Сенсорные иллюзии в авиации - Sensory illusions in aviation

Потому что человеческие чувства адаптированы для использования на земле, ориентируясь только на сенсорную информацию во время полет может быть опасным: сенсорный ввод не всегда точно отражает движение самолет, вызывая сенсорные иллюзии. Эти иллюзии могут быть чрезвычайно опасны для пилоты.

Слепой полет. Пилот носит очки, блокирующие цвета, прозрачные через оранжевый пластиковый лист перед ним. В инструктор без очков вид снаружи окрашен в оранжевый цвет.

Вестибулярная система

В вестибулярный аппарат, отвечающий за чувство равновесия у человека, состоит из отолит органы и полукружные каналы. Иллюзии в авиации возникают, когда мозг не может согласовать сигналы вестибулярной системы и зрительная система. Три полукружных канала, распознающих ускорение в подача, рыскание, и рулон, стимулируются угловые ускорения; в то время как отолитовые органы мешочек и мешок, стимулируются линейными ускорениями. Стимуляция полукружных каналов происходит при движении эндолимфа внутри каналов вызывает движение crista ampullaris и волосковые клетки внутри них. Стимуляция отолитовых органов происходит при гравитационные силы или линейные ускорения вызывают движение отолитовой мембраны, отолитов или волосковых клеток пятно.[1]

Соматогиральные иллюзии возникают в результате угловых ускорений, стимулирующих полукружные каналы. Соматогравитические иллюзии, напротив, возникают в результате линейных ускорений, стимулирующих отолитовые органы.[2]

Вестибулярный / соматогиральный

Иллюзии, связанные с полукруглый и соматогиральный каналы вестибулярный аппарат уха возникают в основном в условиях ненадежных или недоступных внешних визуальных ориентиров и приводят к ложным ощущениям вращения. К ним относятся наклоняется, кладбище вращается и спираль, и иллюзия Кориолиса.

Наклоны

Основная статья: Наклоны

Это наиболее распространенная иллюзия во время полета, которая может быть вызвана внезапным возвращением к полету на уровне крыльев после постепенного применения банк это осталось незамеченным пилотом.[3] Причина, по которой пилот может не подозревать о таком изменении отношения, заключается в том, что человек подвергается вращательному ускорению ~ 1 градус в секунду²[4] или ниже ниже порога обнаружения полукружные каналы.[5] Вращение крыльев в таком положении может вызвать иллюзию того, что самолет кренится в противоположном направлении. В ответ на такую ​​иллюзию пилот будет стремиться откатиться в направлении первоначального берега, пытаясь исправить ситуацию, чтобы восстановить восприятие уровня. отношение.

Кладбище спин

Кладбищенское вращение - это иллюзия, которая может возникнуть у пилота, который входит в вращение и характеризуется тем, что пилот становится все менее осведомленным о смысле вращения, вызванном вращением, когда вращение продолжается.[6] Поскольку 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 вправо, но остается незамеченным в течение периода времени, достаточного для того, чтобы пилот потерял чувствительность к величине вращения, небольшая корректировка влево руль может оставить пилота с ощущением вращения влево. В результате пилот задействует правый руль направления и бессознательно повторно войдет в исходное правое вращение. Перекрестная проверка самолета летные инструменты покажет, что самолет все еще находится в повороте, что вызывает сенсорный конфликт у пилота. Если пилот не исправит вращение, самолет продолжит терять высоту до тех пор, пока не произойдет контакт с землей.

Кладбищенская спираль

Основная статья: Кладбищенская спираль

Спираль кладбища характерна для пилота, который ошибочно полагает, что он летит на уровне крыльев, когда самолет на самом деле находится в крене, и замечает снижение, указанное на самолете. высотомер.[8] Сенсорная дезориентация при возвращении из продолжительного крена к полету на уровне крыльев может заставить пилота снова войти в креновый разворот, как в иллюзии вращения кладбища. Пока самолет продолжает разворачиваться и начинает указывать на потерю высоты, пилот пытается исправить потерю высоты, «подтягивая» рычаги управления самолетом.[6] Попытка настроить элементы управления таким образом приведет к ужесточению радиус поворота и, в конечном итоге, увеличение скорости снижения до тех пор, пока пилот не увидит визуально характер ошибки или не произойдет контакт с землей. Одним из самых известных случаев аварии самолета из-за этой формы пространственной дезориентации был авария, в которой погиб Джон Ф. Кеннеди-младший. над виноградником Марты в 1999 году.[9]

Иллюзия Кориолиса

Основная статья: Эффект Кориолиса (восприятие)

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 сделать запись на наколеннике), вверх (чтобы посмотреть на прибор или переключатель над головой) или в сторону. Это может вызвать непреодолимое ощущение того, что самолет одновременно катится, качается и кренится, что можно сравнить с ощущением катания по склону холма.[11] Эта иллюзия может быстро дезориентировать пилота и потерять управление самолетом.[12]

Вестибулярный / соматогравиологический

Соматогравитические иллюзии вызваны линейными ускорениями. Эти иллюзии, связанные с мешок и мешочек из вестибулярный аппарат скорее всего, находятся в условиях с ненадежными или недоступными внешними визуальными ориентирами.

Инверсия

Резкий переход от набора высоты к прямолинейному полету может стимулировать отолитовые органы достаточно, чтобы создать иллюзию кувырка назад или иллюзию инверсии. Дезориентированный пилот может резко перевести самолет в положение с опущенным носом, что может усилить эту иллюзию.

Возглавить

Иллюзия поднятия головы включает в себя внезапное поступательное линейное ускорение во время горизонтального полета, когда пилот ощущает иллюзию, что нос самолета поднимается вверх. Ответом пилота на эту иллюзию было бы толкать ярмо или палка вперед, чтобы опустить нос самолета вниз. Ночной взлет из хорошо освещенного аэропорта в совершенно темное небо (черная дыра ) или катапульта взлет с авианосец также может привести к этой иллюзии и может привести к аварии.

Головой вниз

Иллюзия опускания головы включает в себя внезапное линейное замедление (воздушное торможение, понижая закрылки, уменьшение мощности двигателя) во время горизонтального полета, когда пилот ощущает иллюзию того, что нос самолета наклоняется вниз. Пилот ответит на эту иллюзию: подача нос самолета вверх. Если эта иллюзия возникает во время конечного захода на посадку на малой скорости, пилот может ларек самолет.

Визуальный

Визуальные иллюзии знакомы большинству из нас. Даже в условиях хорошей видимости могут возникнуть зрительные иллюзии.

Линейная перспектива

Эта иллюзия может заставить пилота изменить (увеличить или уменьшить) крутизну конечного захода на посадку. Они вызваны взлетно-посадочными полосами разной ширины, взлетно-посадочными полосами с восходящим или нисходящим уклоном, а также восходящим или нисходящим рельефом местности конечного этапа захода на посадку. Пилоты учатся распознавать нормальный финальный заход на посадку, создавая и вспоминая мысленный образ ожидаемой взаимосвязи между длиной и шириной средней взлетно-посадочной полосы. Примером может служить пилот, используемый для небольших областей авиации общего назначения, посещающий большой международный аэропорт. Гораздо более широкая взлетно-посадочная полоса даст пилоту мысленное представление о точке, где они обычно начинают запускать ракету, когда они намного выше, чем должны быть. Пилот, летящий на самолете, у которого высота кабины относительно земли значительно выше или ниже, чем обычно, может вызвать подобную иллюзию в последней части захода на посадку.

Восходящая местность, узкая или длинная взлетно-посадочная полоса

Заключительный заход на посадку по наклонной местности с плоской взлетно-посадочной полосой или к необычно узкой или длинной взлетно-посадочной полосе может создать визуальную иллюзию слишком высокого полета на конечном заходе на посадку. Затем пилот может увеличить скорость снижения, расположив самолет необычно низко на траектории захода на посадку.

Нисходящая местность или широкая взлетно-посадочная полоса

Заключительный заход на посадку по нисходящей местности с плоской взлетно-посадочной полосой или к необычно широкой взлетно-посадочной полосе может создать визуальную иллюзию слишком низкой высоты на конечном этапе захода на посадку. Затем пилот может поднять нос самолета, чтобы увеличить высоту, что может привести к сваливанию на малой высоте или уходу на второй круг.

Другой

Подход черной дыры

Иллюзия приближения к черной дыре может возникнуть во время последнего захода на посадку ночью (без звезд или лунного света) над водой или неосвещенной местностью к освещенной взлетно-посадочной полосе, на которой не виден горизонт.[6] Как следует из названия, он предполагает заход на посадку в ночное время, когда между самолетом и предполагаемой взлетно-посадочной полосой ничего не видно, есть только визуальная «черная дыра».[13] Пилоты слишком часто уверенно используют визуальный заход на посадку вместо того, чтобы полагаться на приборы во время ночных посадок. В результате это может привести к тому, что пилот будет испытывать переоценку глиссады (GPO) из-за отсутствия периферийных визуальных ориентиров, особенно под самолетом.[14] Кроме того, при отсутствии периферийных визуальных ориентиров, позволяющих ориентироваться относительно земли, может возникнуть иллюзия, что пилот находится в вертикальном положении, а взлетно-посадочная полоса наклонена и наклонена. В результате они начинают агрессивное снижение и ошибочно выбирают небезопасную глиссаду ниже желаемой глиссады с тремя градусами.

Автокинез

Аутокинетическая иллюзия возникает ночью или в условиях плохого зрения. Эта иллюзия создает у пилота впечатление, что неподвижный объект движется впереди траектории самолета; это вызвано взглядом на фиксированную единственную точку света (наземный свет или звезду) на полностью темном и невыразительном фоне. Причина, по которой возникает эта визуальная иллюзия, заключается в очень небольших движениях глаз. В условиях плохого визуального восприятия, сопровождаемого одним источником света, эти движения глаз интерпретируются мозгом как движение наблюдаемого объекта.[6] Эта иллюзия может вызвать неправильное представление о том, что такой свет движется по курсу столкновения с самолетом.

Эту иллюзию часто вызывают планеты или звезды в ночном небе. Часто эти яркие звезды или планеты ошибочно принимают за посадочные огни приближающихся самолетов, спутников или даже НЛО. Примером звезды, которая обычно вызывает эту иллюзию, является Сириус, самая яркая звезда в северном полушарии, которая зимой появляется над всей континентальной частью Соединенных Штатов на высоте одного-трех кулаков над горизонтом. В сумерках планета Венера может вызвать эту иллюзию, и многие пилоты ошибочно приняли ее за свет, исходящий от других самолетов. [15]

Ложная визуальная ссылка

Ложные иллюзии визуальных ориентиров могут заставить пилота сориентировать самолет относительно ложного горизонта; эти иллюзии могут быть вызваны полетом над облаком, полет ночью над безликой местностью с наземными огнями, неотличимыми от темного неба со звездами, или ночным полетом над безликой местностью с четко определенным рисунком наземных огней и темным, беззвездным небо.

Vection

Это когда мозг воспринимает периферическое движение без достаточных других сигналов как относящееся к самому себе. Рассмотрим пример, когда машина находится в полосе движения, когда машины на соседней полосе начинают медленно ползти вперед. Это может вызвать ощущение движения назад, особенно если колеса других автомобилей не видны. Подобная иллюзия может возникнуть при рулении самолета.

Смотрите также: Иллюзии самодвижения

Повторяющийся узор

Это когда самолет движется на очень малой высоте над поверхностью, имеющей регулярный повторяющийся узор, например, рябь на воде. Глаза пилота могут неправильно интерпретировать высоту, если каждый глаз выстраивает разные части рисунка, а не оба глаза на одной и той же части. Это приводит к большой ошибке в восприятии высоты, и любое снижение может привести к удару о поверхность. Эта иллюзия представляет особую опасность для пилотов вертолетов, работающих на высоте нескольких метров над спокойной водой.

Примеры

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Саладин, Кеннет (2012). Анатомия и физиология, единство формы и функции. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 605–8. ISBN  978-0-07-337825-1.
  2. ^ Вудро, Эндрю; Уэбб, Джеймс (2011). Справочник по аэрокосмической и операционной физиологии. Библиотека исследований ВВС. С. 7–37, 7–42.
  3. ^ "Пространственная дезориентация: беспорядок, который убивает" (PDF). Советник по безопасности полетов. Фонд безопасности полетов AOPA. Получено 25 июн 2018.
  4. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19690013275.pdf
  5. ^ Шоу, Роджер. «Пространственная дезориентация: доверяйте своим инструментам». Получено 25 июн 2018.
  6. ^ а б c d Антунано, М. Дж. (2013). Брошюры FAA по безопасности пилотов: пространственная дезориентация. Федеральная авиационная администрация.
  7. ^ Как стать пилотом: пошаговое руководство по полету. Соединенные Штаты. Федеральная авиационная администрация. (Ред. Ред.). Нью-Йорк: Стерлинг Паб. Co. 1987. ISBN  0806983868. OCLC  15808804.CS1 maint: другие (связь)
  8. ^ Федеральное управление гражданской авиации (2016). «Справочник пилота по аэронавигационным знаниям» (PDF). Аэромедицинские факторы - через FAA.
  9. ^ http://goflightmedicine.com/jfk-jr-piper-saratoga-mishap/
  10. ^ Критцингер, Дуэйн (2016-09-12). Безопасность авиационных систем: оценки для первоначальной сертификации летной годности. Издательство Вудхед. ISBN  978-0-08-100932-1.
  11. ^ Ковальчук, Кшиштоф П .; Газдзински, Стефан П .; Яневич, Михал; Гусик, Марек; Левкович, Рафал; Wyleżoł, Мариуш (февраль 2016 г.). «Иллюзия гипоксии и Кориолиса у пилотов во время имитации полета». www.ingentaconnect.com. Получено 2020-03-18.
  12. ^ «Пространственная дезориентация». www.aopa.org. 2019-08-07. Получено 2020-03-18.
  13. ^ Ньюман, Д. Г. (2007). Обзор пространственной дезориентации как фактора авиационных происшествий и инцидентов (№ B2007 / 0063). Австралийское бюро транспортной безопасности.
  14. ^ Гибб Р. В. (2007). Визуальная пространственная дезориентация: возвращаясь к иллюзии черной дыры. Авиация, космос и медицина окружающей среды, 78 (8), 801-808.
  15. ^ Россье, Р. Н. (2004). Уроки, которые мы забываем - отвлечение, дезориентация и иллюзии. Деловая и коммерческая авиация, 95 (3), 50-55.