Коваленко П. А., Пономаренко В. А., Чунтул А. В.
Учение об иллюзиях полета. Основы авиационной делиалогии

Предисловие

Эта книга предназначена для летного состава любых видов и родов авиации, методистов летного обучения, авиационных врачей и психологов, специалистов в области расследования летных происшествий, конструкторов технических средств обучения и рабочих мест экипажей летательных аппаратов, эргономистов, ученых в области психологии и психофизиологии летного труда. Впервые в авиационной физиологии, психологии создана многоаспектная, системная классификация различных уровней дезориентаций летных экипажей в полете и на земле. Этот своеобразный каталог расширяет методические возможности летчиков‐инструкторов, авиационных врачей, психологов и психофизиологов по подготовке летного состава, обеспечивает конструкторов материалами по механизмам развития иллюзорных ощущений которые можно смоделировать на тренажных средствах как в целях ознакомления с иллюзиями, так и для отработки методов их преодоления.

Представленный каталог иллюзий выполнен на высоком методическом уровне, так как построен по дидактическому принципу: определение понятий – виды и условия проявления – механизм возникновения – место и время появления иллюзий – дифференцированные признаки – средства и способы их преодоления, контрольные вопросы и наглядно‐образные схемы. Текст изложен доступно с опорой на летный язык, данные науки по физиологии анализаторов и психологии ощущений, восприятий, представлений, синтеза и анализа при формировании образа полета. Иллюзии представлены в контексте летных упражнений, погодных условий, точки отсчета координат перемещения человека с самолетом (вертолетом), адекватной реакции анализаторных систем. В каждом виде иллюзий представлен системообразующий фактор того или иного вида дезориентации.

Ценность данной работы в том, что она максимально приближена к нуждам летного состава, дает ключ к решению методической работы, формирует убежденность летного состава в своих силах. Действительно, дезориентации в полете той или иной силы воздействия есть неизбежный фактор полета, имеющий физиологическую закономерность.

Условно говоря, иллюзия есть физиологическая норма – ответ на воздействие факторов полета. Все дело в отражательной способности психики перевести «норму физиологическую» в потребную для деятельности норму. Вот почему учебный процесс изучения конкретных иллюзий и борьбы с ними в полете вполне способен повысить надежность летчика. При данном подходе ведущим принципом обучения выступает образ полета как регулятор психических действий по переработке, анализу и синтезу разнородных раздражителей.

Вместе с тем именно образ полета, т. е. умственное соотнесение визуальных, приборных и неинструментальных стимулов к конкретной задаче пилотирования, позволяет дифференцировать ложное событие от истинного.

Пространственная ориентировка – это, прежде всего, самостоятельное рядоположение умственных действий с собственно процессом пилотирования. Ориентация в пространстве и времени в каждой опорной точке полета есть базовое свойство летных способностей в области интеллектуальной деятельности.

Профессиональный интеллект летчика – это способность в случае дефицита или искажения информации формировать собственную ситуационную осведомленность на основе знаний, опыта полета, инсайта. Прогнозирование и предвидение развития будущего полетной ситуации обязательно соотносится с целью полета или его этапа.

Представленная педагогическая матрица иллюзий и есть своеобразная учебная программа по обучению и тренировке умственных действий, формирующих психический образ (умственную картинку) полетной ситуации в динамике исходя из конкретных условий полета.

Полный разбор иллюзий благодаря данной книге можно провести, исходя из конкретики учебного процесса, расклассифицировав их в компьютерных программах, снабдив наглядными схемами систем координат с характеристиками динамических сил по приоритетности провоцирования реакций дезориентации и вовлечением анализаторных систем. Данные каталога могут с успехом использоваться для составления программ компьютерного обучения с решением задач выхода из той или иной дезориентации.

В свою очередь изложенный в пособии материал устраняет социальную иллюзию о том, что дезориентация появляется в основном в приборном полете. Зачастую дезориентация появляется на этапах визуального полета в тумане, пыльных, снежных бурях, в условиях разной прозрачности атмосферы, в лунную ночь, при полетах над морем, в сумерках и т. д. Вместе с тем любое летное подразделение может обогащать учебный дидактический материал «своими иллюзиями» и обучать летный состав. Следует также ожидать, что в летной деятельности появятся принципиально новые классы иллюзий в связи с появлением вектора боковой тяги на летательных аппаратах 5‐го поколения, полетов государственной авиации на углах атаки более 70°, резких торможениях, применением оптико‐телевизионных комплексов и систем представления внекабинного пространства,.

Таким образом, данный каталог с методическими рекомендациями может стать по‐настоящему уникальной настольной книгой летчика.

Введение

Каждый из нас на протяжении своей жизни испытывал те или иные иллюзии. Видимо, не было человека, который не испытал бы на себе влияния иллюзий. Особенно это характерно для иллюзий пространственного положения и движения. Вообще думается, что в человеческой жизни возникновение и преодоление иллюзий – явление постоянное. И если некоторые иллюзии, как кино и телевидение, завладели душами миллионов людей и в определенной степени являются положительным явлением, то иллюзии в полете – это всегда напряжение сил пилота и достаточно часто борьба с собой, с ситуацией, с самолетом и борьба иногда буквально не на жизнь, а на смерть.

И так было всегда, с тех пор как человек начал осваивать полеты на воздушных судах. И не всегда при возникновении у пилота иллюзий побеждал пилот. Приведем один из множества таких случаев.

Вечером 21 ноября 1989 г. при заходе на посадку в аэропорту поселка Советский потерпел катастрофу пассажирский самолет Ан‐24, выполнявший полет из Перми. При приземлении самолет развалился на части и вспыхнул.

Не исключено, что одной из причин катастрофы стало несоблюдение требуемой высоты в процессе посадки. Дальний привод самолет прошел нормально, потом как бы «пропал», а после ближнего привода машина уже задевала вершины деревьев.

Причинами могли быть метеоусловия. А они были сложными. Во‐первых, начало вечерних сумерек, а во‐вторых, перед снегопадом в воздухе стояла дымка и мелкая изморось.

Самолет мог потерять высоту по целому ряду причин (обледенение, отказ стабилизатора и т. д.). Вместе с тем условия этой катастрофы повторяют условия, при которых у пилота возникает иллюзия увеличения высоты из‐за дымки, пыли, дыма (см. раздел 6.3.14). При наличии таких условий, если пилот не соотносит свои впечатления с показаниями радиовысотомера и полагается на собственное представление о высоте, ему из‐за дымки, особенно в сумерки, кажется, что высота больше необходимой, и он начинает осуществлять необоснованное снижение.

Научно установлено, что обычно человек привыкает к тому, что если какой‐либо объект пространства удален, то это сопровождается уменьшением количества видимых деталей, при объекте он становится нечетким, расплывчатым и т. д.

Этот традиционно правильный, соответствующий реальности, т. е. в привычных условиях адекватный образ, формируется неадекватным, неправильным в условиях сумерек, при наличии дымки. В дальнейшем на основе этого неадекватного образа пилот принимает решение, которое приводит к катастрофе.

Таким образом, проблема иллюзии – это проблема в первую очередь безопасности полетов. Так, среди причин летных происшествий, обусловленных ошибками пилотов, нарушения и потеря пространственной ориентировки составляет 5–12 % [7]. Удельный вес потери пространственной ориентировки среди причин летных катастроф оказывается еще выше и достигает 20 % [32]. Отмечается, что в течение десятилетий эта цифра не уменьшается [66, 91, 134] .

Между тем известно, что так называемых грубых посадок в гражданской авиации фиксируется ежегодно большое количество. Можно со всей определенностью предположить (и это подтверждается результатами анализа целого ряда иллюзий, описанных ниже в разделе 6), что именно иллюзии являются одной из главных причин грубых посадок, что зачастую приводит к выкатываниям и даже поломкам авиатехники. В работе Wickens [177] отмечается, что катастрофы по так называемым неизвестным, неустановленным причинам зачастую связаны с иллюзиями и последующими ошибками пилотов.

Следует также подчеркнуть, что, несмотря на серьезность такого явления, как иллюзии, в гражданской авиации практически отсутствуют методы и средства обучения пилотов действиям при возникновении иллюзий пространственного положения и движения. Исключение составляет слайд‐фильм об иллюзиях, выпущенный в начале 1980‐х годов Центром ГА СЭВ [77], однако в нем представлены весьма кратко всего 22 иллюзии.

Вместе с тем в работах по авиационной медицине и авиационной психологии даны описания различных иллюзий полета. Однако эти описания в большей степени были адресованы специалистам по человеческому фактору и в меньшей – пилотам.

В этой связи в работе П.А. Коваленко [32] отмечается, что уже давно назрела необходимость создания банка данных, в котором хранились бы описания потенциального и фактического предметного содержания различных видов деятельности человека в виде способов, образов, концептуальных моделей, характеристик и показателей внешних и внутренних проявлений деятельности, свойств, качеств, особенностей человека. Если обратиться к другим наукам, то можно видеть, что зоология, минералогия, ботаника, этимология, химия и другие науки стали настоящими науками только тогда, когда был собран и описан объект исследования этих наук. Так, были собраны все животные, камни, растения, бабочки, химические элементы и т. д., т. е. собрано, описано, классифицировано то, что составило объект исследований. Если удавалось найти новый тип, вид животного, бабочки, камня, то ученые, прежде всего, его соотносили с уже собранным, классифицированным и только тогда делали вывод о результатах данного исследования.

Следовательно, прежде всего, необходимо провести инвентаризацию психических явлений, связанных с иллюзиями полета, а затем их описание, экспериментальное исследование, математическое моделирование т.д.

В настоящее время пройден в основном первый этап [1, 5, 7, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 20, 22, 23, 27, 28, 39, 41, 42, 44, 46, 47, 51, 52, 53, 54, 56, 58, 59, 61, 62, 72, 73 и др.], который завершился анализом указанных работ и составлением на их основе перечня иллюзий.

В части работ ряд иллюзий полета (особенно зрительно‐вестибулярного характера) получил также экспериментальное исследование.

Однако в указанных выше исследованиях практически отсутствуют классификации причин и условий возникновения иллюзий полета, а также классификации действий пилота в условиях полета, после полета и в последующих полетах.

Все это вызвало необходимость разработки рекомендаций пилотам по действиям при возникновении иллюзий, что и явилось целью данной работы.

С этой целью был определен «Перечень иллюзий полета». Иллюзии были изучены в указанных выше работах, а также выявлены при анализе результатов опроса более 500 пилотов, около 100 штурманов и бортинженеров подразделений гражданской и военной авиации. Опросы проводились в Центре ГА СЭВ (г. Ульяновск), Академии ГА (г. Санкт‐Петербург), Центре переучивания летного состава армейской авиации, ГНИИ им. В.П. Чкалова, ЛИИ им М.М. Громова, ОАО МВЗ им. М.Л. Миля.

Перечень иллюзий входил в специальную анкету, пилоту задавали ряд вопросов об иллюзиях, их длительности, последствиях и влиянии каждой иллюзии на безопасность полетов. Каждый пилот оценивал также используемость действий по парированию и профилактике иллюзии.

На основании этих материалов и данных, полученных другими исследователями, были разработаны методические рекомендации, содержащие краткую характеристику особенностей пространственной ориентировки пилотов и функциональных систем человека (анализаторов, органов чувств). Представлена новая классификация иллюзий полета, а также впервые разработана классификация причин и условий возникновения иллюзий полета, действий пилотов по борьбе и профилактике иллюзий полета. По определенной (восьмипозиционной) схеме (название, встречаемость, описание, длительность воздействия, влияние на безопасность полета, механизм иллюзии, причины и условия возникновения, действия пилотов при возникновении иллюзии) даны описания иллюзий полета. При описании целого ряда иллюзий даны конкретные методические рекомендации пилотам по формированию эффективных способов пространственной ориентировки.

В результате проведенного нами исследования были описаны основы нового в авиационной психологии и чрезвычайно актуального для авиации и космонавтики научного направления [34] «Авиационная делиалогия» (учение об иллюзиях полета, от греч. delia – иллюзия, logos – учение).

Естественно, что данное научное направление аккумулирует работы таких известных исследователей данной проблемы, как З. Гератеволь, К.К. Платонов, Г.Л. Комендантов, А.Я. Бенсон, И. Левес‐Лицман, Е. Пепер, В. Прель, Б.М. Гольдштейн, Б.М. Алякринский, А. А. Гюрджиан, С.Н. Роскоу, М. Олиатт, Е.М. Юганов, В.А. Попов, А.М. Пиковский и др.

Однако следует отметить, что авиационной делиалогии предстоит еще долгий путь к созданию своих теоретико‐экспериментальных основ, к выработке и внедрению методов и средств моделирования иллюзий полета в условиях земли и методов обучения пилотов по действиям при возникновении иллюзий пространственного положения и движения. Настоящая работа – первый шаг по этому трудному пути, но как говорится: начало – это уже половина успеха.

1 Пространственная ориентировка и учение об иллюзиях – фундаментальная проблема психического отражения

1.1 Общие предпосылки

В авиационно‐космической психологии учение о пространственной ориентировке (ПО), иллюзиях воспринимаемого летательного аппарата в пространстве, об «образе полета» всегда рассматривалось в контексте безопасности полета, эргономического проектирования инструментальных средств поддержания ПО в интересах обучения и профессиональной подготовки. Вместе с тем, поскольку речь идет, по существу, о психической регуляции действий, о деятельности в неземной среде обитания, решение этой проблемы немыслимо вне опоры на теоретические психологические понятия о психическом отражении.

Психическое отражение, являясь субъективным, всегда включено в деятельность и составляет ее внутреннее содержание. В деятельности предметная среда отражается с позиции субъекта деятельности относительно его целей, мотивов, другими словами, именно сознание выступает организатором и регулятором деятельности. В этой связи заметим, в частности, что иллюзии восприятия положения в самолете и в пространстве есть не что иное, как измененные функциональные состояния сознания. Глаз ощущает не сам себя, а внешнюю причину ощущений [75]. Зрительный образ всегда предметный. Результаты наших исследований показали, что даже «образ полета» формируется на основе ощущений и восприятий, включая их в себя, именно этим обеспечивается его предметность, т. е. отнесенность к объективной действительности. Формируясь в процессе предметно‐практической деятельности субъекта, образ обладает высокой степенью целостности, дифференцированности, панорамности и адекватен отражаемой объективной реальности. В авиационной практике выявились новые явления, которые не встречаются в земных условиях бытия. Имеются в виду факты противоречия между сенсорно‐перцептивным уровнем, с одной стороны, уровнями представления и понятийного мышления – с другой. Именно противоречия между разными уровнями психического отражения порождают иллюзии восприятия.

Чтобы полнее осветить эту новую проблему, кратко остановимся на фундаментальных концепциях психологии отражения. Существуют три основных уровня отражения: сенсорно‐перцептивный, представлений, вербально‐логический.

Сенсорно‐перцептивньй уровень. В системе образного отражения этот уровень является базовым. Формируясь на самых начальных ступенях психического развития индивида, он не теряет своего значения в течение всей его жизни. Основная характеристика сенсорно‐перцептивного отражения в том и состоит, что оно возникает в условиях непосредственного воздействия предметов и их свойств на органы чувств человека и развертывается в реальном масштабе времени. Человек воспринимает предмет в том месте, в котором тот находится, и в тот момент, когда тот действует на органы чувств. Формирующийся сенсорно‐перцептивный образ выступает как «навязанный нашему уму извне» [75]. В этом проявляется «непосредственность действительности» сенсорного отражения, на котором основано доверие к показаниям органов чувств.

В процессе эволюции у человека сформировалась разветвленная система специализированных аппаратов (органов чувств), каждый из которых обеспечивает отражение определенных свойств окружающих предметов (ощущения разных модальностей: зрительные, слуховые, тактильные, обонятельные, вкусовые, кинестетические и т. д.). Сенсорно‐перцептивная сфера – это действительно богатейшая совокупность разнообразных ощущений. Однако они выступают не как некоторая пестрая мозаика несвязанных элементарных образов.

В процессе индивидуального развития у человека складывается определенная сенсорно‐перцептивная организация [3], объединяющая совокупность органов чувств в целостную систему. Эта сложная система включает многообразные постоянные и переменные связи между сенсорными модальностями. На их основе формируются своеобразные функциональные органы [79], обеспечивающие различные виды сенсорно‐перцептивной ориентировки человека в окружающей среде.

К числу важнейших принадлежит та система связей между разными органами чувств, которая обеспечивает пространственную ориентировку. Ведущая роль в ней отведена зрительному анализатору, лабиринтному аппарату статокинестетического анализатора и кинестезии, но включает и другие анализаторы.

Основой восприятия пространства можно считать ориентацию человека относительно вертикального направления, совпадающего с действием силы гравитации. Направление гравитации – это главная ось системы отсчета, относительно которой оцениваются все характеристики окружающего пространства.

Поскольку в обычных условиях перемещения человека по поверхности земли гравитация по силе и направлению постоянна, вся система анализаторов подстраивается к этой константе; благодаря связям анализаторов с теми, которые обеспечивают отражение гравитации, все они «заземляются». Формируются достаточно жесткие однозначные связи – стереотипы, благодаря которым в обычных условиях ориентировка в пространстве не требует специальных целенаправленных, сознательно контролируемых действий; она осуществляется на неосознаваемом уровне, автоматически. Однако в тех случаях, когда между сигналами от разных анализаторов (ощущениями разных модальностей) возникают рассогласования относительно сложившегося стереотипа, это неизбежно приводит к искажению пространственного образа. Следствием такого рассогласования являются, например, хорошо известные в летной практике и подробно описанные иллюзии крена, противовращения, кабрирования, пикирования, пространственного положения, горизонтального полета. Все эти и другие аналогичные иллюзии возникают при определенных условиях закономерно: как следствие расхождения между сложившимся стереотипом пространственной ориентировки и текущей афферентацией. Чтобы преодолеть их, требуется специальная целенаправленная деятельность, сознательный контроль возникающих образов, формирование нового функционального органа (стереотипа) в процессе обучения и тренировки.

Важно отметить, что новый стереотип не требует обязательной ломки старого. Они вполне могут сосуществовать и обычно сосуществуют: в одних условиях «работает» один стереотип, в других – другой.

Второй уровень отражения – это уровень представлений. Представление как ощущение и восприятие – феномен образного отражения. Но если ощущение и восприятие какого‐либо предмета или его свойства возникают только при его непосредственном воздействии на орган чувств, то представление возникает без такого непосредственного воздействия. В этом смысле оно является вторичным образом предмета.

К уровню представлений относится широкий круг психических процессов, важнейший среди которых – образная память и воображение. Образная память – это фиксация и последующее воспроизведение образов, возникших при восприятии; воображение – творческий процесс, создание новых образов путем трансформаций и комбинаций тех, которые сохранились в памяти. По своему содержанию образ‐представление, так же как сенсорно‐перцептивный образ, предметен. Но в отличие от ощущения и восприятия, которые «навязаны нашему уму извне» и в силу этого презентируются сознанию как жестко и однозначно отнесенные к объективной реальности, образ‐представление имеет как бы самостоятельное существование в качестве феномена «чисто» психической деятельности. Он обладает значительно меньшей четкостью и яркостью, чем сенсорно‐перцептивный образ, меньшей устойчивостью и полнотой.

Но вместе с тем формирование представления – это новая ступень в развитии когнитивных процессов.

При переходе от восприятия к представлению происходит преобразование сукцессивного перцептивного процесса в симультанный образ.

Уровень представлений имеет решающее значение при формировании образов‐эталонов «когнитивных карт», концептуальных моделей, наглядных схем, планов и других «когнитивных образований», необходимых для выполнения любой деятельности.

Третий уровень когнитивных процессов – это вербально‐логическое мышление, речемыслительный процесс. В отличие от первых двух, относящихся к образному отражению, чувственному познанию, этот уровень – уровень понятийного отражения, рационального познания. Решая ту или иную задачу на этом уровне, субъект оперирует понятиями и логическими приемами, сложившимися в историческом развитии человечества, в которых зафиксирована общественно‐историческая практика. На уровне понятийного мышления как бы разрываются ограниченные рамки индивидуального опыта, а точнее: в индивидуальный опыт включается огромный багаж знаний, выработанных человечеством. Благодаря этому индивид как бы освобождается от «рабского подчинения изначальным “здесь” и “теперь”» [60].

Эффективность образа в плане его регулирующей функции по отношению к деятельности субъекта существенно определяется тем, насколько он обеспечивает антиципацию, т. е. опережающее отражение [4].

Процессы антиципации свойственны всем перечисленным выше уровням отражения. Однако дальность антиципации на разных уровнях существенно различна. На сенсорно‐перцептивном уровне она ограничена рамками актуального текущего действия. На уровне представлений появляется возможность антиципации в отношении потенциальных действий. На уровне вербально‐логического мышления антиципация достигает своего наиболее полного проявления, ее дальность практически не ограничена. Антиципация этого уровня обеспечивает планирование деятельности в целом. При этом в вербально‐логическом плане человек может достаточно легко и свободно переходить от настоящего к будущему и прошлому, от начального момента деятельности к конечному и от конечного к начальному и т. д. [50].

Так, в работе А.А. Обознова [57] выявлены два уровня содержания психического образа, регулирующего предметное действие: 1) актуально значимое и 2) потенциально значимое. Им присуща разная степень осознанности, и они играют разную роль в регуляции конкретных действий. Это исследование показало также, что только от актуально значимого содержания зависит способ выполнения действия и его смысл. Наиболее полно осознается, конечно, актуальная часть предметного содержания образа.

Проблема осознаваемого и неосознаваемого в психическом отражении принадлежит к числу сложнейших и, к сожалению, слабо разработанных. Отметим только, что ведущая роль в формировании осознанного отражения принадлежит вербально‐логическим процессам: прежде всего, осознается то, что включается в их сферу. В ходе реальной деятельности в зависимости от конкретных условий соотношения между разными уровнями отражения изменяются, соответственно меняется и степень осознания разных компонентов предметного содержания образа.

Выше отмечалось, что у человека в процессе его развития формируются определенные функциональные органы, объединяющие разные анализаторы в единую систему: эти системы состоят из жестких, однозначных связей‐стереотипов. Компоненты образа, которые формируются по законам работы стереотипных звеньев, обычно не осознаются. Однако они могут стать осознаваемыми при специальной направленности познавательной активности, а также необычной (извращенной с точки зрения соответствия стереотипу) афферентации, создаваемой экспериментально, или возникающей в некоторых специфических условиях деятельности.

Уже отмечалось, что стереотипизированные сенсорно‐перцептивные компоненты образа, как правило, не осознаются. Однако они тотчас становятся предметом сознания, как только возникает нарушение или извращение рецепции внешних воздействий. Человек при этом способен дифференцировать отражаемый в понятиях реальный объект и специфическое состояние сенсорно‐перцептивной сферы. Была выявлена возможность адаптации к искажению визуальных сигналов (псевдоскопическое восприятие и инверсия сетчаточного отображения) и показано, что адаптация заключается в восстановлении предметного содержания зрительного образа на фоне измененной «чувственной ткани» и происходит она в форме приобретения неких новых перцептивных новообразований, но не вместо старых, а наряду с ними.

Выявление механизмов регуляции действий человека в условиях изменения афферентации имеет принципиальное значение, например, в деятельности летчика, у которого в структуру образа пространственного положения самолета включаются необычные с точки зрения земных условий сенсорно‐перцептивные компоненты, что провоцирует формирование неадекватного, ложного образа пространства, возникновение иллюзий пространственного положения. В этом случае происходит дезинтеграция уровней психического отражения. Чтобы преодолеть такую дезинтеграцию, т. е. снова привести в соответствие сенсорно‐перцептивные, «представленческие» и понятийные компоненты образа, требуются специальные сознательные усилия. При этом важно, чтобы возникшее рассогласование между уровнями отражения и соответствующими им компонентами образа стало предметом специального субъективного анализа. Как известно, сенсорно‐перцептивные компоненты образа чрезвычайно динамичны. Они изменяются при изменении освещенности (если речь идет о зрительном образе), ракурса наблюдения, состояния органов чувств и т. д. В то же время значение, фиксирующее предметное содержание образа, остается неизменным. Это и создает возможность сохранить адекватный образ при искажениях его сенсорно‐перцептивных компонентов. При определенных условиях вербально‐логический уровень отражения может выполнить организующую и регулирующую функцию в построении образа и его стабилизации. В процессе подготовки операторов, вынужденных работать в условиях, вызывающих необычные сенсорно‐перцептивные эффекты, целесообразно обучать их методам самонаблюдения, формировать субъективную установку на осознание необычности «чувственной ткани» образа с тем, чтобы уменьшить вероятность возникновения ложного образа.

Здесь механизм регуляции понимается как сличение «реально существующего образа» с должным, с «потребным будущим». Этот образ будущего выступает в качестве определяющего фактора в возникновении микропрограммы двигательного акта. Именно смысловой образ через сличение управляет движением на предметном уровне.

П.К. Анохин [4], Н.А. Бернштейн [8] предложили наиболее общую теоретическую схему механизма регуляции целесообразного поведения и деятельности – сличение текущего образа с заданной целью и сенсорные коррекции как способ устранения рассогласований.

Д.А. Ошанин [58] указывает на конфронтацию, сопоставление соотносящих и соотносимых оперативных образов как на механизм регуляции предметных действий.

Рис. 1.1. Структура и содержание психического образа, регулирующего действия летчика

Применительно к проблематике авиационной психологии разными авторами предложен ряд понятий, используемых для характеристики образа, регулирующего предметные действия оператора; три из них можно выделить как фундаментальные: «концептуальная модель», «оперативный образ» и «образ‐цель». По содержанию они близки, но не тождественны. В каждом из этих понятий выделяются определенные характеристики образа, формирующегося у оператора и осуществляющего регулятивную функцию.

То, что в авиации называют образом полета, сопоставимо с понятием концептуальной модели. Это базовый компонент психического отражения, сформированный в процессе обучения и профессиональной практики. Образ полета включает задачи и цели, стоящие перед летчиком, систему знаний об объекте управления, систему двигательных программ, реализуемых в полете.

При выполнении конкретных действий в образе полета на первый план выступает (в зависимости от условий полета и цели, которую ставит летчик) один из трех компонентов (рисунок 1.1): образ пространственного положения, чувство самолета, восприятие приборного отображения (или приборной модели). В летной практике для обозначения последнего компонента употребляют термин «образ вилки», т. е. расхождение между наличным и требуемым показателями. Иногда этим термином пользуемся и мы.

Рассмотрим подробнее каждый компонент образа полета.

Образ пространственного положения регулирует пространственную ориентацию летчика: осознание летчиком положения самолета в пространстве относительно плоскости земли. Для летчика, на которого действуют разнонаправленные ускорения, ориентировка в пространстве требует активной настройки сознания на постоянную интеллектуальную оценку информации. Это значит, что человек в полете должен получать и перерабатывать информацию, преследуя, кроме цели управления, еще и цель ориентировки в пространстве.

Ориентация в пространстве у человека выражается в способности воспринимать свое положение во внешнем мире: расстоянии, на котором объекты внешнего мира расположены относительно друг друга и самого человека, направлении, в котором они перемещаются (находятся), и, наконец, величины и формы объектов.

В авиационной практике понятие пространственной ориентировки обычно сводится к способности определять свое положение относительно вектора тяжести и различных объектов, находящихся на земле. Исходя из такого определения, большинство авиационных психофизиологов главное значение в ориентации придавали трем системам (триада ориентации): зрительный аппарат, лабиринтный аппарат статокинестетического анализатора, кинестезия.

Для человека фундаментальной координатой, относительно которой строится образ пространства в целом, является направление силы земного притяжения. В полете проистекает закономерное возникновение у здорового человека нарушения афферентного синтеза неинструментальных сигналов, на основе которых формируется восприятие, и представление пространственного положения (иллюзий). Причиной этого является подмена системы координат, связанной с направлением силы земного притяжения, результирующей силой перегрузки. Иначе говоря, человек в полете может результирующую силу перегрузки, направленную от головы к тазу, принять за точку опоры.

Классическим примером пространственной иллюзии служит смещение горизонта во время выполнения самолетом такой обычной фигуры, как вираж. Данный феномен обмана чувств объясняют следующим образом: в обычных условиях оптические раздражители, сигнализирующие наклон тела, сопровождаются соответствующими сигналами с механорецепторов. В данном же случае в полете (во время выполнения виража визуальные сигналы об изменении положения тела в пространстве не подкрепляются сигналами с механорецепторов, так как ускорение, направленное от головы к тазу, формирует ощущение вертикальной позы. При этом человек отчетливо ощущает, что его прижимает к чашке сидения, а не к борту или к «потолку» кабины. Этот пример ярко демонстрирует влияние слаженной функциональной системности анализаторов на восприятие. В данном случае необходимо сознательное противодействие потоку измененной афферентации. Иначе говоря, с психологической точки зрения пространственная ориентировка летчика – это психический процесс сознательности отражения противоречивости поступающих сигналов и сознательная опора на предметное содержание образа (на осознанную концепцию пространства). Это важнейшее условие сохранения ориентировки в тех необычных условиях, в которые поставлено восприятие, приспособленное к земным условиям. Человек в процессе индивидуального развития учится правильно интерпретировать свои ощущения. Но эта привычная интерпретация становится помехой правильному восприятию пространственного положения в полете при извращении (по сравнению с привычной) рецепции внешних воздействий.

В современном полете пилотажные сигналы в основном поступают от визуальных индикаторов, и выдерживание режима полета определяется удержанием стрелок приборов в заданном положении. Но практика показывает, что процесс управления (эффективное и надежное пилотирование) невозможен без оценки пространственного положения. Летчик не может выполнять пилотирование, абстрагируясь от представления о перемещении самолета в пространстве, о положении его относительно трех осей и определенной местности.

Итак, особенности восприятия в полете обусловлены необычностью физических воздействий на человека, которые не соответствуют сложившейся на земле привычной схеме ориентировки (стереотипу). Возникающие в полете ускорения действуют на анализаторы человека, такие как сила тяжести, но при этом они не являются постоянными ни по направлению, ни по величине, что нарушает естественную схему ориентирования. Возникает противоречие между визуальными и интероцептивными сигналами, между восприятием и мышлением, ощущением и мысленной оценкой положения тела летчика (и самолета) в пространстве.

Если это противоречие осознается, летчик усилием воли старается подавить ложные ощущения. Именно в данном случае действия должны регулироваться вербально‐логическими (речемыслительными) процессами.

Образ приборной модели («приборный образ», «образ вилки») – это отражение рассогласований между заданным и текущим режимами полета, формируемое на основе восприятия информации о расхождении между заданным значением параметра полета и фактическим положением индекса. Этот образ регулирует моторный компонент действий, обеспечивая реализацию двигательной программы. Подчеркнем прагматичную направленность данного компонента образа полета. Его преобладание на каком‐либо этапе пилотирования приводит к автоматичности выполнения управляющих воздействий, которые могут наблюдаться, например, в длительном неспокойно текущем горизонтальном полете тяжелого самолета. В других случаях «приборный образ» выступает на первый план при необходимости срочно вывести самолет из сложного (непонятного) положения в горизонтальный полет (приведение к горизонту). В последнем случае автоматичность исполнения может стать причиной катастрофы – отсутствие осознаваемого образа пространственного положения, например, знания о высоте полета, опасно, если механическое исполнение производится на недостаточной высоте. Приборный образ лаконичен, в нем нет избыточности, и это часто приводит к его функциональной деформации, на первый план выступает значение одного из массы сигналов, что обеспечивает быстроту и точность исполнения одного из компонентов действия, но снижает потенциальную надежность действия в целом.

Специфическим содержанием обладает третий компонент образа полета – чувство самолета. Его формирование связано с поступлением неинструментальных сигналов: ускорений, вибраций, сопротивления органов управления, шумов и пр. Эти сигналы играют сложную и противоречивую роль. Во‐первых, они относятся к так называемым отрицательным факторам полета, выступая как неприятные, иногда вредные для организма физические воздействия. Во‐вторых, они могут неправильно интерпретироваться летчиком и служить причиной ошибочных решений. Однако они очень важны для ощущения летчиком своей слитности с самолетом, которая помогает упреждать изменения его положения, обеспечивает экономный способ выполнения движения и, кроме того, создает общий положительный эмоциональный фон деятельности летчика.

Чувство самолета, прежде всего, связывается с мышечным чувством, которое в наибольшей степени определяет способность к управлению динамическими объектами. Известно, что мышечное чувство было названо И.М. Сеченовым [75] «темным», так как функционирование двигательного анализатора большей частью не осознается. Вместе с тем Сеченов считал, что мышечное чувство играет ведущую роль в оценке и регуляции движений, в восприятии пространства и времени.

Роль мышечного чувства, по‐видимому, связана с тем, что мышечные рецепторы по сложности своей организации и функциям приближаются к рецепторам самых сложных органов чувств – глаза и уха. Основные мышечные веретена связаны не только с толстыми афферентными нервными волокнами, но еще и с такими, которые оказались эфферентными путями. Это значит, что при растяжении веретен (порог 1–2 г) импульс проходит одновременно к сократительным волокнам и к проприоцепторам, т. е. возбуждение проводится по двум эфферентным путям, из которых один ведет к мышечным волокнам, определяющим сократительную функцию, а другой – к рецепторным аппаратам кинестетического анализатора.

Одним из косвенных доказательств роли мышечного чувства в пилотировании могут служить данные об усилении зрительного контроля при ослаблении (или искажении) привычной проприоцептивной связи летчика с самолетом. Так, например, включение автопилота в режим стабилизации в полете приводит к редуцированию проприоцептивного контроля и одновременно к увеличению длительности фиксаций взгляда на основных пилотажных приборах.

Этот факт, полученный в реальных полетах, объясняется тем, что использование автопилота исказило усилия на органах управления, а это повлияло на чувство самолета и потребовало компенсации путем усиления зрительного контроля. Летчики констатировали и субъективный дискомфорт: «Ручка при включении автопилота загрублена, и я хуже “слышу” ее». У летчиков, отметивших субъективное ощущение перемены усилий, изменилась структура сбора информации в полете на малой высоте в режиме поиска наземных ориентиров.

Чувство самолета – это своеобразное сращивание человека с самолетом, которое позволяет физически ощущать движения самолета, способность человека к правильному и чуткому восприятию и подсознательному выбору всех важных для управления самолетом сенсорных раздражителей и к успешным реакциям на них движениями органов управления.

В формировании и функционировании чувства самолета играют роль и тактильное восприятие кожей, и более глубокое восприятие за счет мышечного чувства. Если машина испытывает крен, то перемещение давления в мышцах воспринимается точнее и быстрее, чем раздражение рецепторов силы тяжести (отолитов). Восприятие давления и мышечное чувство дают возможность судить о правильности угла крена при развороте. При активных движениях тактильное ощущение, связанное с органами управления, основывается на ощущениях давления и мышечном чувстве.

В процессе пилотирования на летчика воздействуют линейные и угловые ускорения по трем осям системы координат самолета. Возникновение акселерационных ощущений определяется длительностью воздействия ускорений, их величиной и градиентом нарастания. Если угловые ускорения или градиент нарастания малы, то даже значительные изменения положения самолета достигаются без возникновения акселерациоиных ощущений, и это дает основание для сомнений в надежности неинструментальной информации при формировании управляющих воздействий. Тем не менее установлена положительная роль акселерационных ощущений для пилотирования и для поддержания чувства самолета.

Итак, образ полета – подвижная, динамическая, изменчивая структура. Компоненты образа вступают между собой в сложные, подчас противоречивые взаимоотношения. Сенсорно‐перцептивное наполнение свойственно преимущественно образу пространственного положения и чувству самолета; моторная регуляция осуществляется на основе чувства самолета и приборного образа (образа вилки). Эффективность регуляции действий на основе чувства самолета связана с осознанием сигнальной значимости ощущений, включенных в данный компонент образа. Преобладание образа приборов как регулятора моторных действий способствует автоматизации действий и, следовательно, фиксации функциональной деформации образа, что может привести к снижению надежности системы «летчик–самолет». Осознание летчиком актуальной значимости образа пространственного положения – одно из необходимых условий сохранения надежности действий в любых ситуациях пилотирования.

Что касается иллюзий пространственного положения, то они, как было сказано, возникают в результате рассогласования между сенсорно‐перцептивным и представленчески‐понятийным отражением пространственного положения. Нами экспериментально было доказано, что этот феномен можно все же преодолеть, когда самолетоцентрическая система отсчета «привязывается» к геоцентрической, т. е. происходит изменение начала отсчета, тогда‐то и формируется новый функциональный орган, осуществляющий отражение пространственного положения. В качестве примера приведем некоторые данные о том, как отражается в сознании образ полета.

Анкета, предложенная для заполнения высококвалифицированному летчику, была направлена на выяснение проблемы осознанности образа полета. Перед летчиками ставились вопросы, отвечая на которые, они формулировали свои соображения о содержании образа полета; о том, как и чем поддерживается его предметное содержание при искажении афферентации; каковы причины «распада» образа; в чем выражается нарушение образа; какова роль приборной информации; в чем положительная роль неинструментальных сигналов (непосредственных ощущений).

Рассмотрим, как летчики понимают, что такое психический образ в летной деятельности. Начнем с определений, предложенных летчиками. Заслуженный летчик‐испытатель СССР В.И. Цуварев [82] предложил следующее определение: «Образ полета – это конкретное представление о положении летательного аппарата в пространстве и о полете в целом, периодически возникающее или по мере надобности создаваемое летчиком на основе приобретенного опыта, имеющихся навыков и воздействия внутрикабинных и внешних источников информации… Кроме того, для летного состава более привычно понятие “пространственное положение”, которое составляет главную основу образа полета, но не заменяет его полностью. В образ полета входят представления о положении самолета в пространстве, об особенностях его поведения на различных режимах и о многих других связанных с полетом факторах, которые для каждого летчика, члена экипажа имеют сугубо свое, индивидуальное значение».

В ответах на вопросы анкеты многие летчики также различают два понятия. «Образ полета» определяется как более общее понятие. «Образ полета» – это «мысленное воспроизведение всего полета», «мысленно воспроизведенный полет с выдерживанием заданных режимов полета», «мысленное представление всей динамики полета», «схема траектории всего полета». В их понимании образа полета легко заметить близость к инженерно‐психологическому понятию «концептуальная модель».

Часть летчиков уже в определении понятия «образ полета» указывают на специфику его сенсорно‐перцептивных компонентов, говоря о двойственной роли непосредственных ощущений. Так, летчик Н. Теницкий предлагает следующее определение: «Образ – не только зрительная картина, а весь комплекс знаний и ощущений, позволяющих чувствовать самолет и летать, используя машину, а не просто управлять ею, пользуясь заученными движениями. Формирование представления о режиме полета происходит путем считывания показаний приборов и немного по чувству (т. е. воздействию на организм угловых ускорений). Чувству доверяться нельзя даже опытному летчику, так как оно обманчиво, и опытный летчик никогда не подчинится «подсказке чувств», не проконтролировав их по показаниям приборов» [78]. Как видим, летчик осознает включенность в образ неинструментальных интероцептивных сигналов, а также их противоречивую роль в регуляции действий, вытекающую из изменения в полете сенсорно‐перцептивных компонентов образа.

Некоторые летчики понятие «образ полета» отождествляют с понятием «образ пространственного положения»: «Под образом полета (или образом пространственного положения),– пишет летчик С. Иванов [27],– я понимаю то представление в моем положении в пространстве, которое сложилось в моем сознании через мои ощущения под воздействием внешних реальных условий и опыта». Летчик С. Григорьев [18] пишет: «Образ – то, что на основе ощущений наглядно отражается в сознании летчика». Сближение двух понятий объясняется, на наш взгляд, тем, что именно образ пространственного положения, как уже отмечалось, осознанно конструируется и поддерживается волевым усилием в субъективно наиболее сложных условиях пилотирования.

При определении понятия «образ пространственного положения» всеми летчиками указывается на наглядность (визуальный характер) представления и на включенность в него ощущений. Это «живое наглядное представление о полете, создаваемое на основе ощущений». В образе пространственного положения летчики осознают как бы два слоя (уровня) – уровень сознательно формируемой наглядной картины (образ представления) и уровень ощущений, не всегда поддающихся сознательной регуляции: «Поскольку образ пространственного положения является отображением реальной действительности через наши ощущения, а информация, проходящая через наши ощущения, может быть искажена, то образ может не совпадать с действительностью. Показания приборов не дают достаточной информации для создания образа, поэтому летчик дополняет ее своим опытом, памятью. На образ влияют и ощущения, которые могут внести искажения» [18]. Из приведенного высказывания – а оно весьма типично – следует, что летчики осознают источники, питающие образ: память (прошлый опыт, знания), сигналы – от приборов (помогающие поддерживать правильное представление) и из внешнего пространства (осознаются в основном те, что мешают сохранению образа).

Вероятность иллюзий наиболее велика при сочетании воздействия двух факторов: 1) специфических для маневренного полета изменениях неинструментальных сигналов и 2) ослаблении внимания к анализу приборной информации (инструментальных сигналов), направленному на поддержание представления о положении самолета в пространстве.

В формировании представления о режиме полета по приборам большое значение имеет накопленный опыт наблюдений этих режимов в визуальном полете. Чтобы образ в слепом полете был устойчив, он должен быть основан на предшествующем обучении, в результате которого вырабатывается прочная связь между показаниями приборов и соответствующим положением самолета в пространстве и формируется доверие к показаниям приборов. Сознательно запоминаемое положение самолета относительно естественного горизонта – отправной пункт формирования образа текущего положения по показаниям приборов, это – опорный образ (по терминологии Б.Г. Ананьева [3]) – визуализированное начало отсчета.

Образ полета формируется на значительной когнитивной (информационной) основе, которая включает запоминаемые и фиксируемые в представлениях визуальные картины полета, а также представления, создаваемые воображением (например, на основе словесных описаний); знание аэродинамики и теории полета; показания приборов и умение анализировать эти показания, неинструментальные сигналы, вызывающие в полете специфические ощущения, наконец, результаты самонаблюдений. По своему характеру образ полета является пространственно‐временным, поскольку его предметное содержание относится к движущемуся объекту; этим определяется очень высокая динамичность образа: на любом отрезке времени есть заданный режим полета, с которым сличается текущий в данный момент. Поэтому полноценный образ полета должен быть антиципирующим, т. е. его реализация должна включать процесс антиципации. Поэтому же он органически связан с чувством времени.

Проведенная среди летчиков дискуссия об образе полета показала, что для них это понятие, как пишет П. Базанов [6],– «не лукавое мудрствование, это – веление времени». С этим психологическим понятием летчики связывают практику обучения. Так, П. Базанов [6] пишет о необходимости отбросить старые негодные методы обучения, которые ведут к неосмысленному механическому пилотированию. «Нельзя бездумно совмещать стрелки. Неосмысленное механическое пилотирование рано или поздно приведет к самым нежелательным последствиям». В летной работе «человек должен всегда четко представлять, что последует за его действиями рулями управления, как поведет себя летательный аппарат, что будет в случае допущенной ошибки и как ее исправить». Это означает, что для подготовки хорошего летчика, способного надежно действовать в нестандартных ситуациях и в течение всей летной деятельности совершенствовать свое мастерство, необходимо формировать у него полноценный образ полета, научить его «зримо» представлять режим полета. Сознательное использование образа полета рассматривается самими летчиками как альтернатива «бездумному» пилотированию, «формализации», автоматизации действий и как основа обеспечения их надежности.

Перестройка методики обучения летчиков должна заключаться в отказе от исключительной его направленности на выработку автоматизированных навыков и в переходе к психологизированным методам, предполагающим активное сознательное построение внутренних механизмов регуляции действий и обеспечивающим формирование полноценного образа полета уже на ранних стадиях подготовки. Целесообразно, чтобы в процессе первоначального обучения человек овладел теоретическими знаниями о содержании образа полета, о его специфической структуре, включенности в него необычных чувственных данных и о возникновении в связи с этим иллюзорных ощущений, а также о психологических характеристиках летной деятельности в целом.

1.2 Пространственная ориентировка – фундаментальная проблема высокоманевренного полета

В ХХI в. авиация приобретет новое качество – сверхманевренность для достижения господства в воздухе. Сверхманевренность означает энергичный маневр на неустановившихся режимах, с дефицитом времени для применения спецсредств. Сверхманевренность сопряжена с воздействием длительных, с высоким градиентом нарастания динамических перегрузок при выходе самолета на закритические углы атаки. Что же касается факторов угрозы дезориентации, то они для подобного рода полетов почти не изучены. Это обусловлено тем, что появилась возможность непосредственного управления боковой и подъемной силами, вектором тяги двигателя. По сути, речь идет о возможности раздельного управления угловым и траекторным движением (раздельное управление векторами перегрузок и собственной угловой скорости ЛА). При пилотировании на углах атаки более 90° и скольжения следует ожидать массу сюрпризов в виде особого рода иллюзий и дезориентаций. Кстати, не последнюю роль будет играть и суженное пространство, на котором разворачивается дуэльная ситуация (4х6 км). За этим ведь следует резкое увеличение скоростей относительно углового перемещения объекта наблюдения. Угловое перемещение напрямую связано с работой зрительно‐вестибулярного аппарата человека, ухудшение работы которого затруднит главную задачу – визирование. Таким образом, даже из этих частных моментов на содержание понятия «сверхманевренности» следует, что угловые скорости, радиус разворота, динамическое торможение и ряд других особенностей пилотирования потребуют глубоких научных исследований в области пространственной ориентировки. И не исключено, что от их результатов будет зависеть перспективность и целесообразность долгосрочного планирования суперманевренных самолетов.

Прорыв в области аэродинамических характеристик ЛА вызвал к жизни принципиально новые требования к системам отображения информации.

Нарушения пространственной ориентировки (дезориентация) связаны с иллюзорным восприятием пространства. Возникновение иллюзий, как правило, сопровождается осознанием противоречий умственных представлений о пространственном положении, основанных на оценке приборной информации и образа восприятия положения самолета.

В истории исследований пространственной ориентировки летчика в приборном полете можно выделить несколько теоретических направлений. Для первого направления характерны попытки разработать теорию слепого полета на основании предполагаемой возможности ориентироваться в полете в пространстве с помощью вестибулярных и проприоцептивных ощущений.

В экспериментах в условиях лишения летчика зрительной информации путем закрытия фонаря и приборной доски непрозрачными шторками определялось время, за которое крен самолета достигал 30°, а вертикальная скорость – 15 м/с, оно равнялось 30 с [18, 73].

В дальнейшем наибольшее распространение получили взгляды на пространственную ориентировку летчика как на результат системной работы анализаторов. При этом стержнем всей ориентировки является направление силы тяжести. Основную сигнальную роль в определении направления силы тяжести играют вестибулярный и кинестетический анализаторы, что выражается в рефлексах с вестибулярного аппарата на мышцы глазных яблок, позных рефлексах и т. п. Отсюда закономерность (физиологическая норма) появления психологического конфликта между «чувствую» и «знаю». В полете перегрузка вследствие действия аэродинамических сил подменяет направление силы тяжести. Отсюда вывод – возникновение иллюзий в полете связано с действием ускорений, в связи с чем последние нужно рассматривать как вредные для ориентирования. Следовательно, не должно быть никакого доверия своим ощущениям, верить можно только показаниям приборов [40, 41, 42].

Понимание происхождения иллюзий сыграло свою положительную роль. Однако такие представления были неполными. Их ограниченность выражалась в недооценке роли психики в деятельности летчика.

Третье направление осуществляло переход к исследованиям пространственной ориентировки летчика на основе психологических концепций.

В 1950‐е годы ученые пришли к выводу, что летчик в полете по приборам должен обобщать показания приборов и на этой основе создавать психически целостный образ пространственного положения самолета и реагировать не на изменение показаний приборов, а на изменение своего пространственного положения [61, 62, 72].

В 1970‐е годы на основе идеи об образном содержании психической регуляции деятельности была разработана концепция образа полета. Н.Д. Завалова [23] сформулировала новую концепцию: в приборном полете основная сложность деятельности летчика по пилотированию самолета заключается в том, что она включает в себя два самостоятельных совмещающих действия: 1) ведение пространственной ориентировки и 2) процесс пилотирования – выдерживание необходимых параметров полета. Пространственная ориентировка регулируется образом пространственного положения – представлением о положении и перемещении самолета в трехмерном пространстве относительно земли. Оба действия требуют активного участия сознания и должны протекать одновременно.

Подход к пространственной ориентировке как к функции образа пространственного положения дает возможность в ином свете представить возникновение иллюзий и пространственной дезориентации и по‐иному оценить роль ощущений летчика в приборном полете.

Предметное содержание представленного в сознании образа пространственного положения не обусловлено фатально деятельностью анализаторов, а определяется активным произвольным управлением своими ощущениями. При этом, по нашему мнению, адаптация к ощущениям от вестибулярного и проприоцептивного анализаторов заключается не в том, что они должны игнорироваться или затормаживаться, а в том, что они под контролем сознания должны произвольно включаться в создаваемый на основе показаний приборов умственный образ пространственного положения. В специальных летных экспериментах мы доказали, что четкое осознание тактильных, проприоцептивных и вестибулярных ощущений и их сознательное включение в психическую регуляцию деятельности летчика по пилотированию самолета под контролем показаний приборов не только помогают в пилотировании, но и уменьшают вероятность возникновения иллюзий [64].

В пользу роли «включения ощущений» говорят полученные данные о том, что одни лишь интеллектуальные усилия очень редко выводили испытуемых из экспериментально вызванных иллюзий, для чего необходимы были правильные тактильные и зрительные восприятия. В механизме формирования у летчика пространственного положения при ведении пространственной ориентировки в приборном полете можно выделить две фазы. В первой фазе происходит активное сознательное построение умственной схемы пространственных координат самолета в полете на основе зрительных восприятий показаний приборов. Такая схема является базой для правильной интерпретации ощущений и представляет собой установку на формирование образа. Во второй фазе происходит включение вестибулярных, проприоцеп-тивных, тактильных и других ощущений в умственный образ пространственного положения.

Необходимо особо отметить, что как формирование самой установки, так и произвольное включение ощущений в формирующийся образ происходит с помощью специальных умственных действий. Умению формировать образ пространственного положения нужно целенаправленно обучать.

Для проверки высказанной гипотезы были проведены специальные эксперименты, направленные на формирование установки к произвольному включению в умственный пространственный образ акселерационных, проприоцептивных и иных ощущений. По содержанию это был формирующий эксперимент [12].

Доказательством продуктивности теоретических идей служат результаты исследований специальной серии экспериментов, посвященной изучению генезиса иллюзий пространственного положения. Суть его состояла в том, что в реальном полете опытным профессионалам ставилась задача определить свое пространственное положение в трех экспериментальных ситуациях. Эти ситуации в полете создавались экспериментатором в виде отклонений от заданного режима, который испытуемый должен был определить по чувству (без зрительного контроля). Ситуации I типа характеризовались тем, что летчик‐экспериментатор для сохранения установившегося режима отклонял рули с амплитудой больше 1 см, что сопровождалось сверхпороговыми изменениями перегрузки с градиентом 0,15–0,5 ед/с. В ситуациях II типа летчик совершал незначительные (до 1 см) движения рулей, вызывавшие околопороговые изменения перегрузки с градиентом 0,1 ед/с и менее. Ситуации III типа характеризовались отсутствием движений рулями и практически неизмененной перегрузкой.

Оказалось, что в ситуациях I типа иллюзорные ощущения наблюдались в 33 %, в ситуациях II типа – в 53 % и в ситуациях III типа – в 100 % случаев, т. е. вопреки стимульно‐реактивным взглядам на происхождение иллюзий в полете, по мере уменьшения интенсивности стимуляции количество иллюзорных ощущений увеличивалось. Этот факт позволил нам выдвинуть гипотезу о том, что при снижении или отсутствии «долевого участия» в построении текущего образа внешних сенсорных данных психика летчика способна конструировать «ложный мир» на основе внутренних эталонных образов пространственного перемещения. И в этом мы видим проявление того фундаментального положения, что психика не может существовать без отражения пространства.

При анализе результатов данных экспериментов было найдено прямое экспериментальное подтверждение протекания иллюзий по механизму выдвижения неадекватной перцептивной гипотезы, при актуализации которой возникает состояние «сенсорной блокировки» для субъективно несоответствующих ей стимулов. Так, у обучаемого В. при закрытых глазах возникло чувственное представление перевернутого полета, тогда как объективное положение самолета было: крен +40° тангаж 15°. И, хотя после открытия глаз взгляд его был устремлен на авиагоризонт, он совершает резкое неправильное движение элеронами. Для того чтобы осознать смысл ситуации и действительно «увидеть» показания приборов, ему потребовалось почти 9 с.

Таким образом, полученные результаты указывают на возможность развития пространственной ориентировки у летчиков с помощью специального обучения. Психологическим основанием такого обучения можно считать высказанную выше идею о двухфазном механизме формирования образа пространственного положения. Первая фаза – активное сознательное построение концептуальной схемы пространственных отношений на основе зрительных восприятий показаний приборов. Такая умственная схема является основой для последующей сознательной интерпретации ощущений и представляет собой установку для дальнейшего формирования образа пространственного положения. Вторая фаза – сенсорно‐перцептивное наполнение образа, т. е. произвольное включение зрительных, вестибулярных, тактильных, кинестетических и интероцептивных ощущений в умственный пространственный образ [12].

Принципиальная психофизиологическая новизна заключается в том, что обучение строится не по принципу: «Не доверяй своим ощущениям, а доверяй только показаниям приборов», а по принципу: «Сознательно включай свои ощущения в построенный на основе показаний приборов умственный пространственный образ» [65].

Подводя итог первой части теоретических исследований, рассмотрим основные психологические воззрения на смысловую сущность пространственной ориентировки.

Все, что происходит в полете: поиск, маневр, применение оружия – исходит из выбора того пространственного положения, которое обеспечивает результативность исполнения задачи. Человек определяет себя по отношению к цели, создает трудные пространственные положения для противоборствующей стороны. Стало быть, он управляет собой, все остальное для него – фон, на котором он работает. Цель меняет свою форму, размер, ракурс не сама по себе, а в зависимости от моего движения, моего ракурса по отношению к ней. Вот почему субъективное восприятие пространственного положения складывается из тех перцептивных стимулов визуального, акустического, тактильного, проприоцептивного, кинестизического характера, которые соотносятся с задачей.

Из этого следует, что ориентация в пространстве – это всегда направленное сознание не только на контроль поступающей информации, но и на построение целенаправленного действия ориентирования, т. е. речь идет о мысленном построении и представлении себя в полете, что гораздо шире и богаче того, что отражено в цифрах, индексах, символах.

Общепринято, что в визуальном полете пространственная ориентировка осуществляется без специального контроля сознания. Но это не совсем так. Проведенная нами специальная киносъемка взгляда летчика при пилотировании магистральных самолетов, маневренных на больших скоростях и малых высотах, показала, что около 40–50 % в визуальном полете экипаж использует информацию для отсчета крена и тангажа. Причина этого – размытая линия горизонта, малый обзор, неудовлетворительные формы лобового остекления и др.

Таким образом, мы имеем дело с попеременной приборной и визуальной ориентировкой. Для их согласования важно, что принимается за точку отсчета, что или кто вокруг чего движется. На этом вопросе мы остановимся подробнее. Но вначале используем данные научных исследований, проведенных на летчиках гражданской авиации, использующих авиагоризонт с подвижной линией горизонта. Летчики рисовали на бумаге то, как они видят себя по отношению к земле. Более 85 % рисовали накрененную кабину по отношению к неподвижной линии горизонта [32, 36].

Был сделан вывод, что эффективным способом ориентировки по крену и тангажу в визуальном полете считается способ, при котором земля используется в качестве системы отсчета и воспринимается неподвижной. Кабина самолета является объектом управления и воспринимается подвижной. Наиболее интересные данные в этом эксперименте касаются установленного набора перцептивных признаков образа полета в зависимости от точки отсчета. В случае, когда земля воспринимается неподвижной, в состав образа полета входило более десяти признаков: линия горизонта, лобовое стекло, плоскость земли, отношение себя к точке отсчета, переплеты фонаря и т. д. Когда же в образе отражается подвижная земля, она не корреспондирует с пространством, а лишь отражает крен как таковой. Это означает, что оценки пространства нет. Таким образом, при геоцентрическом способе ориентации перцептивный образ богаче, что и обеспечивает его регулирующую функцию.

Остановимся на общих вопросах, связанных с проблемой пространственной ориентировки летчика.

Практика использования очков ночного видения, совмещение телевизионных и локационных изображений местности, монокулярных прицельных устройств, управление ЛА в разных системах координат, вектором скорости, поворотным соплом и тем более нашлемным дисплеем – внесут в процесс пилотирования определенные ограничения свободы действий в субъективном пространстве. Обязательно нарушат биолого‐физиологические механизмы перцептивного построения рабочего пространства, деформируют гравитационно‐прижизненно сформированные ансамбли взаимодействия анализаторных систем. Поэтому в начале проектирования индикации пространства и движения ЛА целесообразно определить возможности человека перестраивать не просто свои психофизиологические механизмы отражения пространства, но и природные данные, способствующие созданию нового субъективного пространства, в котором цели и задачи в их предметном изображении способны противодействовать потере пространственной ориентировки. Образно говоря, нашлемный дисплей способен создать квазимир, мягко называемый виртуальной действительностью. Все это хорошо для игральных автоматов, или когда «дуэлянт» виртуален. Но в воздухе даже условная линия горизонта как нигде предметна.

Опыт доказал, что лучшими условиями для сохранения пространственной ориентировки и успешного прицеливания являются использование строительной оси самолета, совпадающей со схемой тела, и отображение положения самолета по отношению к цели. И не случайно основной маневр для ухода из‐под удара – нарушить это перцептивное поле в субъективном пространстве. Поэтому вращение головы летчика было основным приемом повышения осмотрительности в визуальном полете. Нынешние технические возможности позволили на смотровой щиток ЗШ проецировать боевую, пилотажную, навигационную информацию, в том числе и спутниковые разведданные, целеуказания и т. д. Голова стала подвижной платформой, а движения глаз инструментом композиционного формирования перцептивных признаков пространства и предметного содержания оперативного зрительного поля. Глазодвигательная мышечная активность одновременно посылает управляющие сигналы в аппаратные средства захвата цели. В этом случае искомые перцептивные признаки в оперативном поле рабочего пространства должны быть привязаны к саккадическим движениям глаз [65, 68, 71].

При этом техническая информация изобилует рекламной риторикой о неограниченных возможностях летчика работать с виртуальным пространством, практически не нуждаясь в информации с кабинных дисплеев. Большие углы обзора от строительной оси самолета позволяют, по мнению инженера, без труда сделать летчику упреждающий пуск ракет. Поворот головы до 90° от строительной оси самолета позволяет сохранять ситуационную осведомленность о положении в пространстве. Мы в этом глубоко сомневаемся. Прежде всего, потому, что из рекламных описаний технических основ нашлемных дисплеев трудно понять, почему не нашлось места для расчетов взаимосвязи гравитационных факторов и зрительно‐вестибулярных влияний на искажение реального, а не виртуального пространства. Отсутствуют данные о роли кинестезии, двигательного анализатора как ведущего фактора противодействующего дезориентации. Совершенно исключено из анализа чувство времени как структурной единицы движения в пространстве. Нет увязки влияния позных рефлексов с мышц шеи на появление зрительно‐вестибулярных иллюзий в зависимости от весовых характеристик нашлемного дисплея и движения головы. Нам представляется, что без знаний этих вопросов трудно построить систему отображения информации, успешно противодействующей пространственной дезориентации в высокоманевренном полете.

Выскажем ряд методологических положений, которые, возможно, будут полезны для дальнейших исследований. Известно, что перцептивная система имеет несколько уровней организации: микро‐, макро‐ и мегауровни.

На микроуровне отражается отдельное свойство. Здесь важно учесть те перцептивные признаки пространства, движения, формы, текстуры, цвета, объемности и т. д., которые могут усиливать противодействие дезориентации на речемыслительном уровне.

К примеру, желательно использовать законы оптики, геометрии пространства: индексы, символы, расположенные снизу, кажутся ближе; синий, голубой цвет выглядит дальше, чем красный; текстура с плотным строением выглядит ближе. Если при управлении ЛА отсчетным элементом является земля, горизонт, то они должны иметь более яркую поверхность, чем силуэт самолета. Нежелательно разное содержание индицировать близко схожими символами, так как они будут восприниматься вместе. Главное состоит в том, чтобы частный перцептивный признак разворачивал образ предвидимого события, как бы оттеняя предметность цели события.

Перцептивная система макроуровня предполагает отражение субъектом совокупности объектов восприятия, развернутых в пространстве и времени. В интересах построения информационного поля это означает, что пространство должно быть поделено на единицы анализа в своем конкретном значении для каждого времени действия. Охват поля внимания регулируется не только физическим обзором, но и значимостью информации, потребной для выполнения операций в конкретный момент времени. Успех ориентировки будет зависеть от степени сопряжения частного перцептивного признака с реальной действительностью. Допустим, если я в поле зрения вижу изменения формы (объема) наблюдаемого объекта, то я понимаю, что время изменило мое пространство за счет конкретного направления движения ЛА.

В организме нет анализатора пространства, зато есть перцептивный комплекс – функциональный орган восприятия. Он состоит из мотивационно‐оценочного, когнитивного, исполнительного, диспозиционного блока. Собственно, их правильный учет и составляет искусство построения системы индикации пространственного положения.

Остановимся на менее известном и малоизученном уровне перцептивной системы – уровне мега‐системы, с помощью которой пространство опосредуется на протяжении всей жизни. Особый интерес представляет то, что чувственное воспроизведение совокупного наличного бытия и профессионального опыта придает пространству личностный смысл и вводит его в духовный мир свободы. Выскажем на этот счет ряд «завиральных идей».

По нашим данным, неэффективность летчика в маневренном полете вне видимости земли на 2/3 обусловлена отсутствием летных способностей к свободному ориентированию в пространстве и времени. К сожалению, это связано еще с тем, что летчика в приборном полете зачастую учат управлять стрелками, а не летать. Летать и управлять самолетом – не одно и то же. Чувство времени и чувство пространства – фундаментальные составляющие летного мастерства. Пространство для летчика – не абстрактная категория, так как имеет исключительный субъективный смысл. У нас было много летных происшествий при стрельбе по наземным целям из‐за позднего вывода из пикирования в условиях, когда видна земля. Психологически время «сжимает» пространство (что противоречит физическим законам), сводя его до «кусочка» в виде наложения прицельной метки на цели. Поздний вывод – это и есть искажение времени в том реальном пространстве, в котором действовал летчик. Сформулированное положение наводит на мысль, что в информационном поле летчика при маневрах в вертикальной плоскости должна быть информация о резервном времени в конкретном пространстве. Стоит сказать, что летчик в небе – это другой человек, это уже небожитель. Он в отличие от конструктора по‐другому чувствует, переживает привычный нам физический мир: скорость, высоту, пространство, время, гравитацию. Он более целостно чувствует Вселенную.

Читая воспоминания американских летчиков‐испытателей Ч. Игера, Эвереста, Бреджмина и др. [63, 67], можно убедиться в близости их взглядов на жизнь в небе со взглядами русских летчиков. Приведем некоторые высказывания наших испытателей. «Полеты давали ощущения вечности и бесконечности. Приобщение к вечности бытия и пространству ощущается подспудно. От этого захватывает дух».

«Духовность в полете проявлялась как ощущение приобщения к пространству, свободе, познанию нового, я бы сказал, что для моей души даже где‐то к вечности».

«Только в полете я получаю удовольствие от чувства парения во всем окружающем меня пространстве, легкость души. Я благодарен небу, что оно дает мне это свободное парение души».

На вопрос, что завораживает летчика в небе, одни из них ответил: «…возможность жить в другом измерении». Обратите внимание на акцент: не летать, а жить. Видимо, для летчика пространство – это особая степень свободы, раскрывающая, раскрепощающая, развивающая его способности и чувства быть свободным в выборе. Органическое чувство пространства и есть путь к победе в дуэльной ситуации. Искусственно ограничивая летчику его пространство, мы нарушаем более глубокие психические слои бытийного, рефлексивного и духовного сознания. Не случайно в психосоматике мы имеем дело с неврозами давящего пространства. Но это уже особая тема.

Наша гипотеза состоит в том, что одним из противодействующих факторов дезориентации для случая использования нашлемных дисплеев на «вертящейся» голове летчика является усиление второго компонента пространственной ориентировки – чувства самолета. Фундаментальными исследованиями восприятия пространства и времени установлена мультифункциональная роль мышечного анализатора как механизма межанализаторной интеграции в отражении пространства. Более того, чем выше активность мышечной, суставной проприоцепции, тем дольше сохраняется ориентация при условии ослабления зрительного анализатора. Мы эти данные подтвердили в полете, когда определяли принципы пространственного положения ЛА, состав информационного поля на электронных индикаторах и особенно в условиях ухудшения зрения. В этих исследованиях перцептивные константы напрямую связаны со зрительно‐кинестатическими ощущениями. Когда мы проектируем зрительное поле отображения информации, необходимо четко представлять его органическую связь с построением управляющих и корректирующих движений летчика, управляющего самолетом. При нынешних фантастических аэродинамических возможностях человек без развитых экстраполяционных рефлексов, без образа предвидения своего ближайшего попадания в другое пространство обречен на дезориентацию. В этом случае сам факт, что в организации движения центральное место занимает образ будущего действия, оценка позы тела будет способствовать привязке зрительной системы к тем перцептивным признакам пространства, которые сохраняют его ориентацию на речемыслительном уровне. Движения, включающие ориентацию на будущее, называют живыми [8]. Живое движение отличается от механического тем, что оно представляет не столько перемещение тела в пространстве, сколько овладение этим пространством и временем. Это возможно потому, что живое движение является средством трансформации пространства во время и обратно. Хотелось бы предостеречь от ошибки, когда сенсорной системе зрительного анализатора, где формируется нервная модель стимула, придается ведущее значение в формировании представления о пространстве. Это справедливо только в лабораторных условиях при постоянной гравитационной составляющей. В профессиональной деятельности летчика регулирует пространственную ориентировку образ предмета, представленный целью и выраженный констелляцией доминирующих подзадач полетных ситуаций. При управлении самолетом именно в эффекторных сенсорных коррекциях благодаря двигательной задаче заключено предментно‐смысловое управление прогнозом изменяющегося пространства в интересах цели полета. Моторное поле строится посредством пробующих движений, зондирующих пространство во всех направлениях. Более высокий уровень значимости моторного компонента в пространственной ориентировке состоит и в том, что и построение зрительного образа основано на моторном алфавите, управляющем вниманием. Стало быть, съем информации может производиться со стабилизированного образа на сетчатке и с послеобраза [69].

Можно предположить, что в согласовании моторных алфавитов зрения и движения по управлению самолетом, порождающих психический образ пространства, не исключен продуктивный путь создания средств противодействия пространственной дезориентации. Причем важна роль обучения по выделению главных признаков поля пространства, релевантных задаче. К сожалению, в онтогенезе перцептивной системы процесс выделения слабо развит. Выделение на средствах отображения информации (СОИ) информационных признаков в разных кусочках пространства – это еще одно эффективное противодействие пространственной дезориентации.

Обобщая теоретические посылки, констатируем:

(а) На сегодня многие прекрасные технические решения при создании информационного поля все же во многом ломают, насилуют природную организацию восприятия пространства.

(б) Перед авиационной медициной и психологией стоит задача максимально использовать закономерности полетной ориентации в пространстве при проектировании СОИ и систем управления самолетом.

Все вышеизложенное имело одну цель – убедить в том, что наиболее продуктивной идеей разработки пространственной ориентировки является теория и практика образа полета. Психический образ всегда возникает в результате предметно‐практической, сенсорно‐перцептивной и мыслительной деятельности. В нем всегда представлены:

пространство, время, движение, цвет, форма, фактура и т. п. [25, 49, 58]. Продуктивность этой теории в том, что главной функцией образа является регуляция деятельности в трехмерном пространстве при управлении подвижным объектом с пятью и более степенями свободы [23].

В качестве заключения к преамбуле этой книги коснемся методологической составляющей проблемы пространственной ориентировки.

Наши теоретические размышления и экспериментальные исследования привели нас к убеждению, что пространство есть вещное окружение человека и представляет собой размерность жизненного цикла интеллектуального развития и осмысления себя как ядра ноосферы. Ведь не случайно сегодня так много пишут об экономическом, геополитическом, жизненном, интеллектуальном и других видах пространств, вкладывая в материальный субстрат состояние идеального духа и смысл движения материи. Но, к большому сожалению, в авиационной медицине и психологии понятие пространства с самого начала погрузили в круг сенсорных парадигм, сводя их к известной триаде: зрение – вестибулярный аппарат – проприоцепция. Феномен сенсорных иллюзий был содержательной стороной исследований категории пространства, интерес психологов в основном касался коллизий представлений на базе сенсорных конфликтов. Другими словами, за материальным фундаментальным функционированием системы анализаторов как‐то упустили более высокие уровни познания истины, а именно представление о пространственной ориентировке как психической реалии в целесообразной деятельности человека в полете. Какова же наша точка зрения?

Прежде всего, авиация придала таким абстрактным категориям, как пространство и время, личностный смысл, так как именно эти категории для человека летающего превращаются в социальную ценность, ибо психологически включены в цель и средство деятельности. Они могут одновременно выступать в двух полярных ипостасях: представлять угрозу жизни и способствовать общению. Пространство, по мнению летчиков и космонавтов, стало доступным. «В полете,—писал летчик Б. Еремин [67],– рождалось не иллюзорное, а вполне реальное чувство доступности любой точки земной поверхности в заданное время, крылья и мотор изменили реальность». По мнению космонавта Г. Берегового [67], человечеству лишь суждено было работать на Земле, жить ему предстоит во Вселенной. Как видим, психологическая трансформация физической сути пространства для летающего Homo sapiens есть интеллектуальный процесс осмысления и самосознания себя как личности, как социальной ценности в подлунном мире. Мы, авиационные врачи и психологи, гордимся тем, что принадлежим к профессиональной общности, которая называется авиационным братством, у которой независимо от политической географии есть общий пространственный стержень. Что мы имеем в виду? Летчики и космонавты очеловечивают пространство как общий ДОМ. Пространство и время в полете – это информационная категория, трансформированная в глубокий социальный смысл: сохранение национальной безопасности стран, устранение причин катастрофических экологических ситуаций, общение планетян и т. д…

Таким образом, для авиационной и космической экологии, медицины и психологии саму проблему пространства мы можем обозначить как новую область исследований механизмов формирования планетарного сознания. И более того, «вызов Богу», который сделали авиация и космонавтика, позволяя человеку покидать Землю, заставляет нас, ученых, искупить грех путем доказательства того, что в полете развивается осознание человеческого в человеке, формируются нравственные потребности к накоплению добра и человеческого капитала, а также создавать, в понимании С. Экзюпери [67], планету людей. Нам кажется, что подобный общий взгляд на проблему пространственной ориентировки и в ее частном виде для авиации может нас продвинуть быстрее и глубже в область решения сугубо практических задач.

Мы как исследователи прогнозируем, что чем дальше человек отделяется от своей планеты, чем больше его организм испытывает новые факторы, неизвестные ему на Земле, к примеру, смену гравитационных полей, деформацию восприятия пространственных структур привычных объектов, нарушение чувства времени, искажение афферентно‐эфферентных потоков информации, замедление или убыстрение витальных функций клеточных структур и метаболических процессов – тем ближе мы к открытию космического происхождения живого вещества. Пора нам вырываться из плена привычных метафизических постулатов и переходить на уровень вселенского сознания, ибо только тогда мы увидим за содержанием и формой многообразных реакций организма и психики отклик глубокой эволюции, который поможет нам открыть субстанцию понятий космического происхождения. На этом пути проблема пространственной ориентировки летчика есть исключительный инструмент для познания адаптивных возможностей человека. Дело в том, что сам процесс дезориентации, т. е. распад целостности психического отражения себя в пространстве, процесс дезинтеграции сознательного и бессознательного, дисгармонии биологического и социального, раздвоения «Я» и образования «ложного мира», станет тем ключом к разгадке сотворения духовных ограничений, которые не позволяют человеку приобрести божье качество – быть на небесах.

Как известно, наиболее опасным препятствием для свободного пребывания человека в небе является пространственная дезориентация. При этом важно подчеркнуть, что дезориентация летчика есть нормальная физиологическая реакция, однако с социальной позиции она нецелесообразна, поскольку затрудняет реализацию цели деятельности. В этой связи и возникает настоятельная необходимость проникнуть в суть процесса пространственной ориентировки человека, управляющего летательным аппаратом.

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».

Подготовка помогает летчикам распознавать типы обстоятельств, порождающих ПД, обеспечивает их бдительность в похожих условиях [117]. Вместе с тем она должна постоянно совершенствоваться и включать обсуждения в классах, подготовку на тренажерах, центрифугах и самолетах. Совершенно очевидно, не все категории событий ПД можно продемонстрировать, а вот их существенный профиль – можно [97]. Научить распознавать ситуацию ПД – важный вклад в ее предотвращение. И еще: летчики, которые наиболее бдительны к вызывающим ПД обстоятельствам, лучше вооружены, чтобы избежать их или успешно им противостоять.

ВВС Индии разработан контрольный лист с перечнем угроз ПД и даже спрогнозирована повышенная угроза ПД от сверхманевренности таких самолетов, как F‐22, F‐35, V‐22, и вертолета «Апач» [119].

Согласно статистике американских ВВС, есть факторы, вносящие свой вклад в инциденты ПД, условия, при которых летчик имеет высокую восприимчивость к ПД. При планировании полета и во время предполетного инструктажа следует осветить все эти знания и опыт, чтобы пробудить бдительность летчиков. В свою очередь погодные условия, полеты безлунными ночами над пустыней и использование очков ночного видения (NVG) являются факторами риска [94]. Напоминание летчикам о соответствующих факторах риска полета и о том, что делать, если возникает ПД, освежает их предыдущую подготовку – еще один важный пласт в комплексном подходе к нивелированию влияний ПД.

1.5 Пространственная ориентировка – антагонист пространственной дезориентировки

Вместе с тем пространственная ориентировка летчика (как противоположность пространственной дезориентировки) есть базовое умственное действие в системе психического отражения действительности в процессе управления летательным аппаратом. Ориентация в полете соотносится, прежде всего, с целью и задачей полета на предмет достижения промежуточных и конечных результатов. Летчик и экипаж с помощью знаний, опыта полетов интегрирует все видимое, слышимое, на основе которого формируется образ полета, т. е. положение самолета по отношению к земле, курсу, высоте, скорости, пункту на маршруте и т. д. В процессе управляющих действий экипаж соотносит реализацию своих действий, операций, как с частным результатом, так и общим направлением достижения результата. Таким образом, в летной практике под пространственной ориентировкой следует понимать постоянную осведомленность о положении и характере перемещения самолета в пространстве относительно поверхности земли и других внебортовых ориентиров, а также о состоянии и динамике отдельных параметров, характеризующих перемещение в трехмерном пространстве [73]. Собственно, это определение выводит данную проблему в область интеллектуальных действий, от реализации которых зависит надежность и эффективность летного труда. Однако и на сегодняшний день от первоначального обучения до этапа высшей профессиональной подготовки в ручном, директорном и автоматическом полете у летного состава крайне недостаточно знаний с позиции безопасности полета при частичной и полной дезориентации.

Как правило, это знания из области авиационной медицины, касающиеся зрительно‐вестибулярных иллюзий, выводящей лишь на один постулат: в случае иллюзий доверяй приборам, а не своим ощущениям. Но дело все в том, что ощущения – это лишь первый импульс, а далее включается сложная система психической регуляции, представляющая внимание, память, мышление, воображение, волю и эмоции. Иллюзия любого происхождения – это психическая дезориентация, утрата в разной степени осведомленности, куда, как, а порой и зачем лечу. Происходит конфликт между глубоким мышечным чувством от усилия и результатом ответа на него, между видимым за бортом самолета и реальным вектором скорости, между видимой ВПП и образом ее представления и т. д., и т. п. Это конфликт между осознаваемой действительностью и окружающим реальным физическим миром. Внутриличностный конфликт тормозит реальную деятельность в русле принятия решения на управляющие действия. А летчики не всегда готовы грамотно и своевременно переключаться с образного мира на предметный, испытывая растерянность, неуверенность в себе независимо от классности. Пространственная дезориентация есть физиологический процесс в анализаторах, который по‐своему адекватно реагирует на физические стимулы световой, звуковой энергии, возникающей от сил инерции, всех видов ускорений, атмосферных влияний, геометрических параметров пространства и земных объектов в зависимости от высоты и скорости их движения на рецепторах анализаторов.

Естественно, одних ознакомительных знаний недостаточно для профессиональных действий в случае дезориентации в полете. Требуется практика освоения характера, продолжительности ложных чувств, извращенных представлений о скорости, высоте, направлении маневра в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Необходимо ощутить практически вживую, как меняется чувство крена от посадки в самолете, как меняется угол планирования от точки визирования, как изменяются величины, формы, объем наблюдаемых объектов от скорости и высоты наблюдения, как и в каком виде изменения полюса и силы гравитационного поля искажают вертикаль, чувство самолета, направление вектора скорости, как центровка искажает отношение продольной оси к горизонту. Все это только часть вопросов, без практического освоения которых безопасности полетов не достичь.

1. ПОНЯТИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТИРОВКИ

Пространственная ориентировка в полете – это вид сложной умственной деятельности летного состава по постоянному поддержанию представления о положении летательного аппарата относительно поверхности земли, воздушных и наземных объектов.

В земных условиях процесс ориентирования человека в окружающем пространстве протекает практически рефлекторно, что обеспечивается в основном зрительным, статокинетичеким и кинестатическим анализаторами, объединенными в процессе онто‐ и филогенетического развития в сложные функциональные системы.

Фундаментальным элементом отсчета пространственных координат в этом случае в земных условиях является гравитационная вертикаль, а также относительная и абсолютная удаленность объектов. Однако пригодные в земных условиях врожденные и приобретенные механизмы ориентировки человека в воздухе (полете) не всегда могут правильно отображать в сознании истинное положение. Так, при выполнении маневрирования результирующая сила перегрузки, направленная от головы к тазу, подменяя гравитационную вертикаль, может привести к искаженному восприятию пространства. Это обстоятельство является причиной многих нарушений пространственной ориентировки в полете. Поэтому для определения положения в пространстве летчику требуется выполнять активную умственную работу, направленную на восприятие, переработку и оценку потока различных сигналов, нередко противоречащих друг другу. В свою очередь, это означает, что пространственная ориентировка в полете – это, прежде всего, психический, самостоятельный интеллектуальный процесс, представляющий в сознании отражение условий, в которых протекает деятельность человека.

Таким образом, для формирования правильных пространственных представлений необходима целенаправленная тренировка, предполагающая оценку не только своего положения в пространстве, но и пространственного положения воздушного судна (ВС). Однако данный вид деятельности человека представляет определенную сложность, поскольку необходимо решать задачи пространственной ориентировки на фоне процесса непосредственного пилотирования. А это вторая, не менее сложная задача. В свою очередь, ориентировка и пилотирование настолько взаимосвязаны и взаимозависимы, что нередко предполагается, что подготовка к выполнению процедур пилотирования автоматически означает и подготовку к ведению пространственной ориентировки. Однако это далеко не так. Ниже будут представлены материалы по подготовке летного состава к ведению пространственной ориентировки в полете.

2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРИЕНТИРОВКА КАК УСЛОВИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ

Практическая значимость пространственной ориентировки летчика исключительно велика. Так, среди причин инцидентов и авиационных происшествий, обусловленных ошибками летного состава, нарушения пространственной ориентировки составляют до 12 %, а удельный вес потери пространственной ориентировки среди причин авиационных происшествий достигает 20 %. При этом следует подчеркнуть, что уровень аварийности по этим причинам в течение нескольких десятилетий не уменьшается. Более того, анализ практически 50‐летнего периода полетов показал, что потеря пространственной ориентировки была и остается одной из основных причин авиационных происшествий. Это означает, что потеря пространственной ориентировки относится к числу тех проблем, которые не удалось решить в ХХ в. и которая будет фигурировать в числе причин авиационных происшествий и в XXI в.

В то же время в существующем в настоящее время подходе к аварийности в графу «Потеря пространственной ориентировки» не входят авиационные происшествия, вызванные столкновением воздушных судов в воздухе. Так, только в США за период с 1983 по 1988 гг. эта цифра составляла от 36 % до 42 %.

Проблема столкновения воздушных судов потребовала разработки новых правил и требований полетов. Однако все эти правила могут оказаться бесполезными, если летчик методически не подготовлен к оценке пространственно‐временных соотношений движения ВС в воздушном пространстве.

В свою очередь, многочисленные выходы ВС за летные ограничения, потеря высоты и скорости, грубые посадки выкатывания и многое другое не расцениваются как потеря пространственной ориентировки, хотя эти инциденты детерминированы частичной потерей именно пространственной ориентировки.

Вместе с тем нарушения пространственной ориентировки в итоге выливаются в огромные моральные и материальные потери. Так, в июне 2002 г. в Испании на Международном конгрессе по проблемам пространственной ориентировки в одном из 300 представленных докладов [107, 136] отмечалось, что «за период с 1990 по 1999 годы было потеряно приблизительно 557 млн. долларов по причине пространственной дезориентировки и при этом погибло более 50 летчиков». В этом же докладе подчеркивалось, что «стоимость подобных потерь с развитием самолетостроения будет только увеличиваться…»

В нашей стране за последнее десятилетие по причине потери пространственной ориентировки произошли следующие катастрофы (таблица 1.2):

Таким образом, решение проблемы пространственной ориентировки в полете есть ключ к повышению безопасности полетов.

Таблица 1.2

Авиационные катастрофы по причине потери экипажем пространственной ориентировки в полете

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТИРОВКИ

Пространственная ориентировка может быть классифицирована по следующим основным видам.

1. По охвату зон полета пространственную ориентировку принято делить на:

• общую осмотрительность в воздушном пространстве;

• ориентировку по положению ВС относительно земных координат;

• ориентировку по направлению движения ВС в ближнем и дальнем пространстве.

2. К.К. Платонов [61] предложил различать пространственную ориентировку по скорости, правильности, объему, отчетливости, повторяемости, опосредованности:

• так, пространственная ориентировка может быть быстрой, позволяющей во временных рамках полета ориентироваться в большей части его информационной среды, или медленной, которая «не успевает» за изменениями информации и ситуацией полета;

• пространственная ориентировка может быть правильной, эффективной, обеспечивающей потребности управления, а также частично или полностью ошибочной, т. е. полной или частичной потерей представления о своем месте в пространстве;

• объем воспринимаемой и перерабатываемой информации в полете может быть полным (достаточным), частично неполным (недостаточным);

• пространственная ориентировка может быть отчетливой или неотчетливой (в зависимости от степени ясности отражения сознанием действительности);

• пространственная ориентировка может быть постоянной или прерывистой (дискретной);

• пространственная ориентировка бывает непосредственной (визуальной) и опосредованной (через восприятие показаний приборов, словесные указания, передаваемые по радио и СПУ и т.д.).

Пространственную ориентировку можно также различать по условиям, в которых выполняется полет (визуальный, приборный, полет на эшелоне, полет в аэродромной зоне, при решении специальных задач, на взлете и посадке с ограниченных и подвижных взлетно‐посадочных полос, при движении по земле и т. д.).

Пространственная ориентировка зависит от типов ВС, используемых средств индикации, сигнализации, уровней автоматизации, состава экипажа и др.

Однако во всех приведенных выше ситуациях основным решающим условием ведения правильной пространственной ориентировки является активная умственная деятельность экипажей по поддерживанию своего представления о положении ВС относительно поверхности земли, воздушных и наземных объектов.

4. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТИРОВКИ

Авиационные психологи еще в 50‐х годах ХХ в. выявили, что у летчика в полете по приборам формируется обобщенное, как правило, наглядное представление о режиме полета, и, в частности, о положении ВС. В дальнейшем это представление было сформулировано в виде образа полета.

Каким образом формируется это наглядное представление (образ полета)?

Основными компонентами образа полета являются «образ пространственного положения», «чувство самолета» и приборный аналог, так называемый «образ вилки». Для надежной регуляции действий летчика образ полета должен содержать все три компонента. В этом случае летчик знает, что делается с ВС, где он находится, ощущает свою слитность с ВС и осознает, какие движения необходимо выполнить для поддержания заданного режима полета. У опытного летчика гармонично развиты все основные составляющие образа полета, но, как правило, они формируются стихийно, в процессе многолетней практики. В некоторых неблагоприятных случаях у молодого летчика преимущественно развивается один из компонентов образа – образ вилки, регулирующий процесс, который называют «собиранием стрелок» или «обнулением приборов». При этом летчик не всегда точно представляет в пространстве свое положение, «забывает, что летит, и только сводит стрелки». Такой образ неполноценный, он не обеспечивает достаточной надежности формирования правильной пространственной ориентировки и необходимых действий по управлению.

Специальные исследования показали, что в современных условиях полета, когда существенно возрос удельный вес приборного полета и повсеместно внедряется автоматизация управления, роль полноценного образа полета также повышается.

В настоящее время доказана прямая зависимость эффективности и надежности действий человека от содержания образа полета, предполагающего гармоническое развитие трех его составляющих:

– наглядных образов положения и движения на траектории ВС, составляющих смысловое ядро образа полета;

– целостных образов показаний приборов, в которых индицируется пространственное перемещение в воздухе;

– чувственных образов неинструментальных сигналов, лежащих в основе летного чувства.

Следует подчеркнуть, что формирование образа полета развивается по двум фазам:

– на первой фазе формируется понятийный образ;

– на второй фазе формируется его чувственное наполнение.

Так, на первой фазе у летчика образуются представления о пространственных положениях ВС и соответствующих им показаниях приборов, ощущениях и восприятиях. Их наличие, определяя предметное содержание образа полета, является обязательным условием сознательного использования для регуляции действий по пилотированию на основе инструментальных и неинструментальных сигналов. Однако поскольку опознание полетной ситуации с помощью понятийных эталонов требует достаточно большого времени для перебора всех информационных признаков, то данный способ в условиях быстро изменяющейся обстановки в полете оказывается малоэффективным. Поэтому на второй фазе сформированные понятийные эталоны должны быть сознательно наполнены ощущениями и восприятиями неинс-трументальных сигналов (чувственной тканью образа). В дальнейшем, вступая во взаимодействие друг с другом, они образуют целостные эталоны пространственных перемещений, позволяющих летчику на уровне ощущений и восприятия практически одномоментно отражать все признаки сложившейся ситуации и непосредственно чувствовать пространственное перемещение ВС.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что от несформированности смыслового ядра образа на понятийной фазе у летчиков возникают затруднения при отказах авиационных приборов или в случаях попадания в сложные положения. В свою очередь, отсутствие целостных эталонов опознания летной ситуации затрудняет восприятие показаний приборов и использование неинструментальных сигналов для регуляции действий по пилотированию. Поэтому полноценный образ может быть сформирован только на основе обоих фаз своего развития.

Может показаться, что при современной, отлаженной и проверенной многолетней практикой программе подготовки вопрос о целенаправленном формировании образа полета не должен возникать. Однако существует, по крайней мере, три взаимосвязанные психологические закономерности, игнорирование которых в практике летного обучения до настоящего времени обусловливает стихийность развития образа полета у летного состава, Так, во‐первых, современной психологией познавательных процессов доказано, что психической формой существования понятий являются зрительные образы, которые представляют собой продукты умственных действий визуального мышления. Применительно к деятельности летчика они характеризуются созданием трехмерных зрительных структур о пространственном перемещении ВС, что само по себе является достаточно сложной задачей и вызывает большие субъективные затруднения. С другой стороны, зрительные представления по своей яркости, четкости и контролируемости у разных лиц сильно отличаются. Поэтому при чтении одних и тех же пособий, одном и том же объяснении инструктора у молодых летчиков могут сформироваться совершенно различные наглядные образы пространственных положений ВС на траекториях полета и понятия о соответствующих им показаниях приборов и неинструментальных сигналах.

Во‐вторых, часто требования к летчикам в процессе обучения ограничиваются только наличием знаний о параметрах полета, отраженных в показаниях приборов, чему во многих случаях способствуют не всегда методически грамотно организованные тренировки на тренажерах до начала выполнения вывозной программы. В результате не создаются условия для формирования целостных представлений о пространственном перемещении ВС, что существенно затрудняет «видение» и «чувствование» характерных признаков полетных ситуаций в реальных условиях деятельности.

В‐третьих, до настоящего времени в пособиях по обучению летного состава технике пилотирования, а в некоторых случаях и в объяснениях самих летчиков‐инструкторов, неоправданно мало внимания обращается на необходимость использования для регуляции деятельности в визуальном полете неинструментальных сигналов. Это приводит к тому, что в полете, когда на молодого летчика буквально обрушивается масса необычных и не всегда понятных ощущений, существенно возрастает состояние нервно‐эмоционального напряжения, что затрудняет формирование целостных психических эталонов пространственного положения.

В результате развитие летного чувства растягивается на многие годы, а некоторые летчики так и не могут подробно описать или объяснить, как они ему научились.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБРАЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ

Как уже отмечалось, не все образы и не всегда отражают истинное пространственное положение ВС. Зачастую из‐за недостатков в системе обучения и подготовки летного состава, а также из‐за негативных личностных особенностей летчиков (нежелание заниматься самообучением и самосовершенствованием) даже опытные летчики используют неадекватные способы пространственной ориентировки, что со временем не гарантирует безаварийности летной работы.

Известно, что применяемые способы только тогда могут считаться эффективными, когда они обеспечивают за минимальное время безошибочное управление, т. е. когда летчик действует быстро и безошибочно.

Это хорошо видно на примере применения эффективных способов пространственной ориентировки по крену и тангажу. Так, в процессе решения вопроса о выборе принципа индикации крена и тангажа в авиагоризонтах было установлено, что эффективным способом является такой, при котором:

– реальная и отображенная в авиагоризонте земля (линия горизонта) служит в качестве системы отсчета и видится летчиком неподвижной;

– реальный стилизованный силуэт ВС, отображенный в авиагоризонте, используется в качестве управляемого объекта (видится подвижным по крену и тангажу);

– отсутствуют ошибочные действия;

– латентное время (время от момента обращения к авиагоризонту до начала управляющего действия органами управления) по выводу ВС из крена и тангажа находится в диапазоне 1,0–1,5 с;

– используя любые приборы, летчик всегда управляет ВС и собой, а не только индексами и стрелками приборов, что в свою очередь позволяет ему в полной мере испытывать «чувство самолета»;

– летчик осуществляет постоянный сознательный контроль своего пространственного положения по крену и тангажу, а его управляющие действия осмысленны;

– формируемый образ пространственного положения является устойчивым по отношению к разрушающему воздействию инструментальных и неинструментальных сигналов, отсутствует необходимость его перестройки [32, 35].

1.6 Психологические особенности ориентировки человека в пространстве

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. Восприятие оптической информации глазами происходит дискретно. Это значит, что информация о положении и перемещениях самолета, поступающая в кору головного мозга, отнюдь не представляет собой сплошного потока, как это в основном имеет место при полете в условиях прямой видимости земли. Считывание показаний приборов происходит главным образом в виде дискретных последовательных операций и в течение различных интервалов времени. Это, в свою очередь, ведет к получению лишь отрывочной информации о пространственном положении. Для последующего синтеза общей картины фактического пространственного положения пилоту необходимо каждый раз проводить мысленный анализ. Причем этот процесс происходит в условиях непрерывного потока информации от вестибулярного аппарата об изменениях положения самолета.

Второй фактор. Показания приборов являются лишь символами естественных раздражителей (естественного горизонта, высоты полета). Их необходимо в известной степени перевести и переработать в реальное представление о положении относительно горизонта и высоте полета над землей. Это является дополнительной работой для центральной нервной системы.

Третий фактор. Вследствие принятия силы земного тяготения за базу для наших представлений о пространственном положении, в полете пол кабины привычно воспринимается как низ, а потолок – как верх. Это представление, базирующееся исключительно на хранящейся в нашей памяти информации о положении в пространстве, может быть очень стойким, тем более что оно подтверждается информацией, постоянно поступающей от вестибулярного аппарата, и опирается на нее.

Четвертый фактор. Все навигационные приборы обладают определенной инерционностью индикации, обусловленной их конструктивными особенностями. По этой причине пилот своими рецепторами, в частности, вестибулярным аппаратом воспринимает изменения направления и скорости перемещения самолета уже до того, как эти изменения будут отражены показаниями приборов. Так, например, ощущение повышения перегрузки возникают до того, как вариометр покажет, что происходит набор высоты.

Пятый фактор. По сравнению с ведущей ролью вестибулярного аппарата в земных условиях ведущая роль зрительного анализатора в полете занимает в нашем сознании более слабые позиции, так как сравнительно небольшому числу часов летной подготовки противостоят многие годы привычных ощущений, приобретенных в течение всей жизни.

По этим причинам может легко возникнуть такая ситуация, при которой информация, получаемая от навигационных приборов, вытесняется информацией, поступающей от вестибулярного аппарата, или же создается реальная опасность ее вытеснения. Это происходит тем легче, чем слабее позиции нового вида пространственного ориентирования, осуществляемого при ведущей роли зрительного анализатора.

Однако вероятность этого события будет зависеть от уровня натренированности в условиях полетов по приборам, а также от умственного и физического тонуса (работоспособности) пилотов в конкретный момент времени.

Здесь важно отметить, что при наличии ослаблений в этих областях может случиться так, что возникшая иллюзия не только не исчезнет, но приобретет стойкий характер до того, как она будет осознана пилотом. Однако, если пилот уверен в правильности показаний навигационных приборов и будет осуществлять ориентирование по ним, ему удастся преодолеть возникшую иллюзию. Если же ощущения пространственного положения, базирующиеся на поступающих из вестибулярного аппарата сигналах, будет превалировать в такой степени, что пилот будет доверять только им, а не приборам, принимая их показания за ошибочные и считая свои субъективные ощущения единственно достоверными, то в этом случае вероятность возникновения летного происшествия весьма велика.

Наряду с рассмотренными выше факторами остановимся на целом ряде других факторов, оказывающих негативное влияние на стабильность функциональной системы анализаторов и, в частности, повлечь за собой снижение психического и физического тонуса организма. К их числу относятся:

Факторы психического характера

– Напряженная концентрация внимания на ощущениях пространственного положения самолета (преимущественно из‐за недостатка летного опыта или страха перед возможными иллюзиями);

– эмоциональное напряжение в сложных летных ситуациях;

– отвлечение внимания от приборной доски;

– недостаточная уверенность в своих возможностях;

– нарушение душевного равновесия вследствие семейных или служебных конфликтов.

Факторы, снижающие выносливость

– недостаток движений;

– чрезмерное курение;

– употребление алкоголя;

– острая и хроническая бессонница (усталость является весьма значительным фактором, провоцирующим возникновение полетных иллюзий);

– возникшее и не полностью вылеченное заболевание (в особенности простудные заболевания).

Факторы психофизиологического характера

– неожиданно возникшая необходимость перехода от полета в условиях прямой видимости земли к полету по приборам (например, при входе в облачность);

– монотонность раздражений (например, равномерный шум двигателей при дальних перелетах).

Факторы, обусловленные уровнем летной подготовки

– недостаточный опыт полетов по приборам;

– недостаточные знания в области полетных иллюзий;

– неправильное распределение внимания;

– перерывы в процессе летной подготовки;

– недостаточно быстрое считывание показаний приборов;

– недостаточная натренированность в быстром переходе от полета в условиях прямой видимости земли к полету по приборам.

Факторы, обусловленные компоновкой приборного оборудования кабины пилотов и его конструкцией

– изменение привычной символики полетных параметров (например, при переучивании на управление самолетами других типов);

– инерционность приборов.

Таким образом, в полетах ведущая роль переходит от органа равновесия (вестибулярный анализатор) – к глазам (оптический анализатор). При этом в условиях отсутствия прямой видимости естественного горизонта наш мозг получает необходимую информацию о пространственном положении лишь в закодированном виде, а именно – в виде показания пилотажно‐навигационных приборов. Поэтому в центральной нервной системе происходит первоначально процесс дешифровки сигналов от приборов, а в дальнейшем на этой основе синтезируется представление о фактическом положении самолета в пространстве.

Этот новый для человека динамический метод пространственного ориентирования, осуществляемый путем накопления и обработки дискретно воспринимаемых показаний приборов, требует более длительной тренировки и большого летного опыта. К тому же он менее стабилен и поэтому более чувствителен к воздействию таких факторов, как усталость, заболевание или возникновение нештатной летной ситуации.

У пилота может также появиться сомнение в правильности показаний приборов. Если в такой ситуации он окажется в плену своих иллюзорных ощущений, то может потерять правильную пространственную ориентацию, что неизбежно приведет к летному происшествию. Так, например, согласно данным в США 4 % аварий и 14 % авиакатастроф, связанных с гибелью людей, отнесены на счет потери пилотами правильной пространственной ориентации вследствие чрезмерного доверия субъективным иллюзорным ощущениям.

Сила возникшей в полете иллюзии простирается от легкой стадии, характеризующейся сомнением, возникающим на основе кратковременного заблуждения, до продолжительной или даже полной потери представления о фактическом положении самолета в пространстве. В подавляющем большинстве случаев возникают лишь незначительные иллюзии, которые можно немедленно парировать, бросив взгляд на приборы. Однако иногда возникают иллюзии, действующие в течение многих минут и производящие на пилота весьма сильное впечатление. Очень важно в такой ситуации быстро распознать иллюзию и отнестись к ней критически , ибо только так можно оценить реальное пространственное положение.

Поэтому для овладения методами полета по приборам необходимо учиться и тренироваться так же, как и при овладении иностранным языком. Косвенный метод ориентирования на базе приборных показаний должен быть для пилота столь убедительным, а уровень доверия к работе приборов настолько высок, чтобы он мог не обращать внимания на отвлекающую информацию, исходящую от его органов чувств.

Искусство полетов отчасти как раз в том и состоит, чтобы уметь не использовать эту дополнительную информацию для формирования пространственных представлений.

Из работ в области методов психологической тренировки известно, что человека можно научить селективному отбору возникающих у него ощущений.

S.L. Johnson, S.N. Roscoe [129] отмечают, что следует различать два вида отношения летчика к иллюзиям пространственного положения. В одном случае пилот принимает ложное представление (иллюзию) за истинное. Такое отношение может возникнуть, если летчик почему‐либо не проконтролировал приборы и не обнаружил противоречий между ощущениями и показаниями приборов (или пренебрег показаниями, поверив ощущениям). Такая иллюзия – сравнительно редкое явление для подготовленного летчика. Она возможна у летчика с малым опытом полетов по приборам, особенно в новых для него условиях полета ночью в облаках. В данном случае, если пилот верит иллюзии, то он обязательно совершит ошибочные действия.

В другом случае пилот на основании показаний приборов убежден, что его ощущение (иллюзия) ложно. Он знает, как надо действовать, но испытывает затруднения, так как ложные ощущения мешают ему управлять.

Вот как описывает свое состояние при возникновении ложных ощущений пилот первого класса И. Кочаровский [30]: «Завершил вираж… Отчетливо вижу, что силуэт самолета на авиагоризонте замер на нужном делении, но чувствую совсем другое. Ясно ощущаю, что самолет летит на спине, и не в горизонтальном полете, а задрав кверху нос. Смотрю на приборы… Порядок на приборной доске, но непорядок во мне. Напрасно пытался убедить себя, что истина в приборах – ничто не помогло. Ощущение настолько четко, что я крепко держусь за ручку, боясь оторваться от сиденья. Сознание раздвоилось. Во мне сидели два человека, которые совершенно по‐разному относились к возникшей ситуации. Одним владели чувства, ощущения, и он требовал поступать в соответствии с ними. Другим владел разум, и он требовал верить приборам, их показаниям. Но у этих двух были одни руки, которые, получая противоречивые указания, не знали, что делать.

Какое‐то время я не мог сдвинуть ручку управления, хотя отчетливо видел, что режим полета нарушается. Когда же огромным усилием воли заставил себя отклонить ее в нужном направлении, сделал это так нерасчетливо, что стрелка вариометра вместо того, чтобы прийти к нулю, стремительно перескочила его».

Иллюзорные ощущения может испытывать пилот любой квалификации. Так, в статье И. Кочаровского [30], процитированной выше, описан разговор автора с опытным пилотом‐испытателем, который признавался, что он всю жизнь в облаках «летает вверх ногами», но привык к этому и управляет согласно разуму и приборам, вопреки ощущению.

Причины иллюзорных ощущений в необычности воздействий воздушной среды на человека, приспособленного к земным условиям. Их возникновение не есть свидетельство неподготовленности или ослабленного здоровья пилота. Даже у очень опытного и совершенно здорового пилота они обязательно будут возникать при определенных воздействиях среды. При понимании причин иллюзорных ощущений и спокойном отношении к их появлению пилот, подготовленный к пилотированию по приборам, способен действовать правильно, основываясь на показаниях приборов.

Иллюзии возникают чаще на тех этапах приборного полета, когда пилот на некоторое время отвлекается от контроля пространственного положения по показаниям авиагоризонта, вариометра, высотомера. Это отвлечение нередко вынужденное. Так, для приборного полета вообще характерна прерывистость, дискретность восприятия информации от приборов. Даже на отдельных участках посадочной прямой перерывы в восприятии показаний авиагоризонта – основного прибора, прямо указывающего пространственное положение самолета, могут достигать 8–10 с.

1.7 Определение понятия «иллюзии полета»

И все же, что же такое иллюзии полета и как они отличаются от других явлений в полете?

Для ответа на этот вопрос обратимся, прежде всего, к работам, в которых обсуждался вопрос иллюзий полета, и проанализируем определения иллюзий, которые в этих работах давались. Так, Gillingham, Wolfe [115] отмечают, что явления неправильного, неточного отражения объективных свойств вещей называются иллюзиями, которые могут вызываться физическими, физиологическими и психологическими причинами.

Гератеволь считает, что неправильные действия человека, приведшие к отклонению самолета, могут быть результатом не только ошибочно принятого решения, но и следствием искаженного восприятия и осмысливания информации, в условиях которой производится полет. Иначе говоря, причиной ошибочных действий пилотов нередко могут быть неправильные, искаженные восприятия, т. е. иллюзии.

Ряд авторов [14, 89,115] отмечают, что иллюзия – это любое искаженное психическое отражение. Есть иллюзии памяти (при переутомлении переживание иллюзии «это уже было»), мышления (любопытство вместо любознательности), эмоций (увлечение вместо любви), воли (упрямство вместо настойчивости).

Но практически в авиации этим словом обычно обозначают искаженные ощущения и восприятия.

Исаенко [29] считает, что главная причина возникновения полетных иллюзий кроется в приспособленном к земным условиям жизни способе функционирования анализаторов, участвующих в процессе пространственного ориентирования, в частности, их базировании на силе земного тяготения при решающем участии вестибулярного аппарата и во взаимосвязи с нашим представлением о пространственных закономерностях окружающего мира, усвоенных нами с помощью этих анализаторов и хранящихся в нашей памяти. Однако эти анализаторы все же в недостаточной мере приспособлены к восприятию раздражений, возникающих при движении в трехмерном пространстве. Наиболее надежна, как правило, информация о естественных объектах, воспринимаемая глазами и поступающая в оптический анализатор до тех пор, пока сохраняются условия прямой видимости земли.

Таким образом, полетные иллюзии возникают вследствие нарушения функционального взаимодействия анализаторов, а именно ведущей роли оптического анализатора в этой функциональной системе. Кроме того, возникновению полетных иллюзий способствуют физиологические особенности одного или множества анализаторов‐участников или ложная визуальная информация. Исходным пунктом возникновения полетных иллюзий является усложнение внешних полетных факторов и/или снижение работоспособности пилота. Особенно велика опасность нарушения упорядоченного функционального взаимодействия анализаторов‐участников для создания по приборам представления о пространственном положении самолета в любой момент времени в условиях полета.

Следствием возникновения полетной иллюзии является потеря правильной ориентировки, из которой, если ее своевременно не распознать, вытекает ошибочная стратегия действий пилота, не соответствующая фактической обстановке и могущая привести к возникновению опасной полетной ситуации.

Приведем краткое обобщающее определение понятия полетной иллюзии: под полетной иллюзией следует понимать процесс ошибочной переработки и анализа впечатлений, не соответствующих реальной действительности.

В книге «Авиационная медицина» [1] указывается, что в обычных условиях (на земле) пространственная ориентировка осуществляется благодаря деятельности системы анализаторов: зрительного, вестибулярного, проприоцептивного, тактильного, интероцептивного. В полете часто возникают условия, при которых затрудняется нормальное функционирование одного или нескольких анализаторов. В результате органы чувств человека могут давать искаженную информацию, что приводит к иллюзиям и к дезориентации пилота относительно его положения в пространстве.

Johnson, Roscoe [129] подчеркивают, что под иллюзиями пространственного положения понимаются ложные представления о положении самолета в пространстве. З. Гератеволь [14] это называет «неправильные, искаженные восприятия, т. е. иллюзии». Иллюзии могут возникнуть в ходе раздражения любого из анализаторов человека и свойственны любому из людей. Отобрать в авиацию лиц, совершенно не подверженных иллюзиям невозможно, так как таких людей нет. При этом нет ни одного этапа визуального полета, при выполнении которого не могло бы возникнуть зрительных иллюзий.

Говоря о восприятиях пространства в полете, LehWess‐Litzmann, Peper, Proel [134] подчеркивают, что каждое из этих восприятий может быть обмануто в зависимости от того, как представляются сигналы.

Авторы ряда работ [21, 83, 84] отмечают, что иллюзорные ощущения своего пространственного положения испытал почти каждый летчик.

При этом иллюзии могут появиться у любого человека, а значит, они не представляют собой болезненного явления [131].

На это указывал еще К.К. Платонов [61]: иллюзии в полете по приборам могут возникать у подавляющего большинства пилотов, хотя и с различной частотой, в различной форме, степени выраженности и стойкости.

Ю.П. Доброленский с соавт. [20] считают, что иллюзия – это извращенное восприятие явления, когда действительно существующие явления воспринимаются в несоответствии с их реальным содержанием.

Benson [88] указывает, что иллюзии – это ложные восприятия явления, которые могут ввести в заблуждение.

Существуют различные психологические формы нарушений естественного равновесия, которые возникают вследствие того, что пилот подвергается ускорениям, которые как по направлению, так и по вели чине отличаются от ускорения силы тяжести. Такого рода явления называются иллюзиями [42].

Возникновение иллюзий не предполагает воздействия на человека каких‐то исключительных, в частности, патогенных факторов. Они возникают, так как в их основе лежат строго определенные, одинаковые для всех людей физиологические механизмы. Есть все основания полагать, что если не все, то, во всяком случае, некоторые иллюзии возникают по законам условного рефлекса, что, между прочим, делает понятным снижение их выраженности, а иногда и полное угасание в результате практической проверки человеком достоверности возникшего у него образа воспринимаемого объекта [2].

Причины нарушений пространственной ориентировки и возникновения иллюзий пространственного положения можно подразделить на следующие группы: 1) отсутствие, недостаточность или искажение информации о положении в пространстве (сложные метеоусловия, темнота, неисправные пилотажно‐навигационные приборы); 2) неверное восприятие органами чувств имеющейся информации, что может быть обусловлено либо ее несоответствием нормальным физиологическим характеристикам органов чувств, либо их необычным функциональным состоянием (например, в результате ослепления ярким светом, действия ускорений, появление выраженного нистагма и др.); 3) неправильная обработка в центральной нервной системе информации, поступающей от органов чувств [14].

В психологии иллюзии восприятия (от лат. illusio – ошибка, заблуждение) обозначаются как неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств [45], а также искаженные восприятия реальных предметов [74]. В психиатрии [31] – как ложное, ошибочное восприятие реальных вещей или явлений. Обязательное наличие ложно воспринимаемого реального объекта отличает иллюзии от галлюцинаций.

Вместе с тем иллюзии издавна привлекают внимание исследователей. Так, М.Г. Ярошевский [85] отмечает, что большое место в психологических учениях индусов занимал вопрос об иллюзиях восприятия, галлюцинациях, сновидениях, а также возможностях особого, сверхчувственного восприятия, изучаемого йогой. Некоторые буддистские философы исходили из того, что не существует ничего, кроме серии непосредственно переживаемых образов. Тем самым различение реального и иллюзорного восприятий, по существу, теряло смысл.

Но это было вовсе не господствующее и тем более не единственное представление индусов об иллюзорно‐галлюцинаторных явлениях. Мистическим взглядам противостояли естественно‐научные. Реальность или иллюзорность образа, как учил Бхатта, один из крупнейших философов школы Миманса, должна определяться исходя из характера отношений между органом и внешним объектом. Если эти отношения по каким‐либо причинам извращаются, восприятие становится иллюзорным. Причины расстройства могут быть либо периферические (органы чувств), либо центральные (манас). При неправильном функционировании манаса образы памяти проецируются во внешний мир. Тогда возникают галлюцинации. Сновидения есть также не что иное, как своего рода галлюцинации, представляющие оживление подсознательных впечатлений, вызванных прежними восприятиями.

Н.Н. Ланге [48] подчеркивает, что в иллюзии нам всегда даны два тесно связанных элемента, некоторое впечатление и особая интерпретация этого впечатления, которую мы сами привносим на основании предыдущих опытов. Эта интерпретация, которая, в сущности, есть тоже не что иное, как ряд образов воспоминания, при иллюзии отличается особой яркостью и непосредственностью, что и придает им иллюзорный характер, т. е. яркость этих воспоминания так велика, что мы не отличаем их от реального впечатления. Этим иллюзии отличаются от каких‐нибудь произвольных и абстрактных толкований, какие мы даем внешним впечатлением в наших рассуждениях или размышлениях и которые мы ясно отличаем от данного впечатления, не смешиваем с ним, одним словом, не придаем им иллюзорного характера.

Подведем краткие итоги для того, чтобы сформировать собственное, «рабочее» определение понятия «иллюзии пространственного положения и движения».

Прежде всего, следует отметить, что иллюзии являются психическим (психофизиологическим) процессом. Поскольку они имеют свое начало, то или иное движение, изменение в структуре переработки информации у человека с «захватом» его личностных особенностей и эмоциональной сферы. Иллюзии также имеют свое окончание. Именно поэтому их можно назвать процессом.

Анализ мнений различных авторов показывает, что, по их мнению, к иллюзиям приводят разные психологические процессы: ощущение [80, 104], восприятие [14, 15, 17, 69, 70, 81, 86, 88, 91, 127, 133], представление [29, 106], память [16, 80, 105], анализ [114], осмысление [14], интерпретация [74, 125], воспоминание [74], суждение [16, 80], а также равновесие [114].

В указанных определениях используются и более общие обозначения психических процессов, такие, как «отражение» [69, 80, 115, 116, 119] и переработка [29, 86, 118].

В результате протекания этих процессов у человека (пилота, курсанта) формируются результаты этих процессов в виде: образов [16, 74, 85, 141], впечатлений [74, 131], восприятий [61, 80, 88], представлений [29], отражений [80], ощущений [80] и информации [1, 14, 29].

Результаты указанных выше процессов могут быть: неправильными [16, 29, 115], ложными [16, 29, 88], неадекватными [69], ошибочными [88, 131], извращенными [61, 85], искаженными [1, 14, 80, 86, 121], неверными [29], неточными [113, 115, 116], несовершенными [131], нарушенными [114, 143], иллюзорными [85], обманутыми [120, 134, 137] (имеется в виду обманутое восприятие).

В процессе отражения указанные выше образы должны адекватно отражать: объективные свойства вещей [115, 123], трехмерное пространство [1, 29, 131], сложные условия полета [131], реальную действительность [16, 131], положение самолета [29], реальное содержание явлений [61, 88, 109, 112, 135], реальных предметов [69, 86], реальных вещей [88, 142], внешних объектов [85]. Однако при возникновении иллюзий образы отражают перечисленную реальность неадекватно, т. е. содержание образа не соответствует содержанию реальной действительности.

Причем это отражение осуществляется анализаторами (или анализаторными системами) [29, 81, 162], органами чувств [14, 29, 61, 72] и др. и центральной нервной системой [29, 61, 81]. Иллюзии возникают у всех пилотов [1, 14, 29, 72, 131], однако чаще всего при этом отмечается наличие переутомления и снижения работоспособности [1, 2, 29, 76, 80, 88, 115, 131].

В разной степени проблема иллюзорных ощущений освещается также в работах и справочных документах [144–149, 150–153, 156, 159–161, 163, 165–172, 175–179, 185], в которых подтверждается сложность и многогранность пространственной ориентировки человека в полете.

Таким образом, рабочее определение понятия «иллюзии полета» можно сформулировать следующим образом: иллюзии полета – это психический процесс неадекватного отражения внешней и внутренней реальной действительности, возникающий у здоровых пилотов со сниженным уровнем работоспособности в простых и сложных условиях полета.

2 Краткая характеристика функциональных систем человека (анализаторы органов чувств)

Для о беспечения целесообразного поведения человека необходимо, чтобы в его мозг поступала надежная и неискаженная информация – сигналы из внешней и внутренней среды организма. Эти сигналы воспринимаются органами чувств или физиологическими анализаторами (глаза, уши, кожа и пр.), надежно и неискаженно передаются в мозг, где осуществляется их правильная, неискаженная интерпретация и понимание. В каждый данный момент в мозг поступает огромное количество информации о самочувствии, позе, положении рук и ног, повороте и наклоне головы, поле зрения и т. п. Поведение человека и его деятельность основываются на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и состоянии организма.

Весь этот процесс осуществляется с помощью анализаторов, являющихся частью центральной нервной системы. Информация, поступающая через анализаторы (органы чувств), называется сенсорной, т. е. чувственной, а процесс ее приема и анализа – сенсорной деятельностью.

Для более ясного представления об иллюзиях и необходимых мерах по их предупреждению пилоту необходимы некоторые знания о работе анализаторов сенсорной системы в норме. Ниже приводятся основные данные о психофизиологии этих анализаторов.

Каждый анализатор – это сложное нервное образование, состоящее из трех элементов (см. рисунок 2.1).

Периферическая часть анализатора – это рецепторы, специфические нервные клетки, как бы датчики или антенны, вынесенные на поверхность тела для лучшего контакта с сигналами внешней среды (некоторые рецепторы расположены во внутренних органах и системах организма). Каждый анализатор имеет свои специфические рецепторы, воспринимающие только соответствующий данному анализатору поток энергии (световой, звуковой, термической, химической и др.). Рецепторы преобразуют энергию внешнего раздражителя (сигнала) в нервные импульсы, которые передаются по нервным путям (волокнам) в ЦНС, где происходит их окончательная обработка и анализ. Но этот процесс не является дискретным. В центральной нервной системе по ходу анализа поступающей информации также вырабатываются нервные импульсы, которые направляются обратно к рецепторам для их оптимальной настройки и восприятия сигналов. Тем временем в мозгу происходит идентификация сигнала по цвету, размеру, форме, расстоянию и другим характеристикам. Собранная таким образом информация о сигнале интегрируется с информацией, находящейся в памяти, о сходном прошлом опыте и в какой‐то момент опознается характер и значение того, что мы видим и ощущаем.

Рис. 2.1. Функциональная схема анализаторов

По такому принципу функционируют все сенсорные анализаторы. Каждый сенсорный анализатор различает несколько качеств сигнала: зрительный – цвет, яркость, размер, форму и т. д.; слуховой – тембр, высоту звука, его интенсивность, и пр.Уровень активности рецепторных клеток отражает интенсивность воспринимаемого сигнала: чем ярче свет, громче звук, сильнее запах, тем выше активность рецепторов. Интенсивность (сила) ощущения сигнала влияет на его интерпретацию: восприятие шума может быть неприятным, раздражающим, если его воздействие слишком сильно и/или продолжительно. Но по мере воздействия сигнала (например, звука) реакция рецепторов ослабевает, снижается порог восприятия. Такое снижение интенсивности ощущения рецепторов называется их адаптацией к сигналу [76].

Следует отметить, что чувствительность анализаторов как к интенсивности, так и к другим параметрам сигналов не только определяется адаптацией рецепторов, но и зависит от многих других факторов: комплекса окружающих условий, взаимодействия анализаторов между собой, индивидуальных особенностей человека, его функционального состояния, времени суток и т.п.

Таблица 2.1

Основные сенсорные анализаторы человека

В таблице 2.1 приводятся шесть основных анализаторов (органов чувств) человека, которые воспринимают специфические для каждого из них распознаваемые ими свойства (качества) сигнала.

В деятельности пилота преобладает зрительный анализатор. Используются также и другие анализаторы, которые обеспечивают информационную модель полета. Часто встречаются зрительные и вестибулярные иллюзии, что определяется особенностью функции этих анализаторов. Ниже будет рассмотрен каждый анализатор в отдельности.

2.1 Зрительный анализатор

Зрение обеспечивает не только большую часть необходимой информации (80 %) для формирования информационной модели полета, но и играет роль корректора и контролера вестибулярного и кинестетического сигналов, особенно при поступлении ложных сигналов. Зрение играет также существенную роль при пространственной ориентировке, которая складывается на основе зрительной информации и психических процессов анализа и синтеза сигналов видимых ориентиров [16].

Органами зрительного восприятия являются глаза, реагирующие на световые сигналы. Предметы, объекты, их цвета различаются тем, какую часть видимого спектра они отражают или поглощают. Глаза человека по строению и функционированию напоминают фотографический аппарат (рисунок 2.2). Он состоит в основном из «камер» и рецепторов. На первом плане камеры расположена оболочка – роговица, где происходит первичная фокусировка световых лучей. Затем важным элементом является хрусталик – биологическая линза, которая завершает процесс фокусировки. Еще один элемент – это радужная оболочка, круговая мышца, которая способна изменить количество поступающего в глаз светового потока с помощью находящегося в ее центре зрачка. Расширяя или сужая отверстие, зрачок играет роль диафрагмы. Процесс фокусировки осуществляется главным образом хрусталиком благодаря тому, что он может изменять кривизну, становясь более или менее плоским или выпуклым в зависимости от расстояния до объекта. Такая способность к приспособлению хрусталика называется аккомодацией.

Далее, позади расположена сетчатка, на внутреннем слое которой расположены фоторецепторы – палочковидные и колбочковидные клетки в перевернутом виде по отношению к пучку падающего света, из‐за чего изображение объекта проецируется на сетчатке в перевернутом виде. С сетчатки, вернее, с фоторецепторов начинается путь зрительного нерва, передающего нервные импульсы зрительной зоне мозга, где происходит опознание предмета и восстановление его нормальной проекции – как он выглядит на самом деле.

Хотя у человека два глаза, отображение от предмета с обоих глаз в мозгу объединяется, становится единым – бинокулярным. Зрительная система, кроме параметров, указанных выше, определяет местоположение объекта, его предметную характеристику, причем все эти процессы происходят одновременно [9].

Наиболее важными функциональными параметрами зрительной системы для деятельности пилота являются:

1. ОСТРОТА ЗРЕНИЯ

Острота зрения – это порог разрешающей способности глаза: при минимальном угле две равноудаленные точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности и контрастности объекта, его расположения в поле зрения, формы размера и т. п. За единицу остроты зрения принимается способность различать промежутки шириной 1,5 мм на расстоянии 5 м (в пределах оси фиксации). При отклонении всего на 10 градусов от оси фиксации острота зрения снижается до 0,2 [9].

Глаз человека воспринимает световые волны длиной от 760 ммк (красный цвет) до 400 ммк (фиолетовый цвет ). Более длинные инфракрасные (более 760 ммк) и более короткие ультрафиолетовые волны глаз человека не воспринимает.

2. ПОЛЕ ЗРЕНИЯ

Предмет лучше всего видится в центральном поле зрения (в пределах 90° в обе стороны). Однако предметы, находящиеся за пределами этой зоны, также охватываются взглядом без поворота глаз и головы. Для пилота хороший необходимый обзор достигается при наличии следующих углов зрения: в сторону носа – 60°, в сторону уха – 95°, вверх – 60°, вниз – 70° [76].

Поля зрения для каждого глаза в отдельности при ахроматическом (не цветном) освещении следующие: сверху – 50°, снизу – 70°, в направлении к другому глазу – 60°, в противоположном направлении —90°. Общее поле зрения при бинокулярном зрении (двумя газами) по горизонтали составляет 180°.

Для хроматического зрения положение границ поля зрения зависит от цвета и угловых размеров объекта: границы поля зрения сужаются при уменьшении размеров объекта, его яркости. утомлении и воздействии неблагоприятных факторов полета (шум, вибрация и пр.) [76].

Поля зрения расширяются при повороте глаз на 15–20°, особенно при повороте головы до 147° (см. рисунок 2.2).

В самолете поле зрения пилота ограничено спереди и сверху приборными панелями. Для различения предмета на дальнем расстоянии следует учитывать следующие условия: поле зрения, размер объекта, его контрастность, а также остроту зрения и внимание к объекту. В тумане, облаках обнаружить объект невозможно. Если объектом является самолет, то его размеры разнятся в зависимости от его положения; когда он летит навстречу, то выделяется образованная крыльями линия с утолщениями в местах расположения фюзеляжа и двигателей. Наибольшая площадь видима сбоку. Контрастность, определяемая соотношением яркости фона и самого объекта, также важна, так как темные предметы хорошо выделяются на фоне белых облаков. Трудно обнаруживаются самолеты на фоне голубого неба и слепящего солнца.

Рис. 2.2.1. Глаз в поперечном разрезе. Изображены хрусталик и поддерживающий его аппарат, радужная оболочка и сетчатка с ее рецепторами (1 – роговица; 2 – хрусталик; 3 – склера; 4 – сетчатка; 5 – фоторецепторы; 6 – зрительный нерв)

Рис. 2.2.2.

А – поля зрения при максимальном повороте глаза;

Б – поля зрения при максимальном повороте глаза и головы

(1 – бинокулярное зрение; 2 – направление в правую сторону; 3 – направление в левую сторону)

Сколько времени требуется для того, чтобы увидеть?

Рассчитано [28], что общее время от момента восприятия до опознания объекта составляет порядка 1,43 с, а общее время зрительного контроля – 2,3–4,1 с, в том числе движение глаз в направлении приборной доски для контроля приборов – 1,0 с (см. таблицу 2.2).

Если после осмотра горизонта перевести взгляд на приборы в кабине, прочесть их показания и вновь заняться осмотром горизонта, то на какое‐то время горизонт начисто выпадает из поля зрения. Время, необходимое для переноса взгляда на приборы и обратно на горизонт, составляет 2,31 с [88] (см. таблицу 2.2, нижняя часть).

Указанное время – это средняя величина. При выполнении маневра во избежание столкновения с реальным самолетом в воздухе необходимо еще приблизительно 3,5 с от момента принятия решения до осуществления маневра. Общее время составляет примерно 5 с в зависимости от индивидуальных особенностей пилота.

3. ОСОБЕННОСТИ НОЧНОГО ЗРЕНИЯ

В темноте часть рецепторов (клетки колбочки) теряют светочувствительность, а функционируют только клетки палочки, для максимальной чувствительности которых требуется 30 минут на адаптацию. В течение этого сравнительно небольшого промежутка времени могут возникать различные иллюзии. Острота ночного видения снижается сразу же после выхода на освещенное место. Для его повторного восстановления в темноте вновь требуется 30 мин. Поэтому, если для ознакомления с документами (карта и пр.) необходимо использовать фонарь, то при этом следует прикрывать один глаз, чтобы сохранить хотя бы в нем остроту ночного видения.

Следует отметить, что на остроту ночного видения не влияет красный свет, но он изменяет цвет предметов. Так при красном свете трудно различать красные, синие, черные обозначения, например, на карте. По данным японских исследователей, слабый белый свет небольшой яркости не влияет на остроту ночного зрения. В связи с этим в последние годы появились летательные аппараты, в кабине которых для освещения используется слабый белый свет [28] .

При полетах в условиях достаточной освещенности резкое снижение в наземные темные слои опасно, так как глаза не успевают адаптироваться к темноте. В результате пилот может не заметить какого‐либо препятствия, у него могут возникнуть зрительные иллюзии.

Таблица 2.2

Временные периоды функции зрения в полете

Темнота скрывает линию горизонта, окружающие визуальные ориентиры, и зрительное восприятие усложняется. На этой основе возможно возникновение иллюзий, ошибочных действий пилота. Например, размеры звезд или навигационных огней других летательных аппаратов кажутся больше, чем они есть на самом деле.

При определении расстояния по кажущимся размерам источника света возможны ошибки на почве иллюзии. Поэтому в ночное время рекомендуется соблюдать осторожность и выполнять маневр с достаточным запасом высоты и дальности, особенно при сближении с огнями. Вообще ночью извращенное восприятие источников света очень часто становится причиной зрительных иллюзий. Во избежание этого в ночном полете нужно полностью полагаться на показания приборов.

Как известно, посадка на основе визуального наблюдения местности – сложная работа для пилота. Из кабины самолета посадочная полоса представляется в виде трапеции, поэтому даже для опытных пилотов принятие решения и осуществление корректировок при посадке оказывается нелегкой задачей. При посадке на более длинную, чем обычно, ВПП может показаться, что высота принятия решения была заниженной, а при посадке на более короткую полосу – завышенной. Если перед ВПП имеется подъем или спуск, то легко ошибиться в выборе правильной высоты для захода на посадку. Наличие подъема или спуска (рельефа местности) перед полосой – одна из причин зрительных иллюзий, особенно ночью.

Необходимо отметить, что пилот при посадке получает необходимую информацию не только из центрального поля зрения, куда направлена зрительная ось, но и из периферического поля зрения, на котором также отражаются размеры ангаров, других строений, высота деревьев и т. п. Все это учитывается пилотом при принятии решения о выборе высоты и скорости. Однако ночью эти процессы значительно затрудняются и возможно извращенное (иллюзорное) восприятие ориентиров.

4. ВОСПРИЯТИЕ МЕЛЬКАЮЩЕГО СВЕТА

Мелькающий свет имеет специфические особенности. Серия световых импульсов воспринимается как непрерывный сигнал, если интервалы между импульсами соизмеримы с временем инерции зрения. Критической частотой слияния мелькания (КЧСМ) является пороговая частота от 14 до 70 Гц в зависимости от скважности импульсов, их формы, яркости, угловых размеров световых сигналов, уровня адаптации рецепторов, функционального состояния зрительного анализатора. КЧСМ увеличивается при возрастании яркости, угловых размеров объекта (светового сигнала), при сокращении световой фазы относительно темноты и при повышенной возбудимости центральной нервной системы [76].

5. ВОСПРИЯТИЕ ДВИЖЕНИЯ

Восприятие движения имеет большое значение для пилота. Нижний абсолютный порог восприятия скорости составляет: при наличии в поле зрения неподвижного ориентира 1–2 угл. мин/с; без ориентира 15–30 угл. мин/с. Равномерное движение с малыми скоростями (до 10 угл.мил/с), при отсутствии в поле зрения неподвижных ориентиров может восприниматься как прерывистое. При оценке двух однородных объектов, один из которых меньше по угловым размерам, скорость меньшего завышается больше, чем более крупного (близкого) объекта [76].

Опознание расположения, формы объекта возможно в определенных границах: вверх – 25°, вниз – 35°, вправо и влево – 32° от оси зрения. Порог восприятия абсолютной удаленности составляет 12 % при дистанции l≤30 м, относительной удаленности 12–14 мм, при дистанции 5–6 м [76].

Следует отметить еще одну особенность зрительного анализатора, которая не является патологией или иллюзией, но которую важно иметь ввиду пилотам. Это возникновение последовательных зрительных образов, которые появляются перед глазами непосредственно после прекращения восприятия светового сигнала или объекта. Например после яркой вспышки света образ наблюдаемого объекта возникает из темноты перед глазами несколько раз в определенной последовательности с промежутками 0,2 с, а затем затухает. Для светоадаптированного глаза после прекращения действия вспышки света или осмотра экрана (например, телевизора) через 1–1,5 с появляются отрицательные образы объекта, яркие поверхности кажутся темными (например, экран), а темные – светлыми. При цветном объекте образ кажется окрашенным дополнительным цветом (белый). Возникновение последовательных зрительных образов зависит от состояния человека (утомление, возбуждение), от освещенности и яркости объекта и фона [76].

2.2 Слуховой анализатор

Слуховой анализатор играет меньшую роль в создании иллюзий, однако его значение в профессиональной деятельности пилота огромно. Имея некоторое представление о функции слухового анализатора, легче понять функции вестибулярного анализатора, тем более, что оба анализатора анатомически расположены во внутреннем ухе. Рассмотрим сначала слуховой анализатор.

Адекватным раздражителем для слухового анализатора является звук в диапазоне от 16 до 20 Гц. Звуковое давление, проходя через слуховой проход (выполняющий роль резонатора звука и предохраняющий внутренние части уха), воздействует на барабанную перепонку и вызывает ее колебания. Барабанная перепонка соединена со слуховыми косточками, которые передают колебания перепонки внутреннему уху. Звук, уловленный ушной раковиной, дойдя до внутреннего уха, усиливается в 90 раз, и возрастающее давление передается слуховыми косточками звуковоспринимающему органу Корти с волосковыми клетками – рецепторами. Последние расположены на внутренней поверхности так называемой улитки, части костного лабиринта уха (см. рисунок 2.3). Лабиринт заполнен лимфатической жидкостью и состоит кроме улитки из полукружных каналов и отолитового органа. В верхней части улитки имеется отверстие, через которое первоначальное колебание барабанной перепонки и слуховых косточек передается этой жидкости. Колебания жидкости улавливаются нервными рецепторами и преобразуются в нервные импульсы, которые передаются по слуховому нерву в мозг, где происходит их анализ и синтез.

Воздействие звуковых колебаний субъективно воспринимается как громкость звука, которая зависит от интенсивности звукового давления. В качестве единицы уровня громкости звука принят фон. Это минимальное звуковое давление, которое человек может расслышать при частоте 1000 Гц. В таблице 2.3 представлены уровни громкости звука различных источников [28].

Рис. 2.3. Структурная схема слухового и вестибулярного анализатора:

1 – слуховой проход; 2 – барабанная перепонка; 3 – слуховые косточки; 4 – овальное отверстие; 5 – улитка; 6 – слуховой нерв; 7 – отолитовый орган; 8 – полукружные каналы; 9 – вестибюлярный нерв

Таблица 2.3

Уровни громкости различных источников звука

Для характеристики величин, определяющих: восприятие звука, существенным является не столько абсолютное значение интенсивности звука, сколько его отношение к пороговым значениям. В качества таких относительных единиц в акустике используется децибел (дБ), логарифмическое выражение звукового давления.

С возрастом у человека происходит снижение слуха, т. е. возрастают пороги чувствительности рецепторов к звуку, особенно высоких частот. Человеческое ухо приспособлено для восприятия очень широкого диапазона частот, особенно большая чувствительность уха к слуховым частотам от 100 до 8000 Гц (частотный диапазон речи), интенсивностью до 65 дБ.

При наличии постороннего шума снижается разборчивость звуковых сигналов (речи), т. е. повышается порог слышимости полезного сигнала (речи) под влиянием шумовой помехи. Это эффект маскировки, который зависит от уровня громкости маскирующего шума и его спектра. Наиболее распространенный вид помехи – широкополосный шум. Влияние шума на разборчивость речи зависит от соотношения уровня шума и речи. Для удовлетворительного восприятия речи ее уровень должен превышать уровень шума примерно на 6 дБ [76]. Специфический вид маскировки – «речевой коктейль», при котором стоит задача выделения одного речевого сообщения из нескольких слышимых одновременно. Разборчивость речи в этих условиях зависит от многих факторов, не только от громкости речи. Ухо способно различать нужный голос среди двух‐трех абонентов. Из двух одновременных сообщений точнее воспринимается поступившее на 0,2–0,4 с раньше.

Оптимальным считается темп речи 60–80 слов/мин. с интервалами между словами 1 с, допустимым является темп до 120 слов/мин [76].

Наиболее вредным для уха является звук в полосе частот 3000 – 4000 Гц. Поэтому средства защиты от шума должны быть достаточно эффективны именно в этом диапазоне частот и не должны препятствовать звуку человеческого голоса.

2.3 Вестибулярный анализатор

Вестибулярный анализатор является наиболее важным после зрительного в деятельности пилота. Рецепторы вестибулярного анализатора расположены в полукружных каналах и преддверии лабиринта внутреннего уха. Совместно с информацией от рецепторов, расположенных в мышцах, связках, суставах и коже, вестибулярный анализатор обеспечивает равновесие тела, а также координацию и анализ движения тела (его частей) в пространстве. Его важной функцией является информация об изменении положения тела в пространстве под влиянием угловых или прямолинейных ускорений. Постоянная скорость на функции вестибулярного аппарата не сказывается.

Вестибулярные нервные волокна начинаются с лабиринта и направляются прямо в головной мозг, где производится обработка информации. Вестибулярный нерв тесно связан с другими, особенно с глазодвигательным нервом и вегетативной нервной системой, при раздражении которых могут возникать головокружение, рвота, потливость, нистагм, изменение походки. Эти проявления тесно связаны с раздражением вестибулярного анализатора, которое может возникнуть при резких движениях головой, туловищем, руками и ногами.

Наиболее важным и объективным показателем состояния вестибулярного анализатора является нистагм – непроизвольные колебательные движения глазных яблок, возникающие вследствие нарушения равновесия между лабиринтами, или при раздражении одного из них (одностороннее раздражение). Часто нистагм сочетается с нарушением равновесия и походки.

Раздражение вестибулярного аппарата возникает не только при действии углового ускорения (вращения), но и при действии на внутреннее ухо тепла или холода (например, холодной или теплой воды) [76].

Вестибулярный аппарат обеспечивает адекватную (правильную) информацию о поворотах и наклонах головы в общей сложности до нескольких угловых секунд. Ощущение углового (вращательного) движения испытывается лишь в начальный момент вращения и при его остановке. При продолжающемся равномерном вращении, а также через некоторое время после его остановки возникает ощущение прекращения вращения.

Угловое движение самолета, которое по своей скорости ниже порога чувствительности вестибулярного аппарата (порядка одного градуса в секунду), может вызывать иллюзии пространственного положения. В этом случае пилот может даже не ощущать начала вращения (например, крена или рысканья самолета) и будет воспринимать движение самолета в плоскости горизонта и по прямой, хотя на самом деле самолет может быть в положении крена или (и) лететь по кривой.

Большое значение в происхождении иллюзий в полете имеет ускорение Кориолиса, когда на фоне вращательного движения в одной плоскости происходит движение в какой‐либо другой, не совпадающей с ней плоскости. Например, при выполнении виража или поворота самолета, если пилот быстро наклонит голову (для настройки радиостанции и т.п.), то могут возникать сильное головокружение, соответствующие вегетативные реакции (рвота, потливость и т.п.) и иллюзии пространственного положения. Поэтому во время вращательных и криволинейных движений в полете пилоты должны, как правило, избегать движений головой.

Воздействие на человека угловых ускорений вызывает также нистагм глазных яблок. Поскольку в полете положение приборной доски остается фактически неизменным по отношению к пилоту, то возникновение нистагма затрудняет считывание показаний приборов и способствует возникновению иллюзии пространственного положения. После окончания вывода из крена пилот может испытывать чувство собственного вращения, а также вращения окружающих предметов (огни на земле, звезды). Но эти ощущения могут не возникать или быстро прекращаться, если зрительные ориентиры видны отчетливо и хорошо знакомы пилоту [16, 20].

Вестибулярный аппарат с помощью купулярных рецепторов воспринимает сигналы угловых ускорений, а с помощью макулярных рецепторов – сигналы линейных ускорений и вектора гравитации (земного притяжения) и обеспечивает таким образом правильное положение человека в пространстве. При отсутствии зрительного контроля человек способен определить направление вертикали (т. е. положение своего тела относительно земли) с точностью до нескольких градусов в зависимости от положения тела, жесткости сидения, продолжительности пребывания в наклонном положении и других факторов. Восприятие, обусловленное земным притяжением, поддерживает тонус мышц, обеспечивающих устойчивость заданного положения. При наклоне головы в любую сторону поступают сигналы об этом в вестибулярный аппарат. Прямолинейное ускорение ощущается при езде в городском транспорте, при подъеме и спуске на лифте, при наборе высоты и в других аналогичных случаях [16].

Организм человека не отличает силы земного притяжения от силы, возникающей вследствие ускорения. Поэтому при выполнении виража, т. е. разворота самолета с соответствующим креном, когда результирующая двух сил направлена перпендикулярно к полу кабины, пилот при недостаточном опыте может ощущать себя летящим горизонтально и не воспринимать крена, т. е. возникает иллюзия [16].

При длительных раздражениях вестибулярного аппарата могут появляться симптомы морской или воздушной болезни (болезни передвижения).

Несмотря на описанные особенности, вестибулярный аппарат, воспринимая сигналы ускорений и информацию о движениях головы, обеспечивает относительную фиксацию изображения на сетчатке глаза, возможность контролировать показания приборов, осуществлять визуальную ориентировку и сравнительно быстро приспосабливаться к изменению силы тяжести [16].

Обследуя летчиков, подверженных иллюзиям пространственного положения, исследователи пришли к выводу, что их вестибулярная чувствительность мало отличается от чувствительности успешно летающих летчиков, а также людей нелетных профессий [16, 20]. В процессе подготовки и тренировки пилотов у них обычно происходит адекватная перестройка вестибулярной чувствительности. Однако такая чувствительность существенно меняется после длительного перерыва в летной работе, при утомлении, стрессе, а также воздействии интенсивного шума и вибрации. Это обстоятельство пилотам необходимо учитывать в летной работе.

2.4 Кожный анализатор

Рецепторы анализаторов, воспринимающих осязательные (тактильные), болевые и термические ощущения, расположены в коже. Функционально они тесно связаны между собой. Поэтому для краткости можно обозначать их как кожный анализатор. Каждый участок кожи обладает наибольшей чувствительностью к тем раздражителям (сигналам), для которых на этом участке кожи имеется относительная концентрация соответствующих рецепторов. Эти рецепторы взаимодействуют друг с другом через нервные окончания. В связи с этим воздействие на какой‐либо участок кожи даже неспецифическим, но достаточно сильным раздражителем вызывает специфическое ощущение, обусловленное типом рецепторов. Например, интенсивный тепловой луч, попадая в точку боли (на болевые рецепторы), может вызвать ощущение боли, а не тепла.

Чувствительность к осязанию (прикосновению) проявляется при давлении на кожу и исчезает сразу же после прекращения прикосновения. При последовательном воздействии одиночных прикосновений ошибка в локализации ощущения колеблется в пределах 2–8 мм. При одновременном воздействии в двух точках порог осязания зависит от места приложения раздражителя. Абсолютный порог пространственной чувствительности в основном определяется плотностью рецепторов и зависит от места приложения раздражения, функционального состояния рецепторов [76].

При ритмических последовательных прикосновениях к коже каждое из них воспринимается как отдельное до тех пор, пока не будет достигнута критическая частота, при которой ощущение последовательных прикосновений переходит в специфическое ощущение вибрации. Критическая частота в зависимости от условий и места приложения раздражения колеблется от 5 до 20 Гц. Частотный анализ диапазона вибрационной чувствительности находится в пределах 5–12 000 Гц. Максимальная чувствительность отмечается при 200–300 Гц (при пороговой амплитуде 1 мкм).

Кожная чувствительность к боли обусловливается воздействием на поверхность кожи механических, тепловых, химических, электрических и других раздражителей. Болевой порог при механическом давлении на кожу зависит от места раздражения.

Восприятие кожей температурных воздействий зависит от ее собственного состояния, в частности, от ее температуры. Нормальная температура кожи, адаптированная к внешней температуре, в обычных условиях среды составляет 32,5–33,5°С. Температура кожи ниже 0° и выше 51°С вызывает ощущение боли [76].

2.5 Кинестетический анализатор (проприорецепция)

У человека имеются три вида рецепторов, воспринимающих растяжение мышц при их расслаблении – «мускульные веретена», сокращение мышц – сухожильные клетки Гольджи и положение суставов – «суставное чувство». Эти виды рецепторов, объединенных названием «кинестетический анализатор» с вестибулярным анализатором, обеспечивают ощущения положения и движения тела и его частей.

2.6 Обонятельный анализатор

Обонятельный анализатор предназначен для восприятия различных запахов (их насчитывается до 400 наименований). Рецепторы этого анализатора расположены в слизистой оболочке носа. Условиями восприятия запаха являются: летучесть пахучего вещества (выделение его молекул в свободном виде), растворимость в воде и других средах. Чувствительность анализатора зависит от вида вещества, температуры, влажности, движения воздуха, концентрации и прочих факторов. Наименьшие пороги наблюдаются при температуре 25–З0°С.

2.7 Вкусовой анализатор

Вкусовой анализатор обеспечивает различение вкуса вещества, попадающего в полость рта. Основные вкусовые ощущения: кислое, соленое, горькое, сладкое. Рецепторы расположены на различных участках языка. Адаптация к вкусовому раздражителю пропорциональна его концентрации. Восстановление вкусовой чувствительности происходит через 10–15 мин [76].

2.8 Функциональная взаимосвязь анализаторов

Приведенные выше характеристики анализаторов определены в условиях, когда каждый анализатор рассматривается изолированно, вне связи с другими системами и функциями организма. В действительности все анализаторы объединены и взаимосвязаны в рамках центральной нервной системы человека, поэтому поступление сигнала или изменение функционального состояния отдельного анализатора или центральной нервной системы в целом приводит к изменению характеристик и других анализаторов.

Например, световая чувствительность зрительного анализатора может изменяться под влиянием целого ряда факторов: запах нашатырного спирта, вкус сладкого, слабый кислый и соленый вкус, обдувание кожи лица, холод, легкая мышечная работа, удобное сидячее положение человека ведут к повышению чувствительности периферического зрения. В то время как громкий звук, горький вкус, тепло, тяжелая мышечная работа, облучение кожи ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами, понижение атмосферного давления, голодание вызывают снижение чувствительности периферического зрения [76].

Чувствительность разных анализаторов изменяется под влиянием неблагоприятных факторов: низкие и высокие температуры, вибрации и перегрузки, невесомость, слишком интенсивный поток информации, ведущий к дефициту времени, утомление, стрессовое состояние – эти и другие факторы вызывают различные изменения характеристик анализаторов и могут способствовать возникновению иллюзий и ошибок со стороны пилота, что снижает уровень безопасности полета.

3 Классификация иллюзий

3.1 Определение оснований для классификации иллюзий

Проведенные исследования позволили выявить и описать около 200 иллюзий пространственного положения и движения в полете. Возникла необходимость разработки классификации этих иллюзий.

В данной работе определены следующие основания для классификации иллюзий: этапы полета, параметры полета, время суток и время года, режим полета (визуальный или приборный), профессия (пилоты, штурманы и т. д.), функциональные системы (анализаторы, органы чувств) для которых характерны те или иные иллюзии, типы иллюзий (индивидуальные или групповые), ответственность различных уровней переработки информации, вид метеоусловий и т. д. (см. таблицу З.1). Перечень подвидов по этой классификации приводится ниже.

Так, проведенный анализ показал, что иллюзии у пилотов могут возникать на следующих одиннадцати этапах полета:

– при движении летательного аппарата по аэродрому;

– на разбеге;

– на взлете;

– при наборе высоты;

– на маршруте;

– при снижении до высоты круга;

– при выполнении прямоугольного маршрута;

– при заходе на посадку;

– на выравнивании;

– на посадке;

– на висении (для вертолетов);

– при пробеге.

Пилотажно‐навигационный параметр – это часть летной ситуации, которая имеет единицы, диапазон и систему измерения, и используется пилотом для точной пространственной ориентации.

Составляющие параметра летной ситуации подробно описаны [1]. Параметр – это сложное, многоаспектное явление.

Традиционно положение и движение летательного аппарата в пространстве в основном характеризуется следующими пилотажно‐навигационными параметрами:

– крен;

– тангаж (кабрирование, пикирование);

– скорость;

– высота;

– вертикальная скорость подъема – снижения;

– скольжение;

– курс;

– дальность;

– разворот.

Естественно, этот перечень не исчерпывает всего объема пилотажно‐навигационных параметров, например, функционирования различных систем самолета. Однако предварительные исследования и анализ литературы показали, что иллюзии пространственного положения и движения возникают у пилотов наиболее часто при работе именно с перечисленными выше параметрами. Поэтому они использованы в нашей работе в качестве оснований для классификации.

Так, было установлено, что иллюзии возникают у летного состава в разное время суток и время года. Причем некоторые иллюзии возникают только в определенное время. Так, иллюзия звездного окружения (впечатление, что кругом звезды) может возникнуть у пилотов только в условиях ночного полета, а иллюзия сноса самолета во время метели (кажущийся снос самолета в противоположную сторону в метель, когда снежная масса относится ветром поперек ВПП) может возникнуть у пилота только зимой. Именно поэтому основаниями классификации иллюзий могут быть время суток и года.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.