Человеческие чувства не приспособлены к условиям полета. Пилоты могут испытывать дезориентацию и потерю перспективы, создавая иллюзии, которые варьируются от ложных горизонтов до сенсорного конфликта с показаниями приборов или неправильной оценки высоты над водой.
Вестибулярная система , которая отвечает за чувство равновесия у людей, состоит из отолитовых органов и полукружных каналов . Иллюзии в авиации возникают, когда мозг не может согласовать входные сигналы от вестибулярной системы и зрительной системы . Три полукружных канала, которые распознают ускорения по тангажу , рысканью и крену , стимулируются угловыми ускорениями ; в то время как отолитовые органы, саккулюс и утрикул , стимулируются линейными ускорениями. Стимуляция полукружных каналов происходит, когда движение эндолимфы внутри каналов вызывает движение crista ampullaris и волосковых клеток внутри них. Стимуляция отолитовых органов происходит, когда гравитационные силы или линейные ускорения вызывают движение отолитовой мембраны, отолитов или волосковых клеток макулы . [ 1]
Соматогиральные иллюзии возникают в результате угловых ускорений, стимулирующих полукружные каналы. Соматогиральные иллюзии, с другой стороны, возникают в результате линейных ускорений, стимулирующих отолитовые органы. [2]
Иллюзии, связанные с полукружными и соматогиральными каналами вестибулярной системы уха, возникают в первую очередь в условиях ненадежных или недоступных внешних зрительных ориентиров и приводят к ложным ощущениям вращения. К ним относятся наклоны , кладбищенское вращение и спираль , а также иллюзия Кориолиса .
Это наиболее распространенная иллюзия во время полета, и она может быть вызвана внезапным возвратом к полету с горизонтальными крыльями после постепенного входа и длительного применения крена , который остался незамеченным пилотом. [3] [4] : 4 Причина, по которой пилот может не осознавать такое изменение положения, заключается в том, что воздействие на человека вращательного ускорения ~1 градус в секунду² [5] или меньше находится ниже порога обнаружения полукружных каналов . [6] Перекатывание крыльев с горизонтальных крыльев из такого положения может вызвать иллюзию того, что самолет накреняется в противоположном направлении. В ответ на такую иллюзию пилот будет стремиться откатиться назад в направлении первоначального крена в корректирующей попытке восстановить восприятие горизонтального положения .
Кладбищенский штопор — это иллюзия, которая может возникнуть у пилота, который входит в штопор , и характеризуется тем, что пилот становится менее осведомленным о чувстве вращения, вызванном вращением, по мере того, как вращение продолжается. [4] : 4 По мере того, как пилот становится менее осведомленным о вращении, любая коррекция вращения может заставить пилота почувствовать, что он или она вращается в противоположном направлении. [7] Например, если самолет вращается влево, но остается незамеченным в течение периода времени, достаточного для того, чтобы пилот потерял чувствительность к величине вращения, небольшая корректировка правого руля может оставить у пилота ощущение вращения вправо. В результате пилот применит левый руль и неосознанно снова войдет в исходный левый штопор. Перекрестная проверка приборов полета самолета покажет, что самолет все еще находится в повороте, что вызывает сенсорный конфликт у пилота. Если пилот не исправит штопор, самолет продолжит терять высоту, пока не произойдет контакт с землей.
Спираль кладбища характеризуется тем, что пилот ошибочно полагает, что он находится в полете на уровне крыльев, когда самолет на самом деле совершает поворот с креном, и замечает, что высотомер указывает на продолжающееся падение высоты. [8] Сенсорная дезориентация при возвращении из длительного поворота с креном в полет с крыльев может привести к тому, что пилот снова войдет в поворот с креном, как в иллюзии штопора кладбища. Пока самолет продолжает выполнять поворот и начинает показывать потерю высоты, пилот попытается исправить потерю высоты, «подтянув» элементы управления самолетом. [4] : 5 Попытка отрегулировать элементы управления таким образом приведет к уменьшению радиуса поворота и в конечном итоге к ускорению скорости снижения, пока пилот визуально не определит характер ошибки или не произойдет контакт с землей. Два самых известных случая авиакатастрофы из-за этой формы пространственной дезориентации — это авиакатастрофа 1963 года, в которой погибла певица Пэтси Клайн недалеко от Кэмдена, штат Теннесси , а также авиакатастрофа 1999 года, в которой погиб Джон Ф. Кеннеди-младший недалеко от острова Мартас-Винъярд . [9]
Это включает одновременную стимуляцию двух полукружных каналов и связано с внезапным наклоном (вперед или назад) головы пилота во время поворота самолета. [10] Это может произойти при наклоне головы вниз (чтобы посмотреть на схему захода на посадку или написать на наколеннике), вверх (чтобы посмотреть на верхний прибор или переключатель) или вбок. Это может вызвать непреодолимое ощущение того, что самолет одновременно кренится, качается и рыскает, что можно сравнить с ощущением скатывания вниз по склону холма. [11] Эта иллюзия может быстро дезориентировать пилота и привести к потере контроля над самолетом. [4] : 5 [12]
Соматогравитационные иллюзии вызываются линейными ускорениями. Эти иллюзии, связанные с уттрикулюсом и саккулюсом вестибулярной системы, чаще всего возникают в условиях ненадежных или недоступных внешних зрительных ориентиров.
Резкий переход от набора высоты к прямолинейному и горизонтальному полету может стимулировать отолитовые органы достаточно, чтобы создать иллюзию падения назад или иллюзию инверсии. Дезориентированный пилот может резко направить самолет в положение с опущенным носом, возможно, усиливая эту иллюзию. [4] : 7
Иллюзия «head-up» подразумевает внезапное линейное ускорение вперед во время горизонтального полета, когда пилот воспринимает иллюзию того, что нос самолета задирается вверх. Реакцией пилота на эту иллюзию будет нажатие штурвала или ручки вперед , чтобы опустить нос самолета. Ночной взлет из хорошо освещенного аэропорта в абсолютно темное небо (черную дыру) или взлет с катапульты с авианосца также может привести к этой иллюзии и может закончиться крушением. [4] : 7
Иллюзия опускания головы включает в себя внезапное линейное замедление ( воздушное торможение , опускание закрылков , уменьшение мощности двигателя) во время горизонтального полета, когда пилот воспринимает иллюзию, что нос самолета опускается вниз. Реакцией пилота на эту иллюзию будет задирание носа самолета вверх. Если эта иллюзия возникает во время захода на посадку на низкой скорости, пилот может свалить самолет. [4] : 7
Зрительные иллюзии знакомы большинству людей. Даже в условиях хорошей видимости можно столкнуться с зрительными иллюзиями.
Эта иллюзия может заставить пилота изменить (увеличить или уменьшить) наклон своего конечного захода на посадку. Они вызваны взлетно-посадочными полосами с разной шириной, восходящими или нисходящими взлетно-посадочными полосами и восходящим или нисходящим рельефом конечного захода на посадку. Пилоты учатся распознавать нормальный конечный заход на посадку, развивая и вспоминая мысленный образ ожидаемого соотношения между длиной и шириной средней взлетно-посадочной полосы. Примером может служить пилот, привыкший к небольшим полям гражданской авиации, посещающий большой международный аэропорт. Гораздо более широкая взлетно-посадочная полоса даст пилоту мысленную картину точки, где он обычно начинает выравнивание, когда он находится намного выше, чем должен быть. Пилот, летящий на самолете, где высота кабины относительно земли значительно выше или ниже, чем он привык, может вызвать подобную иллюзию на последней части захода на посадку. [13] : 2
Финальный заход на посадку по наклонной местности с плоской взлетно-посадочной полосой или на необычно узкую или длинную взлетно-посадочную полосу может создать визуальную иллюзию слишком высокой посадки. Затем пилот может увеличить скорость снижения, расположив самолет необычно низко на траектории захода на посадку. [13] : 2, 3
Последний заход на посадку по наклонной местности с плоской взлетно-посадочной полосой или на необычно широкую взлетно-посадочную полосу может создать визуальную иллюзию слишком низкой высоты на последнем заходе на посадку. Затем пилот может поднять нос самолета, чтобы увеличить высоту, что может привести к сваливанию на малой высоте или уходу на второй круг. [13] : 2, 3
Иллюзия захода на посадку в черную дыру может возникнуть во время последнего захода на посадку ночью (без звезд или лунного света) над водой или неосвещенной местностью на освещенную взлетно-посадочную полосу, на которой не виден горизонт. [4] Как следует из названия, это подразумевает заход на посадку ночью, когда между самолетом и предполагаемой взлетно-посадочной полосой ничего не видно, есть только визуальная «черная дыра». [14] Пилоты слишком часто уверенно приступают к визуальному заходу на посадку вместо того, чтобы полагаться на приборы во время ночных посадок. В результате это может привести к тому, что пилот испытает переоценку глиссады (GPO) из-за отсутствия периферических визуальных ориентиров, особенно под самолетом. [15] Кроме того, при отсутствии периферических визуальных ориентиров, позволяющих ориентироваться относительно земли, может возникнуть иллюзия того, что пилот находится в вертикальном положении, а взлетно-посадочная полоса наклонена и имеет уклон. В результате пилот начинает агрессивное снижение и ошибочно настраивается на небезопасную глиссаду ниже желаемой трехградусной глиссады. [13] : 3
Автокинетическая иллюзия возникает ночью или в условиях плохой визуальной чувствительности и создает у пилота впечатление, что неподвижный источник света движется по курсу столкновения с самолетом. Эта иллюзия вызвана очень небольшими движениями глаз в сочетании с пристальным взглядом на фиксированную единственную точку света (наземный свет или звезда) на совершенно темном и/или безликом фоне. В таких условиях эти безвредные движения глаз интерпретируются мозгом как движение рассматриваемого объекта (из-за отсутствия точек отсчета). [4] [13] : 4
Планеты или звезды на ночном небе часто вызывают иллюзию, будучи ошибочно принятыми за посадочные огни приближающихся самолетов, спутников или даже НЛО. Примером звезды, которая обычно вызывает эту иллюзию, является Сириус, которая является самой яркой звездой на ночном небе и зимой появляется над всей континентальной частью Соединенных Штатов на высоте от одного до трех кулаков над горизонтом. В сумерках планета Венера может вызывать эту иллюзию, и многие пилоты ошибочно принимают ее за огни, исходящие от других самолетов. [16]
Ложные визуальные иллюзии могут привести к тому, что пилот будет ориентировать самолет относительно ложного горизонта; такие иллюзии могут быть вызваны полетом над сгущающимися облаками, ночным полетом над безликой местностью с наземными огнями, которые неотличимы от темного неба со звездами, или ночным полетом над безликой местностью с четко определенным рисунком наземных огней и темным небом без звезд.
Спокойная, гладкая вода представляет опасность для пилотов гидросамолетов , поскольку отсутствие волн затрудняет точную оценку высоты самолета над поверхностью воды при посадке. Если пилот переоценивает высоту самолета и не делает поддув, концы поплавков могут быть направлены в воду, переворачивая гидросамолет; аналогично, если пилот недооценивает высоту самолета, делает поддув слишком высоко и глохнет, самолет резко опустится с тем же потенциальным результатом. Гладкая вода также может привести к необычно четкому виду дна озера или моря и необычно ярким отражениям облаков или береговых особенностей; эти посторонние визуальные подсказки могут еще больше дезориентировать пилота. Эти опасности можно смягчить, пролетев последний этап захода на посадку над сушей или параллельно близлежащей береговой линии, что позволит пилоту использовать сушу в качестве визуального ориентира; однако пилот должен позаботиться о том, чтобы предположительно неглубокая зона посадки была свободна от препятствий. При отсутствии подходящей площадки для посадки вблизи берега рекомендуется выполнить длительный и пологий заход на посадку с медленной и постоянной скоростью снижения и не пытаться выравнивать траекторию; однако пилот должен учитывать увеличенную дальность планирования и посадки при использовании этой техники. [17]
Это когда мозг воспринимает периферическое движение, без достаточных других сигналов, как относящееся к себе. Рассмотрим пример нахождения в машине на полосе движения, когда машины на соседней полосе начинают медленно ползти вперед. Это может создать ощущение реального движения назад, особенно если колеса других машин не видны. Похожая иллюзия может возникнуть при рулении самолета.
Это когда самолет движется на очень малой высоте над поверхностью, которая имеет регулярный повторяющийся рисунок, например, рябь на воде. Глаза пилота могут неправильно интерпретировать высоту, если каждый глаз выстраивает в линию разные части рисунка, а не оба глаза выстраиваются в линию на одной и той же части. Это приводит к большой ошибке в восприятии высоты, и любое снижение может привести к столкновению с поверхностью. Эта иллюзия представляет особую опасность для пилотов вертолетов, работающих на высоте нескольких метров над спокойной водой.
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )