Современные представления о психологическом содержании деятельности летчика

Рассматриваемые в этом разделе представления о психологи — — ческом содержании деятельности летчика необходимы для пони­мания материалов, изложенных в последующих разделах. Без вы­явления психологических особенностей деятельности летчика нельзя определить, насколько закономерны результаты его дейст­вий, каковы причины, обусловившие тот или иной результат, нель — ;зя в конечном итоге разработать систему мероприятий, обеспечи­вающих эффективность выполнения полетов и их безопасность.

Профессиональная деятельность летчика как специфический ;вид трудовой деятельности принадлежит к числу наиболее слож­ных и динамичных. •

Известно, что любая деятельность исходит из определенных мотивов и направлена на достижение определенных целей. Моти­вы— это то, что побуждает и-направляет деятельность человека, ■а цели — это те результаты, на достижение которых она направ­лена. Мотивированность деятельности летчика зависит от объек­тивной и субъективной, значимости поставленной перед ним зада­чи, от понимания ее важности и отношения к ней. Например, уро­вень мотивированности будет различным в зависимости от того, ■выполняется учебный полет, или полет, связанный с выполнением ответственного задания, или упражнение для отработки действий при отказе, или ликвидация реальной аварийной ситуации, по­скольку в этих случаях меняется их объективная и субъективная (разная степень опасности, разные последствия для летчика в слу­чае невыполнения задания) значимость. В зависимости от мотива меняется качество деятельности, поскольку меняется степень уси — ■лий и стараний летчика.

Содержание и структура деятельности, побуждаемой тем или иным мотивом, определяются ее целями.

Для летчика при управлении ЛА цель его деятельности высту­пает как идеальное представление заданного состояния объекта ■управления, отражаемого в сознании в виде образа-цели. Целена­правленность — важнейшая психологическая характеристика дея­тельности. Достижение поставленной цели — это не одномомент­ный акт, а более или менее длительный процесс, развертывающий­

ся во времени в систему частных промежуточных задач, каждая из которых реализуется путем выполнения отдельного действия.

Так, цель деятельности летчика рейсового самолета состоит в том, чтобы благополучно доставить пассажиров в аэропорт наз­начения. Выполняя эту цель, он ставит перед собой такие проме­жуточные цели, как пилотирование самолета, оценка метеообста­новки по трассе полета, установление связи с наземными диспет­черскими пунктами и т. д.

Элемент деятельности, посредством которого осуществляется достижение цели, в психологии называют действием. Одно и то же действие человек может выполнять разными способами (опера­циями) . Операции являются элементами действий, их состав опре­деляется теми внешними обстоятельствами, в которых возникла цель действия. Например, действие, направленное на уменьшение скорости полета, в зависимости от конкретных условий может быть выполнено разными операциями: движением штурвала, при­водящим к увеличению угла тангажа, движением рукоятки управ­ления двигателем для уменьшения тяги, включением тумблера, управляющего выпуском воздушных тормозов. Примерами опера­ций у летчика могут служить: количество фиксаций взгляда на приборах, отработанные движения органами управления, автома­тизированные навыки включения-тумблеров и т. п.

Схематично деятельность летчика можно описать следующим образом. Цель деятельности летчика состоит в том, чтобы пере­вести объект управления—-летательный аппарат (ЛА) из одного состояния в другое или удержать его в заданном состоянии, прео­долевая внешние возмущения. На основе имеющейся информации летчик формирует образ задаваемого (будущего) состояния ЛА: образ—цель, которая должна быть достигнута в результате дея­тельности. Воспринимая, сигналы, поступающие от системы отоб­ражения информации и окружающей среды, летчик оценивает те­кущее состояние ЛА, сличает его с образом-целью, анализирует возможные способы действий,, принимает решение и выполняет управляющие действия.

Сигналы, возникающие в результате этих действий, передают­ся через технические устройства в ЛА, изменяя его состояние. Си­гналы об изменившемся состоянии ЛА поступают к летчику, кото­рый оценивает, насколько достигнута побтавленная цель. В зави­симости от результата оценки летчик либо прекращает данное уп­равляющее воздействие, либо выполняет новое (в последнем слу­чае цикл управления повторяется).

В приведенной схеме летчик рассматривается в качестве осо­бого звена системы «летчик — самолет», направляющего ее на до­стижение заданного результата. Универсальным психофизиологи­ческим механизмом, с помощью которого организуются психиче­ские процессы восприятия и переработки информации, принятия решения в процессе управления ЛА, является так называемый об­раз (концептуальная модель) полета. Образ полета — это формн­

руемое у летчика в полете на основе чувственного восприятия, знаний и прошлого опыта представление о положении самолета и режиме полета.

При выполнении конкретных действий в образе полета на пер­вый план выступает один из трех его компонентов: образ прост­ранственного положения, «образ приборов» и чувство самолета.

Образ пространственного положения регули­рует пространственную ориентировку летчика: представление о положении и движении самолета относительно земли. /

В визуальном полете ориентировка осуществляется, естествен­но, благодаря непосредственному восприятию окружающего про­странства. Для оценки положения самолета летчику не нужно за­трачивать специальных усилий, т. е. ориентировка осуществляет­ся, как правило, без контроля сознания.

В полете по приборам пространственная ориентировка требует интенсивной умственной работы. Так как летчик не видит непо­средственно своего пространственного положения и перемещения относительно земной поверхности, то он должен (чтобы действо­вать сознательно, а не вслепую) мысленно представлять простран­ственное положение самолета, т. е. на основе показаний приборов формировать образ пространственного положения. В изменении способа определения положения самолета в пространстве, а имен­но в переходе от ориентировки непосредственной к опосредованной, на основе показаний приборов, и состоит основное, принципиаль­ное отличие полета по приборам от визуального.

Как известно, для человека фундаментальным ориентиром яв­ляется направление силы земного притяжения. Отсюда большин­ство случаев нарушения пространственной ориентировки возника­ет оттого, что направление результирующей перегрузки (при ис­кривлении траектории полета) принимается за направление силы земного тяготения. Реально это означает, что даже в переверну­том полете летчик не чувствует себя повисшим вниз головой, не­смотря на то что он в этом положении видит землю над собой.

Таким образом, в конкретном применении к системе «летчик — самолет» ориентировка в пространстве включает умственное пре­образование комплекса противоречащих друг другу сигналов. Это означает, что ориентировка в пространстве требует активной на­правленности сознания на постоянную умственную оценку воспри­нимаемого потока информации.

В условиях полета ощущения нередко противоречат интеллек­туальной оценке, поэтому и появляются затруднения в создании образа пространственного положения. Возникающие в полете ус­корения действуют на анализаторы человека как сила тяжести, но при этом они не являются постоянными ни по направлению, ни по величине, и это нарушает естественную схему ориентирдвания. Возникает противоречие между визуальными и интероцептивными сигналами, между восприятием и мышлением, внутренним ощуще­нием и умственной оценкой положения’ тела летчика (самолета) в пространстве. Объективное положение самолета в пространст­ве, определяемое на основе зрительных сигналов, не соответству­ет субъективным ощущениям. Если это несоответствие осознает­ся, летчик усилием воли старается подавить ложные ощущения. Если нет правильной умственной оценки пространственного поло­жения, то, подчиняясь ощущениям, летчик может совершить гру­бую ошибку в управлении и нарушить безопасность полета.

Итак, формирование образа пространственного положения протекает осознанно, причем летчик использует весь свой опыт. Основной компонент образа полета -—образ пространственного положения — должен постоянно поддерживаться, видоизменяться соответственно поступающей приборной информации, противо­стоять разрушительному влиянию неинструментальных сигналов.

Следующий компонент образа. полета’—«образ прибо- р о в» — это представление о режиме полета, формируемое на основе сопоставления заданных и фактических показаний приборов, кото — роеглетчик постоянно поддерживает в сознании, фиксируя взглядом положение стрелок, индексов и других сигналов на приборной дос­ке. Преобладание «образа приборов» на’каком-либо этапе пилотиро­вания приводит к автоматичности выполнения управляющих дей­ствий, которая может наблюдаться, например, в длительном и спокойно протекающем полете по маршруту. В других случаях «образ приборов» выступает на первый план при необходимости срочно вывести самолет из сложного (непонятного) положения в горизонтальный полет, при этом автоматичность исполнения может подчас стать причиной ошибки из-за отсутствия осознаваемого об­раза пространственного положения.

•’«Образ’приборов».лаконичен, в нем доминирует не осмыслива­ние существа происходящих йзменений, а значение самих сигна­лов, непосредственное восприятие которых обеспечивает быстроту и точность двигательных реакций, но снижает потенциальную на­дежность действий летчика.

Специфическим содержанием обладает третий компонент об­раза. полета— чувство самолета. Нго ‘формирование связано с поступлением неинструментальных сигналов: ускорений, усилий на органах управления, шумов и пр.

Нейнструментальные сигналы играют сложную, противоречи­вую роль. Во-первых, многие из них относятся к так называемым отрицательным факторам полета, выступают как неприятные, иногда вредные для организма. физические воздействия. Во-вто­рых, они могут неправильно интерпретироваться летчиком и слу­жить причиной его ошибочных решений. В-третьих, они очень важны для ощущения летчиком своей слитности с самолетом и помогают упреждать изменения положения. самолета, обеспечива­ют наиболее экономный способ построения управляющих дви­жений. . , — .

Использование летчиком неинструментальных, невизуальных сигналов для пилотирования подтверждается экспериментальными данными. Согласно исследованиям [8] подавляющее большинство движений связано с поступлением зрительных сигналов, однако в 13% случаев движения явились результатом тактильных или иных ощущений летчика. В экспериментах, проведенных В. В. Давыдо­вым и А. Б. Васильевым, установлено, что 23% управляющих дви­жений летчика в горизонтальном полете выполняется без зритель­ного контроля и 20% — с частичным зрительным контролем [9]. Характерно, что при полетах на статическом пилотажном трена­жере (т. е. при отсутствии акцелерационных воздействий на лет­чика) число движений, выполняемых при частичном зрительном контроле, составило 12%, без зрительного контроля — всего 1%.

Летчики с большим опытом полетов по приборам не только не отрицают возможность использования неинструментальных сиг­налов, но и подчеркивают необходимость воспитания способности управлять на их основе. Развитое чувство самолета позволяет ощу­щать малейшие движения самолета. Это способность летчика к восприятию и правильному выбору всех важных для управления полетом сенсорных раздражителей и к своевременному реагиро­ванию на них движениями органов управления.

В процессе пилотирования на летчика воздействуют линейные и угловые ускорения по трем осям связанной системы координат самолета *. При увеличении скорости возникают только линейные ускорения пх по продольной оси самолета X, при искривлении тра­ектории полета в вертикальной плоскости — линейное ускорение nv по нормальной оси У и угловое ускорение пг вокруг поперечной оси Z. Искривление траектории в горизонтальной плоскости связа­но с появлением угловых ускорений со* и со у, а также, линейного ускорения по поперечной оси со*. Воздействие линейных и угловых ускорений воспринимается вестибулярным анализатором. Авиаци­онными специалистами было’ установлено, что акцелерационные ощущения полезны для повышения точности пилотирования.

Если угловые ускорения или градиент их нарастания ниже по­роговых (при длительностях воздействия порядка 0,5—1 с, 1,1—2 с, 2,1—3 с), порог равняется соответственно 2,4 град/с[1], 1,6 град/с2 и 1,2 град/с2 i[ 10], то могут ^произойти значительные изменения положения самолета, которые не будут восприняты летчиком из — за отсутствия акцелерационных ощущений (если он по каким-либо причинам отвлекся от контроля за показаниями приборов). —

Важную роль играют ощущения летчиком положения и движе­ний собственного тела, усилий и амплитуды при перемещении штур­вала управления, обеспечиваемые мышечным чувством. В целом чувство самолета, безусловно, не дает точного представления об изменении параметров полета, но оно призвано обеспечить направ­ленность сознания на контроль тех параметров полета, которые нуждаются в первоочередном обслуживании.

Итак, образ полета — динамическая, изменчивая структура. Его содержание зависит от условий полета, решаемой задачи, состоя-‘

ния летчика, объема его знаний, памяти, летного опыта. Важно» подчеркнуть роль образа как регулятора действий летчика в поле­те. Управляющие действия летчика регулируются образом полета,, который в свою очередь все время корректируется, уточняется на основе восприятия приборной и неинструментальной информации.. Чем точнее’ и полнее образ полета, теїй увереннее действия летчика.

Процесс пилотирования включает восприятие информации из- окружающей среды, от приборов и сигнализаторов, формирование — образа полета и исполнение действий, направленных на сохране­ние или изменение режима полета.

Внешне процесс пилотирования характеризуется показателями — сбора информации (данными о перемещении и длительности фик­саций взгляда), двигательной активности (число, амплитуда и ско­рость движений), а также качеством выдерживания параметров — полета.

Когда земная поверхность не видна (полет ночью или в обла­ках), летчик обращается к пилотажно-навигационным приборам от 50 до 200 раз в минуту, фиксируя взгляд на каждом приборе в течение 0,3—0,9 с. Кроме того, он периодически воспринимает по­казания других приборов и сигнализаторов, зрительно контролиру­ет манипуляции органами управления бортовыми системами. Даже кратковременное лишение возможности получать зрительную ин­формацию от приборов приводит к потере представления о прост­ранственном положении. При отсутствии визуальных сигналов летчик не в состоянии определить, что пространственное положение самолета изменилось. Таким образом, роль зрительных сигналов в полете по приборам является решающей для выдерживания за­данного режима полета.

Пилотажная информация поступает от следующих основных приборов: авиагоризонта, вариометра, указателей высоты, скоро­сти, курса. Установлено, что параметры движения самолета, кото­рые измеряют перечисленные выше приборы, изменяются с раз­личной скоростью: быстро изменяются крен, вертикальная ско­рость и тангаж; во много раз медленнее йзмёняются курс и высо­та полета. В связи с этим в процессе пилотирования приборы используются также по-разному. Вариометр и авиагоризонт ис­пользуются чаще и служат для организации управляющих воз­действий и их корректировки. Это — основные приборы выдержи­вания режима — приборы управления. Другие приборы служат преимущественно для контроля и используются с меньшей перио­дичностью.

В зависимости от использования летчиком показаний приборов для контроля или управления информация делится на контроль­ную и управляющую. Взаимодействие летчика с этими видами ин­формации различно. Контрольную информацию летчик восприни­мает и оценивает за время одной короткой фиксации взгляда. Перерывы восприятия такой информации составляют в среднем 5 с, но иногда достигают 20 с и более.

Если летчик оценил информацию как отклонение от заданного $ режима, он начинает движение по управлению. Для корректиров­ки движения он обращается к приборам управления, которые фик — " еирует взглядом каждые 1—2 с. Маршруты перемещения взгляда яо приборам определяются содержанием информации, _ значимо­стью сигналов для данного режима управления. Частота фиксаций взгляда зависит и от степени устойчивости самолета: чем меньше устойчивость, тем чаще фиксации взгляда. Повышение требова­ний к точности выдерживания параметров полета обязательно вле­чет интенсификацию сбора информации: так, на посадке частота фиксаций взгляда на пилотажных приборах может увеличиваться до 3—4 в секунду.

Различие режимов пилотирования, многообразие воздействий внешней среды, изменение в течение одного полета характеристик устойчивости и управляемости самолета — все это не позволяет ис­пользовать заученную схему перемещения взгляда по приборам, эффективную для любых (или, точнее, для большинства) условий полетц. Так, на сравнительно коротком этапе полета — заходе на посадку — летчик неоднократно перестраивает способ сбора инфор­мации в зависимости от потребностей управления. Материалы, характеризующие длительность контроля основных пилотажных приборов на двух участках захода на посадку (табл. 1.1), показы­вают. что летчик, используя различные приему сбора информации, может перестраивать способы контроля параметров полета в. зави­симости от задачи управления.

Таблица 1.1 Показатели визуального контроля приборов в зависимости от задачи управления Участок полета Показатель контроля Авиагори­ зонт Вариометр Указатель •курса Высотомер Прочие при­боры Вывод из расчет­ного разворота Суммарное время, % от общего времени по­лета 49 15 30 4 ; І 2 Снижение с вы­соты 1000 до 400 м Среднее время одной фиксации, с 0,7 0,5 0,7 0,-51 .0,6 Суммарное время, % от общего времени по­лета 14 30 27 .12 ■ .17 ,Среднее время одной фиксации, с 0,5 0,9 0,9 0,6 0,6

Как — видно из табл. 1.1, если на первом участке полета преиму­щественное внимание уделяется параметрам управления в боковом канале (крен, курс), то на втором произошло перераспределение контроля приборов в пользу высотных параметров (вариометр,

высотомер). При этом на втором участке летчик тщательно про­должал контролировать указатель курса, уделяя сравнительно ма­ло времени контролю авиагоризонта.

Восприятие приборной информации происходит в интересах по­строения управляющих движений. Структура управляющих движе­ний (их число, амплитуда, скорость, направление, состав) при вы­полнении одной и той же частной задачи пилотирования очень. раз­нообразна. Изменчивость двигательных актов характерна не толь­ко для разных летчиков, но и для одного и того лее летчика в одном полете. Это разнообразие приемов — показатель того,, что у летчика не строго автоматизированный двигательный навык, а формируется умение, для которого характерно варьирование дви­жений в зависимости от условий. Движения летчика требуют не­прерывной Корректировки и, следовательно, восприятия и перера­ботки управляющих сигналов; при этом ведущими являются зри­тельные сигналы’—показания пилотаншых приборов. Устранение любого отклонения требует активного внимания летчика. В случае появления отклонений одновременно по двум основным каналам управления (боковому и продольному) задача управления значи­тельно усложняется. На трудность одновременного и одинаково эффективного управления сразу по двум основным каналам ука­зывают факты типичных аварийных ситуаций на посадочной пря­мой, когда летчик, занятый исправлением отклонений от курса посадки, упускает контроль высоты полета и допускает опасное снижение.

Возникает вопрос: как строятся управляющие воздействия при наличии отклонений сразу по двум каналам управления?. Прекра­щает ли летчик, например, управление по каналу крена, когда он воспринимает информацию от вариометра? Как показали иссле­дования, не прекращает. Установлено, что управляющие воздей­ствия под контролем зрения сменяются управляющими воздейст­виями без зрительного контроля соответствующего прибора., Благодаря этому зрение высвобождается для восприятия инфор­мации. по второму каналу управления.

Оказывается, только 50—80% общего времени выполнения дви­жений элеронами и рулем высоты при выполнении захода на по — •садку. летчик смотрит на указанные выше пилотажные приборы. Это объясняется тем, что, зная динамические характеристики са­молета, летчик способен предвидеть результаты своих управляю­щих движений.

Способность предвидеть предстоящие эволюции самолета и прог­нозировать необходимые действия обеспечивается благодаря нали­чию у летчика образа полета. На основе образа полета опытный летчик может, в частности, точнее прогнозировать показания при­боров, которые предстоит считывать. Вот почему, обращаясь к при­бору, опытный летчик не воспринимает его показания как совер­шенно новые, а лишь убеждаемся, что они соответствуют его пред­ставлению о режиме полета. Не случайно время считывания пока-

‘2 Зак. 5945

заний приборов у более опытного летчика в 1,5—2 раза меньше, чем у менее опытного.

В делом знание основных закономерностей трудовой деятель­ности летчика, ее психологического содержания является необхо­димым условием для выбора путей и способов обеспечения его надежности. Именно с позиций психологического учения о деятель­ности возможно выявление истинных причин недостатков взаимо­действия и нарушений безопасности в системах «человек — авиа­ционный комплекс — среда».