Процесс управления воздушным судном предполагает восприятие в визуальном и приборном полете целого ряда пилотажно‐навигационных параметров (крена, тангажа, высоты, скорости, вертикальной скорости, скольжения, курса, дальности и др.). При этом пилоту необходимо определить состояние (значение и направление изменения) того или иного параметра, принять решение об управляющем воздействии и осуществить его. Пространственная ориентировка является сложной составляющей летной деятельности.
Опыт полетов убедительно показывает, что успешное выполнение полетного задания во многом зависит от того, насколько правильно и быстро пилот ориентируется в пространстве на всех этапах полета. Существует мнение, что в конечном счете все виды полетов являются вариантами самолетовождения, а самолетовождение, помимо прочего, представляет собой сумму ряда ориентировок.
Пилот только тогда ориентирован в пространстве, если он правильно определяет расстояние до предметов в воздухе и на земле, направление полета, свое местоположение и положение самолета относительно естественных координат [16].
Пространственная ориентировка представляет собой сложный психологический процесс, присущий человеку в любой деятельности и практически в любых условиях. Данный процесс направлен на формирование и поддержание образа своего пространственного положения, движения, состояния и динамики различных параметров, описывающих это положение и движение. Формируется образ пространственного положения в результате умственного преобразования пилотом различного предметного содержания выполняемой деятельности.
С физиологической точки зрения, под пространственной ориентировкой понимается способность человека определять свое положение относительно вектора тяжести и разметки объектов, находящихся на земле.
Применительно к летной профессии под пространственной ориентировкой следует понимать постоянную осведомленность о положении и характере перемещения летательного аппарата в пространстве относительно поверхности земли и других внебортовых ориентиров, а также о состоянии и динамике отдельных параметров, характеризующих перемещение в трехмерном пространстве.
Важность пространственной ориентировки подтверждается анализом летных происшествии. Так, анализ 1448 полетов ВВС Германии, при которых было допущены ошибки пилотов, приведших к появлению критических ситуации, показал, что наиболее частыми из них являются: задержка в выполнении необходимых операций (43 %), неправильная оценка погодных условий по трассе полета (30 %), неправильная оценка высоты полета и крена воздушного судна (21 %), неправильная оценка скорости полета (20 %) и др. [114].
Согласно статистическим данным Национального комитета по безопасности полетов США, факторы отказа человеческого звена в системе человек-машина могут быть распределены следующим образом: профессиональная непригодность – 47 %, ошибки визуального восприятия – 17 %, ошибки в технике пилотирования —21 %, неправильное принятие решения – 5 %, неправильная эксплуатация авиатехники – 6 %, прочее – 4 % [28]. По данным работы [108], удельный вес происшествий, обусловленных пространственной дезориентировкой, снизился мало и составляет 20 % всех происшествий. Такая же статистика отмечается в авиации США и Великобритании [1].
Данные разбора 12 катастроф, происшедших во время ночного взлета американских самолетов, показал, что ведущую роль в них играла пространственная дезориентировка пилотов [2].
Анализ полетов на протяжении 40 лет также показал [32], что дезориентировка была и остается причиной авиационных происшествий с жертвами.
Какой же прогноз на будущее? Зарубежные специалисты считают, что пространственная дезориентировка является одной из нерешенных проблем, которые будут стоять на повестке дня и в будущем [103].
Почему же пространственная дезориентация постоянно числится среди причин‐факторов авиационных происшествий с жертвами, а ее удельный вес среди других причин из года в год не снижается с уровня 15–20 %.
Так, отмечается [62], что без правильного восприятия таких объективных характеристик окружающего мира, какими являются пространство и время, человек не может ни осуществлять достижение целей своих действий, ни вообще существовать.
В то же время способность человека воспринимать расположение и перемещение предметов и самого себя в пространстве связана с функционированием системы органов чувств, сочетаемой с работой и взаимодействием, прежде всего, зрительного, вестибулярного и двигательного анализаторов. Важнейшую роль при этом играет зрение, а информация, поступающая в мозг от других анализаторов, обычно подтверждает правильность зрительных сигналов. Так, например, ощущения силы тяжести и чувство опоры во время стояния подтверждают зрительные восприятия, возникающие при вертикальном положении головы и указывающие на нахождение тела человека под прямым углом к земной поверхности.
Эволюция и формирование анализаторов человека происходили и происходят в личном опыте применительно к наземному образу жизни. Поэтому в этих условиях появление рассогласований между информацией, поступающей в мозг от зрительного, вестибулярного и других анализаторов, возникает сравнительно редко (обычно только при болезни, травме и т. д.).
В условиях полета резкие изменения аэродинамических сил вызывают искажения сигналов вестибулярного аппарата и в меньшей степени – со стороны проприо‐ и интерорецепции об уровне и направлении тяжести. Возникающие расхождения между визуальной и вестибулярной информацией приводят к появлению пространственных иллюзий у пилота. Особенно это усиливается при ограниченной возможности зрительного контроля или недоверии к показаниям пилотажных приборов.
Иллюзии могут возникать в ходе работы любого анализатора. Так, температурные ощущения и восприятия при помещении руки в горячую воду со временем вследствие адаптации становятся менее выраженными, что сразу же замечается, если в ту же воду опустить и другую руку.
Внимание к проблеме иллюзий возросло с появлением авиации, где значительные ускорения стали источником легко возникающих нарушений функционирования вестибулярного анализатора. Среди вестибулярных иллюзий наиболее часто встречаются иллюзии крена, кабрирования, планирования и противовращения (обратного вращения). Первые шаги в изучении космических полетов сопровождались выявлением иллюзий, связанных с полной или частичной невесомостью.
Проблема зрительных иллюзий стала особо актуальной в связи с тем, что эффективность своевременных и необходимых действий человека по управлению техническими системами во многом зависит от оперативного и правильного приема и оценки поступающей зрительной информации.
В работе W. Kirhham, W. Collins [131] отмечается, что в полетных условиях базирование ощущений на силе земного тяготения зачастую может привести к возникновению иллюзий. Поскольку вследствие постоянно возникающих в полете линейных и центробежных ускорений вместо привычного ускорения земного тяготения с его стабильным направлением (по вертикали) появляется результирующее ускорение, состоящее как из ускорения земного тяготения, так и из дополнительного ускорения. Однако это результирующее ускорение переменно как по величине, так и по направлению и целиком зависит от дополнительной составляющей. Это обстоятельство приводит к тому, что при пространственном ориентировании сила земного тяготения становится уже весьма ненадежной базой. Это значит, что все органы чувств, использующие ускорение земного тяготения в качестве объективного источника раздражений для определения положения головы и тела относительно вертикали, оказываются теперь больше не в состоянии объективно отражать реалии окружающего мира и способствовать восприятию истинного положения в пространстве. Они функционально отказывают, так как по своей структуре и принципу функционирования непригодны к анализу сложных силовых взаимосвязей, имеющих место при движении в трехмерном пространстве. Только глаза в условиях полета остаются еще сравнительно надежным информатором.
Таким образом, в полетных условиях ведущая роль в функциональной системе анализаторов пространственного положения и движения должна перейти от вестибулярных анализаторов – к оптическим.
В то же время при ориентировании в нормальных полетных условиях по линии естественного горизонта достаточно осуществить лишь нескольких полетов, чтобы привыкнуть воспринимать землю как неподвижный объект, а свой самолет – как подвижный. Ориентирование в сложных полетных условиях, а именно при недостаточной или исчезающей видимости земли, т. е. при полете по приборам, дело весьма непростое. В связи с этим полетные иллюзии являются, прежде всего, «осложнением», связанным с условиями полета по приборам. Их появление неизбежно, если не осуществлять постоянного контроля за показаниями навигационных приборов и, прежде всего, авиагоризонта.
Исследованиями установлено, что основой для появления иллюзии во время полета по приборам являются, прежде всего, те условия, которые:
– затягивают оптический анализатор в ситуацию возникновения ложного ощущения положения в пространстве. Пример: наклонная гряда облаков или цепочка огней на склоне, видимая в ночное время, могут создать ложное визуальное ощущение крена;
– затрагивают другие анализаторы, в частности, вестибулярного характера и приводят к возникновению в центральной нервной системе очагов возбуждения, способствующих появлению ложного ощущения пространственного положения. К числу таких ложных ощущений относятся: ощущение ускорения и торможения; подъема и снижения; увеличения и уменьшения перегрузки; наклона и вращения.
Вышеперечисленные ощущения вызываются в первую очередь воздействием линейных и угловых ускорений, ведущих к воздействию на вестибулярный аппарат и могущих спровоцировать асимметричные мускульные сокращения, которые из‐за изменения положения внутренних органов могут вызвать раздражение рецепторного аппарата этих органов, что может создать ощущение давления на определенные участки кожного покрова, например, ощущение вдавливания в кресло.
Определенное значение могут иметь также односторонние усиления мышечного напряжения и односторонние давления на кожный покров, возникающие вследствие воздействия на тело односторонней статической нагрузки. Линейные и угловые ускорения переменной величины возникают при любых полетных эволюциях. При этом односторонние статические нагрузки на организм могут быть вызваны:
– неправильной рабочей позой пилота в кабине, например, при наклонном положении головы;
– плохой подгонкой высотного костюма (для военных пилотов);
– более сильной затяжкой с одной стороны предохранительных ремней кресла.
Исследования показывают, что процесс ориентирования по приборам затрудняется, в частности, наличием следующих факторов.
Первый фактор.
О проекте
О подписке