вывода из пикирования без устранения крена, отсутствие попыток уменьшения оборотов двигателей при интенсивном нарастании скорости на снижении, действия органами управления без учета опасности выхода за пределы установленных ограничений, некоординированные движения органами управления при выводе из сложного положения, которые могут иметь место даже в полетах днем в простых метеоусловиях. Этому способствуют неправильное распределение и переключение внимания при выполнении пилотами совмещенных действий, ошибки в считывании показаний приборов. Частичной потере пространственных представлений может также способствовать недостаточная информационная обеспеченность психических процессов ведения пространственной ориентировки из‐за отказа пилотажно‐навигационных приборов или эргономических особенностей воздушного судна, проявляющихся в конструктивно предусмотренных ограничениях информационного поля рабочего места пилота. Это затрудняет формирование полноценного образа полета и прогнозирование изменений пространственного положения воздушного судна.

Пространственная дезориентация неизбежно приводит к более или менее продолжительному времени бездействия (или ошибочным действиям, часто усугубляющим ситуацию) экипажа, в течение которого воздушное судно может превысить эксплуатационные пределы скорости, устойчивости, управляемости и других параметров, тогда вывод в безопасный полет становится практически невозможным. Установлена следующая типология нарушений пространственной ориентировки. К первому типу относятся неосознанные (нераспознанные) нарушения пространственной ориентировки, когда летчик может не осознавать возникновения условий, определяющих утрату пространственных представлений и не отдавать себе отчет в ошибочности восприятия пространственного положения. При этом он не подозревает о наличии опасного состояния и не испытывает психического конфликта, В этих условиях летчик целиком доверяется неинструментальным сигналам, поступающим по каналам зрительного, вестибулярного анализаторов и других органов чувств.

Второй тип характеризуется осознанными (распознанными) нарушениями пространственной ориентировки, сенсорный конфликт узнается правильно. Летчик осознает нарушение восприятия пространственного положения и сохраняет способность к проверке положения по приборам. При этом испытывает конфликтное психическое состояние между ощущаемым пространственным положением своего тела и показаниями авиагоризонта. В создавшихся условиях летчик на основе целенаправленной сравнительной оценки визуальной информации, поступающей от внекабинного пространства и приборов, восстанавливает правильное пространственное положение.

К третьему типу относятся нарушения пространственной ориентировки, которые сопровождаются утратой работоспособности летчика. При дальнейшем развитии сложившейся ситуации нарушения в правильности восприятия пространственного положения выражены настолько, что летчик теряет способность адекватно управлять воздушным судном. Конфликтное психическое состояние оказывает парализующее влияние на восприятие пространственного положения, при этом пилотажные эволюции ВС принимают бесконтрольный характер. В результате рассудительная взвешенная оценка пилотом пространственного положения и правильная переработка приборной информации становятся невозможными.

Важнейшей характеристикой нарушений пространственной ориентировки является их осознание летчиком.

Примером осознаваемой дезориентации может служить феномен, называемый летчиками «разбежались стрелки». Это означает, что по показаниям приборов летчик не может составить представление о пространственном положении воздушного судна. Неосознаваемая дезориентация может привести к столкновению воздушного судна с землей при полной уверенности летчика в «нормальности» параметров полета.

Что касается случаев частичной потери пространственной ориентировки, то при расследовании авиационных происшествий и анализе инцидентов они вообще не рассматриваются, а, как правило, отождествляются с ошибками летчика: неправильным распределением внимания, нарушением техники пилотирования, невыдерживанием дистанции, недооценкой высоты превышения над препятствием, недостаточным визуальным контролем внешней обстановки и т. д.

Между тем для предупреждения подобных ошибок (а, следовательно, и дезориентации) очень важно выявить условия, провоцирующие эти ошибки, и причины, по которым нарушения пространственной ориентировки не осознаются пилотами.

Выделяется целый ряд факторов и условий, при действии которых повышается риск потери пространственной ориентировки. К ним, прежде всего, следует отнести несоблюдение правил и принципов пространственной ориентировки (таблица 1.1).

Установлены также и другие причины, факторы и условия. К ним относятся феномены: мнимой оптимизации; доминантного состояния, преждевременной психической демобилизации, дремотного состояния, психической оглушенности, сознательного искажения мотива, привыкания к опасности, низкой психической готовности, недоверия и т. д.

В свою очередь, отмечается, что причина есть побудитель возникновения дезориентировки, а условие – это среда, в которой такая потеря пространственной ориентировки может осуществляться. Разнообразие причин и условий потребовало разработки их классификации, в соответствии с которой они подразделяются на следующие: психологические, связанные с особенностями деятельности; психологические, связанные с личностными особенностями; медико‐физиологические; организационно‐педагогические; эргономические; аэродинамические; метеорологические; экологические (состояние пространства полета); условия деятельности летчиков; условия полета.

Таблица 1.1.

Факторы и условия, которые повышают риск потери пространственной ориентировки

В целях предотвращения нарушений пространственной ориентировки разработаны следующие правила пилотирования:

– при подходе к облачности пилот должен заранее перейти на пилотирование воздушного судна по приборам и вход в облачность произвести в установившемся режиме полета;

– при полете в облачности, имеющей просветы, пилотировать только по приборам, так как отвлечение от их показаний может привести к возникновению иллюзий;

– избегать резких вводов в криволинейный полет и выводов из него (для предупреждения возникновения иллюзии крена), а также значительных скольжений, способствующих возникновению иллюзий крена с противоположным скольжению знаком.

Применение в летной практике знаний, касающихся особенностей формирования пространственной ориентировки, помогает летным экипажам не терять навыка, а в случаях ее потери быстро восстанавливать.

1.4 МатериалЫ зарубежных исследований по проблеме пространственной дезориентировки

По данным зарубежных исследователей пространственная дезориентация (ПД) – это нормальная реакция человека на перегрузки в полете, которая ежегодно обходится более чем в $300 млн. американским военным [87,103,124], эта сумма соизмерима с потерями гражданской авиации [158,174].

В последнее десятилетие, несмотря на рост исследований [154,155], показатель аварий в связи с ПД не снизился.

Серьезность явления ПД для безопасности полета преувеличить невозможно. Из 323 самых серьезных происшествий (класс А) в ВВС США за период 1991–2000 гг. 20,2 % связываются с ПД [87, 103]. Часто происшествия ПД носят фатальный характер, насчитывая около 40 унесенных жизней в год в американских ВВС, ВМС и армии вместе взятых [96, 97, 124, 140]. 89 % событий ПД в авиации общего назначения имеют фатальный исход [130, 146]. Уцелевшие – это, как правило, летчики без права полета по приборам, оказавшиеся в сложных метеоусловиях, попытавшиеся завершить полет, которым часто просто посчастливилось остаться в живых. Согласно оценкам [110, 126] в ПД‐инцидентах побывало примерно 80 % летчиков, хотя многие из них обычно не вели к авариям.

В отношении преобладания ПД‐происшествий оценки значительно разнятся [116, 138, 139], а также считалось, что большинство опубликованных оценок ПД слишком умеренные. В работе Gillingham, Previc [117] отмечается, что проблемы с засекречиванием происшествий указывается, что число ПД‐происшествий в ВВС США в 2–3 раза больше, чем по официальной статистике. Показатель ПД‐происшествий для ВМС США [128] может вдвое превышать статистический, учитывая 26 % от общего количества происшествий класса А [157,173], с человеческими жертвами в три раза больше, чем в происшествиях, не связанных с ПД.

В работе Lyons et al. [139] обсуждается несколько проблем классификации, которые они отметили по данным о происшествиях ВВС США, включая свою неудачу выяснить связь ПД с происшествиями, когда вовлеченные продолжали визуальный полет в неблагоприятных метеоусловиях. Они отмечали также, что простое изменение в документе, сообщающем о летном происшествии, возводило присваиваемую летному происшествию категорию в ранг ПД. Если в прежней форме документа с исследованием летного происшествия перечислялись на выбор ‘визуальные иллюзии’ и ‘дезориентация/головокружение’, в новой форме они заменены ныне принятыми типами ПД. Когда в форме перечислили три типа ПД, то выбор ПД в качестве причинного фактора при навигации на малых высотах возрос с 7 % по старой форме (1986–1989) до 67 % по новой (1990–1991). Одним из основных преимуществ новой формы стала перечисляемая ‘неосознанная ПД′ (Тип 1). Это изменение безоговорочно способствовало выбору ПД как имеющей место в происшествии в том случае, когда летчик не сообщал, что испытывал отчетливые и осознаваемые вестибулярные иллюзии, однако испытываемые им перегрузки и предпринимаемые действия, указывали на его пространственную дезориентацию [90, 91, 92, 93, 95].

В работе Gillingham [116] подведен итог 633 происшествий класса А для самолетов ВВС США за период 1980–1989 гг. За этот срок 356 происшествий были ‘связаны с действиями’, 81 – ‘связано с ПД’ и 263 – ‘связаны с LSA’. Однако было 270 происшествий, где были упомянуты ПД и LSA как способствующие факторы. Следовательно, 351/633, или 55 % происшествий, были связаны с ПД.

Были проанализированы [99] связанные с ПД происшествия в канадских ВВС. Были собраны 145 отчетов о летных происшествиях категорий А, В и С. Оказалось, что за период 1982–1992 гг. в 14 из 62 (23 %) летных происшествий категории А в качестве возможного причинного фактора отмечалась ПД; во всех, кроме двух из 14, летных происшествиях ПД авиаторами не распознавалась.

В одной из работ автор Davenport [103] рассмотрел следующее поколение исследований летных происшествий в ВВС США и скомпилировал сведения по ПД за 1991–2000 гг. В его отчете сравниваются сфера действия и серьезность ПД с другими трагическими предпосылками происшествий: потеря сознания, в том числе из‐за чрезмерных динамических нагрузок на летчика (известных как G‐LOC). С увеличением происшествий число связываемых с ПД в процентном выражении совершенно очевидно растет.

Известно, что каждый, кто летает, в конечном счете испытывает определенную ПД; у некоторых это протекает острее, чем у других.

Конфликту между чувствами и реальностью, который и составляет суть проблемы ПД, посвящены недавние многочисленные исследования [98, 111]. Следующий шаг – количественно определить вклад или показатель различных физиологических механизмов. Например, какова роль оптических иллюзий в связанных с ПД авариях? Насколько эффективен конкретный авиагоризонт для сохранения пространственной ориентации (ПО)? Некоторые ответы на эти вопросы начинают появляться. Например, Gomez (2002) утверждает, что «90 % всей поступающей в мозг информации, которая и создает чувство ориентации, принимается зрительно». Согласно такому заявлению, индикаторы ПO должны быть визуальными, в противовес слуховым или тактильным, которые, по‐видимому, дают мозгу только 10 % входной информации по ориентации.

Однако проблема ПД слишком важна, чтобы можно было опираться только на один сенсорный канал. Кроме того, поскольку ПД часто возникает из‐за конфликта сенсорики или отвлечения внимания, для борьбы с ней только одно чувство (зрение) – плохой советчик.

И последнее, что следует рассмотреть для противодействия ПД – это понимание условий, в которых оказывается летчик в результате ПД.

Неспособность летчиков точно и интуитивно воспринимать положение самолета без привязки к визуальным ориентирам (пилотажные приборы либо внешний мир) – основной вопрос проблемы авиационных происшествий. Сохранить пространственную ориентацию в летных операциях сегодняшнего дня невозможно, не следя за соответствующими визуальными ориентирами. К сожалению, зрение задействовано во множестве второстепенных задач полета, так что сегодняшние визуальные индикаторы не способствуют сохранению летчиком постоянного внимания к собственной пространственной ориентации. Более того, источник отвлечения внимания может быть и невизуальным, например, отвлекающая речевая связь или решение проблемы [126, 180, 164, 181–184] определяет отвлечение внимания/насыщение задачи как пятый, самый важный фактор в перечне причин пространственной дезориентации. Проблема распределения ограниченных ресурсов внимания осложняется тем, что ресурсы внимания будут направлены на более естественные и заметные телесные (вестибулярные) ориентиры, касающиеся ориентации, которые в условиях полета правдивыми не являются. Другими словами, проблема ПД в полете связана не просто с ограничением внимания; в большей мере это проблема формирования неправильной и тем не менее убедительной подсознательной тенденции полагаться на вестибулярную ориентацию.

Авиационно‐космическое сообщество уже осознало, что ошибка летчика – это недостаточно конкретное определение причины аварии самолета. Теперь, когда мы выявили некоторые общие физиологические состояния человека как причину летного происшествия, нужно избегать искушения прервать выяснение причин авиакатастрофы. Отмечено [139], что ПД, «…если и дефицит внимания, и ПД – звенья одной цепи событий, ведущих к летному происшествию, то следует отдельно определить каждое как причинный фактор, если устранение одного из двух предотвратило бы летное происшествие».