Vestibular factors of spatial disorientation during aviation flight and methods of flying personnel training

Abstract

The article presents information on the factors of illusion of attitude during the flight in flying personnel. Formulated methodical approaches to psycho-physiological training of flight crews for spatial orientation.

Full Text

К особенностям функционирования вестибулярного анализатора, являющимся предпосылками к возникновению иллюзий пространственного положения (ИПП), относятся следующие. Вестибулярные рецепторы имеют порог восприятия ускорений. Подпороговые ускорения не воспринимаются. Поэтому, если некоторое время самолет летит с очень медленным неконтролируемым нарастанием крена, при последующем более быстром выравнивании у летчика может возникнуть иллюзия крена в противоположную сторону на величину выполненного выравнивания. Полукружные каналы приспособлены для восприятия углового ускорения, а не угловой скорости. Это обеспечивает, в первую очередь, точное позиционирование глаз при движениях головы, координацию движений туловища и конечностей, а также восприятие пространства. Вращение с постоянной угловой скоростью не является раздражителем вестибулярных рецепторов и не воспринимается как движение. Это может быть продемонстрировано летному составу в опыте с вращающимся креслом. Отолитовые рецепторы не способны воспринимать раздельно силы инерции и гравитацию, результатом чего является восприятие результирующей гравитоинерционной силы. Это является причиной возникновения иллюзии крена при скольжении, иллюзии кабрирования (пикирования) при увеличении (уменьшении) скорости горизонтального полета, вводе в разворот (выводе из разворота). Наклонам головы в земных условиях соответствует строго определенное смещение отолитов вдоль макул, обусловленное весом отолитов. При действии продольной перегрузки, когда вес отолитов возрастает, восприятие эволюций самолета по тангажу и крену может быть ошибочным из-за большего смещения отолитов (Tribukait A. et al., 2007). Вестибулярный анализатор не способен различать истинные ускорения и мнимые (Кориолиса, прецессионное), возникающие при движениях головой во время выполнения пилотажных фигур на самолете или вращения на кресле Барани. Примером такой ситуации в полете является взгляд на крыло при выполнении «бочки», когда поворот головы на фоне вращения самолета вокруг продольной оси приводит к более или менее выраженным вегетативным реакциям и головокружению. Следует отметить, что пространственная ориентировка летчика существенно усложняется при полете на сверхманевренном авиационном комплексе. Это обусловлено следующими факторами: 1) пилотирование на малых скоростях, закритических углах атаки, в режиме сваливания; 2) возрастание угловых и перекрестно связанных ускорений, переменных пилотажных и добавочных перегрузок; 3) подвижность вектора результирующей гравитоинерционной силы. Особенности функционирования вестибулярных структур являются основным фактором возникновения ИПП и развития пространственной дезориентации (ПД). Существует ряд способствующих факторов развития ПД, которые могут быть систематизированы в следующие группы: - факторы состояния летчика: ухудшение или изменение функционального состояния вследствие нарушения режима труда и отдыха, заболеваний, утомления, эмоционального стресса, после принятия алкоголя и ряда лекарственных средств; незнание летным составом ИПП; ошибки при считывании показаний пилотажно-навигационных приборов; - факторы деятельности: совмещение выполнения летчиком двух или более задач; отвлечение внимания; дефицит времени на оценку пространственного положения по приборам и выработку решения на последовательность управляющих движений; неоднократные переходы от визуального к приборному полету; активное маневрирование; - факторы взаимодействия: ошибочные сведения (команды) или отсутствие необходимых корректирующих команд группы руководства полетами или ведущего (ведомого); - факторы воздушного судна: недостаточная наглядность индикации пространственного положения воздушного судна; засветка многофункционального индикатора (МФИ); отказы МФИ или пилотажно-навигационных приборов; - факторы среды: недостаточная видимость; сложные метеоусловия; ночной полет; полет над водной, малоориентирной, заснеженной поверхностью; осадки; особые обстоятельства появления привычных ориентиров, например, изменение подстилающей поверхности; отсутствие видимости горизонта; временное ослепление ярким светом; пилотажные перегрузки, особенно боковые и продольно-боковые. В связи с перечисленными факторами возрастает роль специальной психофизиологической подготовки по пространственной ориентировке. Методы психофизиологической подготовки летного состава Пространственная ориентировка в полете является сложным психофизиологическим процессом, субстратом которого является новая функциональная системность. Создание и закрепление новой функциональной системности может быть достигнуто путем специального обучения и психофизиологической тренировки летного состава. Методы и формы этого обучения должны быть приближены к летной деятельности для закрепления летных навыков. 1. Теоретическое обучение по вопросам психофизиологии восприятия пространства в полете, физиологии сенсорных систем в условиях воздействия факторов полета. 2. Вестибулярные тренировки. Целесообразно комбинировать активную (батут, лопинг, качели, рейнское колесо, плавание) и пассивную (вращающееся кресло, качели Хилова) вестибулярную тренировку. 3. Усиление подвижности психических процессов. В наземных условиях достигается путем выполнения летчиком (курсантом) определенных этапов полета при быстро сменяющихся начальных условиях. На этапе летной подготовки этот эффект достигается путем многократного за полет закрывания и открывания шторки инструктором при выполнении обучаемым задания. 4. Демонстрация летному составу наиболее частых и типичных зрительных и вестибулярных ИПП в полете и обучение их преодолению должна выполняться на динамических тренажерах с визуализацией внекабинной обстановки и имитацией акселерационных воздействий (угловые, линейные, кориолисовы ускорения, перегрузки). 5. Выполнение в визуальном полете элементов полетов, осуществляемых по приборам. Целью данного учебно-методического приема является закрепление навыка пилотирования по приборам. 6. Воспитание у летного и курсантского состава уверенности в показаниях приборов. Как правило, ПД у летчика сопровождается несоответствием собственных ощущений и показаний пилотажно-навигационных приборов. Программа психофизиологической подготовки по пространственной ориентировке должна формировать навыки не только распознавания ИПП, но и их преодоления. Таким образом, психофизиологическая подготовка летного и курсантского состава по пространственной ориентировке является необходимым компонентом летного обучения. Она должна включать теоретическое обучение, вестибулярные тренировки, тренажерную и летную подготовку. Тренажерная подготовка должна вестись на тренажерах, максимально приближенно воссоздающих акселерационные воздействия, визуализацию внекабинной обстановки, шумы и вибрации на рабочих местах членов экипажа для формирования у обучаемых правильных навыков по распознаванию и преодолению иллюзий пространственного положения в полете.