БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

В биотехнической или человеко-машинной системе1 осуществляется функциональная взаимосвязь челове — ка-оператора и машины.

Разновидностями биотехнических систем в общей* авиационной транспортной системе являются следую­щие; «Э’ — ВС», «УВД», «Обеспечение полета». Каж­дой из. этих биотехнических систем присущи специ­фические особенности распределения функций между; человеком-Оператором и машиной.

Биотехническая система «Э — ВС» (рис. 2) — наиболее’ важная в обеспечении безопасности поле.- тов, так как ее функционирование происходит в наи­более. неблагоприятных условиях воздействующих,.

гкак на человека-оператора (пилота, штурмана, борт — шеханика и т. д.), так и на технику. В этих условиях ■ очень важно рационально и обоснованно распреде­лить функции деятельности между человеком и ма­шиной или, в частном случае, автоматическими уст­ройствами. На современных ВС распределение функ — сций между экипажем и автоматическими устройства­ми осуществляется с учетом специфических особен — — ностей человека и машины, которые заключаются и следующем.

В области отбора информации человек-оператор •превосходит автоматические устройства, имея широ­кие и гибкие связи с окружающей средой. В полете. экипаж получает информацию путем непосредствен­ного наблюдения за окружающей обстановкой, ис — :пользуя показания приборов контроля или средства есвязи с наземными системами управления и контроля. При этом свободно осуществляется переход от ручно­го способа управления ВС к автоматизированному или использование их в комплексе.

Благодаря этому, экипаж способен проводить анализ и прогнозировать состояние ВС. и условия зголета не только по конкретным сигналам, адресо­ванным им, но и по косвенным признакам: запах в кабине, изменение звука работающего двигателя, изменение метеорологической обстановки и т. д. По гмере накопления. опыта полетов и совершенствования профессионального мастерства квалификация спе — .циалиста повышается.

Автоматические устройства принимают только конкретные, адресованные им сигналы. Вход их жест­ко ограничен заданными условиями (программой).

В области переработки информации человек-опе­ратор также имеет ряд преимуществ перед автома­тическими устройствами. Он сравнительно легко рас — гпознае’т разнородные образы, формирует случайные представления отдельных явлений, ориентируется в непредвиденных ситуациях и прогнозирует их раз — Евитие. Кроме ‘того, человек-оператор в состоянии ис­пользовать. предшествующий опыт, извлекать из па — шяти ранее известные факты и методы решения от­дельных задач, что не в состоянии сделать ни одно ^автоматическое — устрой ство.

Однако автоматические системы по, точности й скорости переработки информации значительно пре; восходят возможности человека-оператора. Кроме того, автоматические устройства — не подвержены дей­ствиям таких факторов, как страх, утомление, иллю­зии, чувство опасности, которые сказываются на ра­ботоспособности и функциональной надежности чело­века-оператора.

Систематизированный научный подход к вопросу? распределения и перераспределения функционально­го взаимодействия в биотехнических системах учиты­вает эти особенности при построении алгоритма, работы системы. При этом автоматические устройст­ва предпочтительнее использовать для выполнения следующих функций: решения стандартных задач, требующих запоминания большого количества дан­ных; принятия стандартных решений, которые реали­зуются одним и тем же способом; выполнения опера­ций, требующих большой скорости и малого времени запаздывания и др.

С наибольшей эффективностью человек-оператор — выполняет следующие функции: обобщает отдельные факторы, принимает решения на основе неполной: информации; вырабатывает решения в непредвиден­ной ситуации, решает задачи при отсутствии типово­го решения; решает проблемные задачи. Это можно проиллюстрировать на примере выбора варианта, запасного аэродрома на условном рубеже ухода, при; наличии нескольких, примерно равноудаленных аэро­дромов. Если этот выбор осуществляет автоматическое устройство, то на основании заложенной программы,, запасной аэродром будет выбран с учетом того, что­бы количество топлива на борту ВС к моменту при­лета на запасной аэродром (траверз ДПРМ) было — не менее чем на 30 мин полета на высоте круга.. Практически, это будет самый ближайший’ аэродром,.

Пилот же в этой ситуации будет учитывать не только требования-наставления по производству по­летов в ГА СССР (НПП ГА-85), но и свой личный опыт, знания сферы обслуживания на этих аэродро­мах, наличие гостиниц, пунктов питания, удаленность, от. населенных пунктов, т. е. он будет учитывать ы требования сервиса в отношении пассажиров,. кот. о>- рых он не может доставить в пункт назначения по объективным причинам. Рассчитать же параметры полета до выбранного пункта пилоту поможет авто­матическое устройство и сделает это гораздо быст­рее и точнее человека.

Приведенный пример наглядно показывает значи­мость правильного и рационального распределения функций в биотехнических системах ‘й дает однознач­ный ответ на вопрос о полной замене человека во время полета автоматическими системами.

Биотехническая система «УВД» (рис. 3) представ­лена диспетчером и техническими средствами УВД.

В биотехнической системе «УВД» роль и место технических средств ^автоматических устройств) ко­ренным образом отличается от системы «Э — ВС». Это связано с различиями в условиях функциониро­вания систем. Диспетчер в процессе своей деятельно­сти меньше подвержен воздействию экстремальных условий, чем экипаж в полете, но в то же время он сталкивается с большим числом проблемных ситуа­ций. Это и обусловливает различия в функциональ­ном’ взаимодействии элементов биотехнических сис­тем. Если в системе «Э —ВС» автоматические уст­ройства частично дублируют или дополняют непо­средственную деятельность пилота-оператора по уп­равлению ВС (автопилот, автоматические системы выполнения посадки и т. л.), то в системе «УВД», техническим средствам отводится роль элементов контроля и слежения за параметрами полета и пере­дачи информации от наземных средств контроля на іборт ВС.

Системы «Э —’ВС» и «УВД» в процессе своего функционирования очень тесно связаны. Это позво­ляет в более общих случаях объединять их в одну

сложную биотехническую систему «Э — ВС — УВД»;. Функциональные связи в такой сложной системе дей — • ствуют только в процессе непосредственного выполз нения полета.

Биотехническая система «Обеспечение полетов» —■ объемная, с достаточно сложной внутренней структу­рой система. Она решает различные вопросы, связан­ные с подготовкой и наземным обеспечением П0ЛЄТ0В4. Схематично система «Обеспечение полетов» состоит из комплекса подразделений, осуществляющих виды обеспечения: штурманское, аэронавигационное, метео­рологическое, инженерно-авиационное, аэродромное,, радиосветотехническое, медицинское, организации,1 перевозок, режима и охраны ВС, орнитологическое.

Особенность функционального взаимодействия; данной системы в общей АТС состоит в том, что она. не имеет обратной связи с системой «Э — ВС» неш> средственно в процессе выполнения полета. Однако» от четкости ее функционирования на предваритель­ных этапах подготовки полета зависит его исход, т. е.. качество работы системы «Э — ВС».

Система «Управление летной деятельностью» не: входит в общую структуру АТС (см. рис. 1), но пред­ставляет собой сложную систему, имеющую иерар­хическую структуру. Элементы системы в общей схе­ме АТС не имеют непосредственных функциональных; связей с биотехнической системой «Э — ВС» непо­средственно в процессе полета. Однако их функцио­нальная задача — обеспечить планомерную безопас­ную работу гражданской авиации и ее перспективное* развитие — самым непосредственным образом свя­зана с безопасным функционированием системы» «Э — ВС» и всей АТС в целом. В отдельных случаях, можно считать, что система «Управление летной дея­тельностью» имеет прямую связь с системой. «Э — ВС», опосредованную, через, соответствующие пункты УВД.

Система «Управление летной деятельностью» Вг рамках общей АТС представлена отраслевыми управ­лениями МГА. К ним относятся: Управление, летной; службы (УЛС МГА), Инспекция МГА, Управление применения авиации в народном хозяйстве (УПАНХ’ МГА), Главное Управление эксплуатации, и. ремонта

авиационной техники (ГУ ЭРАТ МГА), Управление учебных заведений (УУЗ МГА) и др. Эти управления разрабатывают организационную и методическую ра­боту в авиаподразделениях.

В частном случае при рассмотрении структуры АТС применительно к авиаподразделению, эти орга­ны представлены структурными подразделениями низшего порядка. Это: летно-штурманские отделы

Управления ГА (ЛШО ГА), летно-методические от­делы (ЛМО), отделы инспекции Управления ГА и др.

Внесистемный фактор «Внешняя среда является комплексом факторов, определяющих состояние и воздействие внешней среды на параметры полета ВС. Интенсивность воздействия последней на систему «Э —ВС» зависит от географических, погодных и кли­матических условий района полета, высоты и скоро­сти полета ВС, наличия путей миграции и скопления птиц и т. д.

При системном анализе влияния внешней среды на безопасность полетов пользуются понятиями: рег­ламентированные и случайные параметры состояния внешней среды. Регламентированные параметры включают в себя давление, температуру, плотность, влажность.

Под случайными параметрами понимают актив­ные воздействия внешней среды на ВС, которые включают в себя.: значения горизонтальных и верти­кальных порывов воздуха; параметры струйных тече­ний и атмосферных фронтов; активность электриче­ских воздействий; параметры обледенения; наличие града; массу птиц.

С учетом регламентированных параметров состоя­ния внешней среды строится основной алгоритм функционирования системы «Э — ВС». Но воздушная среда подвержена скоротечным и труднопрогнозируе­мым, а порой и неожиданным изменениям парамет­ров своего состояния. При этом система «Э — ВС» подвергается воздействию случайных состояний воз­душной среды. Внезапное попадание ВС в условия сдвига ветра на взлете или посадке, попадание в спутный след, поражение электрическими разрядами’ или столкновение с птицами в отдельных случаях

могут значительно нарушать четкое функционирова­ние биотехнической системы «Э — ВС» и повлиять на безопасность полетов.

Функциональное взаимодействие всех рассмотрен­ных систем (подсистем) общей авиационной транс­портной системы можно представить в виде схемы, приведенной на рис. 4.