第 1 章⼈的因素1.1 介绍
⼈的因素包含的范围较⼴,通过研究⼈、飞机和环境三者之间的关系来提⾼⼈的能⼒从⽽降低飞⾏过程中发⽣错误的机率。随着科学技术的快速发展,飞机的安全性不断得到提升,机械故障在逐渐减少,但由⼈的因素引发的事故发⽣率却在递增。在所调查的事故中,与⼈的因素⽅⾯有关的事故占到了总数的80%以上。如果飞⾏员能够加强对⼈的因素的认识和了解,就可以更好地准备飞⾏计划并更加安全、⽆事故地完成飞⾏。
在仪表⽓象条件(IMC)下飞⾏可能会使⼈体的感觉器官产⽣错觉。作为⼀个合格的飞⾏员,需要去认识并有效地纠正这些错觉。在仪表飞⾏中,要求飞⾏员利⽤所有可⽤的资源来进⾏决策。
本章涉及到的⼈的因素主要包括⽤来定向的感觉系统、飞⾏中的错觉、⽣理和⼼理因素、⾝体因素、航空决策和机组资源管理(CRM)。1.2 定向感觉系统
定向是指飞⾏员能够清楚地认识到飞机的位置以及⾃⼰相对于⼀个特定参考点的位置。失定向是指不能定向,空间失定向专指不能确定相对于空间或其它物体的位置。
定向通过三个⽅⾯的⼈体感觉器官来实现:眼睛、前庭器官和本体感受。眼睛维持视觉定位。内⽿的运动感觉系统维持前庭器官的定向。⼈体的⽪肤、关节和肌⾁神经维持本体感受定向。⾝体健康的⼈处于⾃然环境中时,这三个系统⼯作良好。但当飞⾏过程中产⽣的各种⼒作⽤在⼈体时,这些感官系统就会提供相应的误导信息,就是这些误导信息造成了飞⾏员失去定向。1.2.1 眼睛
所有感官中,视觉在提供信息保持飞⾏安全⽅⾯占据了最为重要的位置。尽管⼈的眼睛在⽩天视觉最佳,但在⾮常暗的环境中,也是能看到东西的。⽩天,眼睛使⽤被称为视锥细胞的感受器,在夜间的时候,我们的视觉通过视杆细胞(视⽹膜⾥对昏暗的光线可作出反应的细胞)来⼯作。两者均根据他们感应到的照明环境来提供最佳的视觉。换句话说,视锥细胞在夜间是⽆效的,⽽视杆细胞在⽩天也是⽆效的。
眼睛还存在两个盲点。⽩天盲点位于感光的视⽹膜上,视神经光束从这⾥通过(将信息由眼睛传到⼤脑)。此处没有光感受器,也⽆法产⽣信息传输到⼤脑。夜间由于视锥细胞⼤量集中,密集排列在中⼼凹周围,⼈的视觉中⼼会形成⼀个盲点。由于该区域没有杆状细胞,视锥细胞在夜间表现不佳,因此夜间直视某⼀物体时会看不到该物体。因此,夜间飞⾏中,越障或者巡视查看周围环境时最好带有⼀定⾓度来观察物体,避免直视。
⼤脑根据物体的颜⾊、颜⾊的对⽐并参考周围物体来处理视觉信息。『图1-1』展⽰了视觉信息的处理过程。⼤脑通过很多相关信息包括物体周围的环境来确定物体的颜⾊。在下图中,位于⽴⽅体阴影区域的橙⾊的正⽅形实际上和⽴⽅体顶部位置的褐⾊正⽅形的颜⾊是⼀样的。
将橙⾊⽅形与周围环境隔离开来,你会发现它实际是褐⾊的。很明显,在现实环境中,处理视觉信号也会受到周围环境的影响。在复杂地形中识别机场或者在轻度薄雾条件下识别另⼀架飞机时会出现此类问题,因此应提⾼警惕。『图1-2』介绍了感知⽅⾯的问题。两个桌⼦长短相同。⼈眼很容易就物体的⼤⼩产⽣错觉,包括长短。通常在飞⾏员眼中,⼀条跑道在平地上要⽐在不平坦地形上要
宽,这是由于固有思维模式造成的。
1.2.1.1 明暗交替中的视觉 光暗的情况下,眼中所见的航图以及飞⾏仪表可能会不可靠,除⾮驾驶舱灯光充⾜。在⿊暗中,视觉对光会更加敏感。这个过程被称作暗适应。虽然在完全⿊暗的条件下,完全的暗适应⾄少需要30分钟,但是在暗红⾊驾驶舱灯光条件下,飞⾏员可以在20分钟内达到中等程度的暗适应。
红光会严重破坏⼀些颜⾊视觉(过滤了红⾊光谱),尤其在飞机内识读航图时,眼睛会很难把视线集中在航图上。
因此飞⾏员应该在需要最佳外界夜视环境时使⽤红光。需要查阅地图或读取仪表时,可使⽤暗淡的⽩⾊驾驶舱灯光,尤其是在IMC 条件下。在看到强光时,任何程度的暗适应都会在⼏秒内消失,因此在夜视条件下使⽤灯光时,飞⾏员应该闭上⼀只眼睛来保持该眼对暗光的感受性。对于夜间在闪电附近飞⾏时,应打开驾驶舱灯光,以避免由于突然出现的强光影响夜间视⼒,出现暂时失明。座舱压⼒⾼度⾼于5000英尺,吸烟摄⼊⼀氧化碳,饮⾷中缺乏维⽣素A 或长时间暴露在强烈的太阳光下都会引起暗适应能⼒的减退。
在⽬视⽓象条件(VMC )下飞⾏,飞⾏员主要依靠眼睛提供准确可靠的信息来完成定『图1-1』魔⽅图 图 1-2 Sheard 的桌⼦ 图 1-1魔⽅图向。通常视觉线索可以防⽌来⾃于其它感知系统的错觉。当不存在这些视觉线索时,⽐如在IMC条件下飞⾏,这些错觉会使飞⾏员迅速失定向。
纠正这些错觉的⼀条有效途径就是认识和了解这些错觉,摆脱这些错觉的⼲扰,相信飞⾏仪表并⽤眼睛来确定飞机的姿态。飞⾏员必须清楚地认识到问题所在,并掌握仅使⽤仪表指⽰来操纵飞机的技能。1.2.2 ⽿朵
内⽿中有两个主要的部位⽤于定位,内⽿的半规管与⽿⽯器官。参见『图1-3』半规管⽤来探测⾝体的⾓加速度⽽⽿⽯器官⽤来探测线性加速度和重⼒。半规管包含三条管,这三条管互成直⾓,每⼀个代表⼀个轴:俯仰,横滚以及偏航,如『图1-4』中所⽰。管道中充满被称为内淋巴的液体。管道为终帽,它是⼀种凝胶结构,被感觉纤⽑包围,位于前庭神经的末梢。正是由于这些纤⽑在液体中的移动才使⼈感觉到运动。每个⼈两只⽿朵⾥各有⼀颗⽿⽯,承担着感受头部空间位置变化的任务。当⼈体摆动头部的时候,⽿⽯可以告知⼤脑⼀个位置信息。⽿⽯是⼀种碳酸钙结晶。⽿⽯的⼤⼩只有20-30微⽶,这些灰⾊的微细碳酸性物质,黏附在内⽿中的前庭内,主要功能是让⼈体感应直线加速度。
图1-3 内⽿定位
图1-4 ⾓加速度和半规管
由于液体与管道壁之间的摩擦⼒,⽿朵管道中的内淋巴液需要15到20秒的时间来达到与管道相同的移动速度。
下⾯以转弯过程为例来说明其中的原理。⾸先飞机进⾏平直飞⾏时,飞机没有加速度,纤⽑直⽴,⾝体没有感应到转弯。因此⽑细胞的位置与实际感觉相符。
飞机开始转弯时,半规管以及内淋巴液随之开始移动,半规管中的液体逐渐落在加速的半规管旋转速度之后。『图1-5』这种速度的差异使管道中的液体开始了相对运动。半规管与⽑细胞上覆盖的胶质物质与内淋巴液开始以相反的⽅向移动。
图1-5 ⾓加速度
纤⽑开始以与半规管相同的⽅向进⾏转弯。此时⼤脑接收到相关的信号。从⽽⼈体得以正确地感应到正在进⾏的转弯过程。如果接下来的⼏秒或更长时间内,继续以恒定速率进⾏转弯,管道内的内淋巴液的移动速度最终会与半规管的旋转速度相同。
如果纤⽑不再弯曲,⼤脑会错误地认为转弯已经停⽌。因此长时间以恒定速率进⾏转弯时,不管⽅向如何纤⽑细胞的位置以及由此所产⽣的错觉都会使飞⾏员感知不到飞机的运动,从⽽产⽣飞机没有转弯的错觉。
当飞机回到直线平飞⾏状态,管道中的内淋巴液暂时以相反⽅向进⾏移动。这样⼤脑根据接受到的信号,错误地认为飞机在向相反⽅向转弯。飞⾏员可能会为了修正这种错觉,重新开始转弯,这样可能会将飞机置于失去控制的状态。⽿⽯器官以相同的⽅式来探测线性加速度以及重⼒。与半规管充满
内淋巴液不同的是,⼀层胶质膜,包含类似粉笔成分的结晶体,覆盖着感觉纤⽑。当飞⾏员偏转头部时,感觉纤⽑探测到的该偏转,再加上重⼒作⽤,这些结晶体的重量使胶质膜开始移动。⼤脑也随之确定垂直⽅向上感应到的新位置。加速以及减速都会造成胶质膜以相似的⽅式进⾏移动。向前的加速度会造成头部向后仰的错觉。『图1-6』因此,在起飞以及加速过程中飞⾏员可能会感觉爬升幅度⽐正常幅度要⼤,从⽽可能采取相应的动作使机头向下。
1.2.3 神经 神经位于⼈体⽪肤、肌⾁以及关节处,持续向⼤脑发出⼈体在重⼒作⽤下的位置信号。通过这些信号,飞⾏员可以获得其当前的位置。当飞⾏员被向后推⾄座位上时,此时感觉到的是加速度。转弯时产⽣的⼒会使飞⾏员对重⼒的真实⽅向产⽣错觉,从⽽使飞⾏员在确定向上的⽅向时产⽣错误的判断。
⾮协调的转弯,尤其在爬升转弯时,可能会将错误的信号发送⾄⼤脑。刹车以及侧滑都会造成倾斜或者转弯的错觉。同样紊流造成的飞机的运动也使飞⾏员⼤脑接受的信息产⽣混乱。飞⾏员需要清醒地认识到疲劳或者疾病都会使这些感觉加剧,最终可能会导致失能。1.3 错觉导致空间失定向
导致空间失定向的⼤多数错觉都是由前庭系统造成的。当然,⽬视错觉也可能造成空间失定向。1.3.1 前庭错觉
1.3.1.1 倾斜
飞机处于带有坡度的姿态时我们称之为倾斜。以向左压坡度为例,此时半规管正在进⾏“横滚”运动。如果进⼊转弯的过程较平缓,管道内的内淋巴液运动相对于实际运动可能会滞后。『图1-5』如果飞⾏员突然对该姿态进⾏修正,内淋巴液会向相反⽅向开始运动,从⽽飞⾏员会产⽣错觉,错误地认为飞机正在向右滚转。失定向的飞⾏员会错误地使飞机横滚,回到原始向左偏转姿态,或者即使保持平飞,也会认为⾃⼰是倾斜的,直到这种错觉消失为⽌。图 1-6 线性加速
飞⾏员进⾏长时间转弯过程中,当⽿朵半规管内的内淋巴液的流动速度与半规管旋转速度相同时,会产⽣科⾥奥利错觉。当头部与⾝体在不同的平⾯上,即绕不同的轴移动时,例如注视驾驶舱不同位置的物体时,可能会导致内淋巴液开始流动并产⽣错觉,飞⾏员会感觉飞机正在转弯或者在完全不同的轴上加速运动。这样会使飞⾏员错误地认为飞机正在进⾏某项机动,⽽实际上却没有。失定向的飞⾏员可能会为了修正这种对飞机姿态的错觉⽽实施某些操作,从⽽将飞机进⼊较危险的状态。
鉴于此,飞⾏员应该以最⼩的头部移动幅度来对仪表进⾏交叉检查或扫视。在驾驶舱内,如果航图或者其他东西掉落,低头或弯腰时,不要过快地移动头部,务必以最⼩的头部移动幅度来找寻,以防⽌出现科⾥奥利错觉。1.3.1.3 死亡盘旋
在之前的图中曾经讲到,如果飞⾏员长时间以固定速率进⾏协调转弯时会产⽣错觉,感觉不到飞机正在进⾏转弯。⽽在恢复平飞的过程中,飞⾏员会感觉到飞机在向相反⽅向转弯。定位存在障碍的飞⾏员会错误地将飞机调整到原始转弯⽅向。除⾮飞⾏员对升⼒进⾏补偿,否则飞机在转弯时会有掉⾼度的趋势,飞⾏员可能会注意到这种⾼度损失。然⽽飞⾏员产⽣的错觉使他感觉不到转弯,认为飞机正在平飞下降。飞⾏员可能会向后拉操纵杆以试图进⾏爬升或停⽌下降。
图1-7 死亡盘旋
该动作会使飞机盘旋加剧,并加快掉⾼度。因此,这种错觉产⽣的盘旋被称作死亡盘旋。『图1-7』在某些情况下,这可能会导致飞⾏员对飞机失去控制。
突然的加速度,例如在起飞过程中突然加速,会刺激⽿⽯器官以与头部相同的⽅向向后倾斜。该动作会产⽣躯体重⼒错觉,感觉飞机处于机头向上的姿态,尤其在没有良好的⽬视参照物的条件下会更加明显。失定向的飞⾏员可能会向前推驾驶杆,向下调整机头或使飞机处于俯冲姿态。突然收油门造成的突然减速可能会产⽣与之相反的效应,失定向的飞⾏员会拉起飞机,使机头向上,甚⾄使飞机处于失速姿态。1.3.1.5 倒置错觉
突然从爬升改到平直飞⾏状态可能会刺激⽿⽯器官,⾜可以产⽣飞机要向后翻筋⽃或倒置的错觉。失定向的飞⾏员可能会突然向前推杆,使飞机处于机头向下的姿态,⽽突然压低机头的操作可能加剧倒置错觉。1.3.1.6 升降舵错觉
突然向上的垂直加速度,如出现上升⽓流时,会刺激⽿⽯器官产⽣飞机正在爬升的错觉。我们把它称之为升降舵错觉。失定向的飞⾏员可能会向前推杆,使飞机处于机头向下的姿态。突然向下的垂直加速度经常出现在下降⽓流中,造成的效应与上述上升⽓流相反,失定向的飞⾏员会拉起飞机,使机头处于向上的姿态。1.3.2 视性错觉
由于飞⾏员飞⾏过程中主要依靠眼睛来获得准确的信息,因此视觉错觉对安全飞⾏的危害最为严重。虚假天地线以及⾃主运动,这两种会导致飞⾏员空间失定向的错觉都是仅与视觉系统有关。
1.3.
2.1 虚假天地线
在对飞机与实际天地线进⾏校准时,倾斜的云堤上,模糊不清的⾃然天地线、北极光、相对昏暗的情景下把地⾯灯光与星星混同,以及某些地⾯灯光的⼏何图样可能会提供不准确的视觉信息,或者虚假的天地线。失定向的飞⾏员可能会使飞机处于很危险的姿态。1.3.
2.2 ⾃主运动错觉
在⿊暗背景中,如果你盯住某⼀固定灯光,⼀段时间以后,这个静⽌的光点会显得开始⾃⼰运动起来。失定向的飞⾏员试图根据该灯光的虚假运动来给飞机定位,那么飞⾏员可能就会对飞机失去控制。这种错觉称为⾃主运动错觉。1.4 姿势因素
姿势系统由⽪肤、关节以及肌⾁向⼤脑发出信号,⼤脑根据正常的地球引⼒关系对这些信号进⾏解读。这些信号决定了⼈体的姿势。⽽⼈体的每⼀个动作⼜恒定地反馈给⼤脑,⽤以更新⼈体姿势的信息。传统的飞⾏在很⼤程度上需要依赖这些信号。再加上⽬视信号以及前庭信号,这样飞⾏员就可以获得可靠的感官信息。但是在特定的飞⾏环境中,各种⼒都作⽤在⼈体上,如果加速度的⼒对⼈体的影响超过了重⼒,许多错觉就有可能发⽣。『图1-8』
这些情况包括⾮谐调转弯、爬升转弯以及出现紊流时。1.5 空间失定向的演⽰
学员可以通过⼤量的操纵飞机的动作来进⾏试验,对失定向进⾏研究。通常每⼀个机动动作都会产⽣⼀个特定的错觉,⽽出现的任何错觉都是对失定向有效的演⽰。即使学员在上述操作中没有任何感觉,这种感觉缺失也是⼀种有效的对失定向的演⽰,即⽆法感知到飞机的坡度或横滚。在飞⾏过程中演⽰这些机动有如下⼏个⽬的:
1. 让学员可以清楚地认识到⼈体系统对空间失定向的感受灵敏度。2. 让学员发现基于⼈体感觉系统对飞机姿态做出的判断经常是错误的。
3. 让学员认识到飞机动作,头部动作,以及因此发⽣的失定向三者之间的关系,从⽽减少失定向的发⽣机率以及程度。4. 学员可以通过这些操作对飞⾏仪表树⽴信⼼,从⽽依靠仪表来对飞机的真实姿态进⾏判定。
图1-8 地⼼引⼒的错觉
学员在低⾼度飞⾏时,或者没有教员、没有能保证安全的飞⾏员陪同时,不要尝试这些机动动作。1.5.1 加速时产⽣爬升错觉
学员将眼睛闭上,教员以进近空速做直线平飞,然后在保持直线平飞姿态的同时加速飞⾏。在没有⽬视参照物的情况下,该操作中容易使学员出现飞机正在进⾏爬升的错觉。1.5.2 转弯时产⽣爬升错觉
学员仍将眼睛闭上,飞机保持直线平飞姿态。教员以相对缓慢的动作进⼊⼀个⾮常协调的转弯,以1.5倍重⼒加速度(约50°坡度)进⾏90°转
弯。转弯过程中,由于没有外界⽬
视参照物,并且在轻度正G作⽤的影响下,学员通常会产⽣错觉认为飞机正在爬升。⼀旦感觉到爬升,学员应该⽴即睁开眼睛,从⽽发现缓慢进⼊的协调转弯带给⼈体的感觉与爬升是⼀样的。1.5.3 转弯时产⽣俯冲错觉
学员闭上眼睛,教员重复之前的程序,在转弯进⾏到约⼀半的时候执⾏改出。这时学员通常会产⽣飞机正在俯冲的错觉。1.5.4 倾斜错觉
保持直线平飞姿态,学员闭上眼睛,教员在保持机翼⽔平的条件下,执⾏⼀个中度或轻度的左侧滑。这种情况通常会使学员产⽣错觉认为⾝体正在向右倾斜。1.5.5 反旋转错觉
这种错觉可以在三个运动平⾯中的任意⼀个上进⾏演⽰。飞机保持直线平飞姿态时,学员闭上眼睛,教员柔和并果断地开始压盘使飞机形成⾜够坡度,同时保持航向及俯仰姿态。这时学员会产⽣⼀种强烈的错觉认为飞机在向相反的⽅向转动。注意到这种感觉之后,学员睁开眼睛会发现飞机保持在带坡度的姿态。1.5.6 俯冲/横滚错觉
俯冲/横滚错觉会使飞⾏员产⽣⾮常严重的空间失定向。以直线平飞姿态飞⾏时,学员保持正常坐姿,将眼睛闭上或者低头注视地板。教员开始进⾏⼀个果断的协调转弯,坡度为30°或40°。在此过程中,学员向前倾斜头部,向右或向左看。然后⽴即将头部返回到垂直位置。
教员应该安排好该机动的时间,以便当学员将头部回到竖直位置时停⽌横滚。此时,学员通常会产⽣强烈的空间失定向,认为飞机正在向横滚⽅向下坠。
在上述这些机动的描述中,通常是由教员对飞机进⾏操纵,但是让学员来操纵飞机也会是⼀个很有效的演⽰。学员可以闭上眼睛并将头部向⼀侧倾斜,此时教员要告诉学员应该进⾏哪些操作。然后在保持闭上眼睛、头部倾斜的条件下,学员开始尝试控制飞机,建⽴正确的姿态。很明显学员并不知道飞机的实际姿态,他将完全按照⾃⼰的感觉做出反应。经过短时间以后,学员会失去定向,这时教员应该告诉学员向上看,恢复正常视线。通过这个训练,学员在操纵飞机的过程中可以清楚地体验到失定向。1.6 如何应对空间失定向
为了预防飞⾏中出现错觉并防⽌由此可能造成的潜在危险,飞⾏员可以:
1. 使⽤相关的训练设备,例如旋转椅、错觉训练机或者空间失定向虚拟演⽰器来认识和感受空间失定向错觉。熟知各类错觉的成因并时刻保持警惕。
2. 飞⾏员起飞前应获取并完全理解⽓象信息。
3. 要进⾏相关的训练,熟练地掌握参考仪表飞⾏技能。这样才能在边缘⽬视⽓象条件(⼩于5公⾥),或者⽬视天地线不可靠的情况下,保持好飞机状态,例如在夜间飞过⼀⽚开阔的⽔域。
4. 除⾮可以熟练地使⽤仪表,否则在恶劣的天⽓条件下不要继续飞⾏,⽐如有薄雾或
者⿊暗的条件下。如果需要在夜间进⾏飞⾏,则需要具备夜航条件下熟练操作飞机的能⼒,同时还要熟悉本场和各个转场机场的操作。5. 当外界存在⽬视参照物时,要保证这些参照物的可靠性。通常这些参照物应该是地球表⾯固定的参照点。6. 避免头部突然转动,尤其在起飞、转弯以及进近着陆过程中。
7. 飞⾏员可以通过⾃⾝的调整为低能见度飞⾏做好充分准备。即保证适当的休息、⾜够的饮⾷,并且如果在夜间飞⾏时,要考虑到夜间适应。需要引起飞⾏员注意的是,疾病、药物、酒精、疲劳、睡眠不⾜以及轻度缺氧都会使空间失定向更加严重。
8. 总之最重要的是飞⾏员能够熟练使⽤飞⾏仪表并且相信仪表提供的信息。依靠仪表来进⾏飞⾏,克服本体错觉所造成的影响。
仪表飞⾏状态下这些本体感觉都有可能导致错觉的产⽣,这些都是正常的。虽然我们不能完全杜绝这些本体错觉的出现,但是可以通过训练使飞⾏员对此有更清楚的认识,并且在飞⾏过程中完全依靠仪表,控制错觉对⾃⾝的影响。随着飞⾏员不断提⾼在仪表条件下飞⾏的熟练程度,这些本体错觉以及由这些错觉所造成的影响都会越来越⼩。1.7 视性错觉
图1-9 跑道宽度和坡度的错觉
在所有的感官中,视觉对于安全飞⾏是最重要的。但是,多样的地形特征以及⼤⽓状况都会让⼈产⽣视性错觉。这些错觉主要发⽣在着陆时。在最后仪表进近阶段,了解驾驶舱的外部状况时,飞⾏员必须要完成从依靠仪表到依靠视觉线索来进⾏着陆的过渡。了解这些视性错觉的潜在危害,并采取相应的修正措施对于飞⾏员⾄关重要。视性错觉经常会导致着陆误差,常见的视性错觉主要有以下⼏种:1.7.1 跑道宽度错觉
⽐常规偏窄的跑道会使飞⾏员产⽣错觉,认为飞机进场⾼度⽐实际⾼度要⾼,尤其当跑道长宽⽐例近似时。『图1-9A』没有识别出这种错觉的飞⾏员,以偏低的⾼度进近,在进近航路上会有撞击障碍物的危险或者过早接地。⽐常规偏宽的跑道会有相反的效应,较⾼⾼度改平会造成飞机着陆困难或者冲出跑道。1.7.2 跑道和地形坡度错觉
向上带坡度的跑道或地形,会使飞⾏员产⽣错觉认为飞机⾼度过⾼。『图1-9B』如果飞⾏员没有认识到这种错觉,就会以较低的进近⾼度来进场。向下带坡度的跑道或者向下带坡度的进近地形会产⽣相反的效果。1.7.3 ⽆特征地形错觉
当周围地形特征不明显,例如在进近时需跨越⽔域,在⿊暗区域进近,或者由于⽩雪覆盖,使得地形特征不明显,这些都会使飞⾏员产⽣错觉,认为飞机⽐实际⾼度要⾼。这种错觉,有时被称为“⿊洞效应”,导致飞⾏员进近⾼度低于预期值。1.7.4 ⽔折射
当风挡玻璃上有⾬⽔时,天地线看起来要⽐实际的位置低,这使得飞⾏员产⽣错觉,以较低的⾼度进近。1.7.5 薄雾
⼤⽓雾霾可能会让飞⾏员产⽣错觉认为飞机离跑道的距离较远,⾼度较⾼。因此飞⾏员的进近⾼度会偏低。相反在天空⾮常晴朗的情况下(⾼原机场,视线相当清楚的状况下)也会让飞⾏员产⽣错觉,认为他/她距离机场的距离⽐实际的要近很多,因此以较⾼的⾼度进近,可能会冲出跑道或复飞。风挡上的⽔微粒造成的光漫射也会严重影响飞⾏员对⾼度的判断,着陆时通常⽤来判断⾼度的灯光以及当地的地形特征,对飞⾏员来说会变得不太可靠。1.7.6 雾
在雾中飞⾏可能会让飞⾏员产⽣错觉认为机头处于上仰姿态。在飞⾏员没有认识到这种错觉的情况下通常会造成进近的下降率突然增⼤。1.7.7 地⾯灯光错觉
线形的灯光例如道路上的或者移动的⽕车上的灯光,可能会让飞⾏员误认为是跑道灯或进近灯光。
明亮的跑道以及进近灯光系统,尤其是在周围地形参考灯光较少的情况下,可能会让飞⾏员产⽣距离跑道过近的错觉。没有认识到这种错觉的飞⾏员通常会增加进近⾼度,造成进近⾼度偏⾼。1.8 如何防⽌出现由视性错觉造成的着陆偏差
为了防⽌这些视性错觉及其造成的严重后果,飞⾏员可以:
1. 在飞向不熟悉的⽬的地机场时,在进近过程中,尤其在夜间或者天⽓条件⾮常恶劣
的条件下,要做好预防这些视性错觉的准备。参考机场图及机场使⽤细则,查询跑道坡度、地形以及灯光。2. 要经常检查⾼度表,尤其是进近阶段,⽆论昼间还是夜间。3. 如果可能的话,在不熟悉的⽬的地机场着陆之前可以进⾏⽬视检查
4. 如果在⽬视进近坡度指⽰器(VASI)或者精密进近航路指⽰器(PAPI)系统可⽤的情况下,飞⾏员应该利⽤它们作为⽬视参照,或者使⽤下滑道来进近。
5. 可以使⽤⾮精密仪表进近程序图上的⽬视下降点(VDP)。
6. 应明确若飞⾏过程中出现紧急状况或者其他影响到飞⾏正常程序的错觉时,进近过程中发⽣事故的机率可能会⼤⼤增加。7. 熟练地掌握正常着陆程序。1.9 ⽣理和⼼理因素
在飞⾏过程中不管是⽣理还是⼼理因素都会对飞⾏员造成影响,有可能会危及飞⾏安全。这些因素包括压⼒、药物、酒精以及疲劳。任何⼀种因素单独存在或者多个同时出现时都会明显降低飞⾏员的决策能⼒和飞⾏操纵能⼒。1.9.1 压⼒
压⼒⽤来描述⼈体对于施加于本体上的各种要求所做出的反应。这些要求可能是令⼈愉悦的,也可能会给⼈带来烦恼。对于飞⾏员来说造成这些压⼒的原因可能是飞⾏中出现意料之外的天⽓状况或者飞机出现了机械问题,也可能是与飞⾏⽆关的个⼈原因。压⼒是不可避免的,也是⽣活中必不可少的部分,它可以让⼈的⽣活充满动⼒,让⼈在⾯对挑战的时候更加积极。压⼒造成的效应可以累积,并且每个⼈都有⼀个承受极限。基于个体与环境抗争的能⼒,这个极限被称作压⼒承受⽔平(或者通道容量)。
个体需要⼀定量的压⼒,这可以有效提⾼个⼈能⼒。但是压⼒过⼤时,尤其长时间压⼒过⼤会严重影响⼈的状态。压⼒刚刚出现时,个⼈能⼒会有⼀定程度的提⾼,但是能⼒⽔平达到最⾼点之后,如果压⼒⽔平超过承受能⼒,则个⼈能⼒会迅速降低。『图1-10』到达峰值这⼀点后,飞⾏员的能⼒
开始下降,⽽且判断⼒也开始降低。相对于简单或者熟练程度较⾼的任务,复杂或者不熟悉的任务对于个⼈能⼒的要求会更⾼⼀些。因此,复杂或者不熟悉的任务会更容易让⼈遭受由于压⼒不断增加⽽带来的不利影响。『图1-10』
压⼒过⼤通常会从以下三⽅⾯表
⽰出来:(1)情绪(2)⾝体(3)⾏为。情绪征兆表现为过于⾃信、拒绝、怀疑、偏执、兴奋、不易平静或者具有攻击性。⾝体上的压⼒可能会导致易于疲劳,同时会引起⾏为能⼒明显降低,对批评⾮常敏感,好争辩,傲慢并且对⼈有敌意。飞⾏员需要了解并认识压⼒的表现形式。
⽣活中有很多技巧可以减轻⾃我压⼒或帮助别⼈来更好的处理这些压⼒所造成的影响。下⾯列出的所有技巧虽不能完全作为压⼒的解决办法,但是可以在⼀定程度上帮助飞⾏员来缓解压⼒:1. 更好地了解什么是压⼒;2. 做⼀个客观的⾃我评估。
3. 对问题的解决办法做⼀个系统的规划;图1-10 压⼒与表现
4. 保持⼀种可以缓解压⼒的健康⽣活⽅式;
5. 练习⾏为管理的技巧;6. 建⽴并保持良好的⽀持⽹络。
良好的驾驶舱压⼒管理体系源于良好的⽣活压⼒管理。但⽣活中许多⽤于缓解压⼒的技巧可能在飞⾏中并不实⽤。因此当压⼒出现时,飞⾏员必须要⾝⼼放松地去理性⾯对和思考。以下检查单列出了驾驶舱压⼒管理的⼀些⽅法:1. 避免飞⾏过程中注意⼒分散。
2. 适当减少驾驶舱⼯作量以减轻压⼒强度。营造⼀个可以轻松做出决策的良好的环境氛围。通常,起飞以及着陆阶段容易产⽣较强的压⼒。两个阶段之间飞⾏员操作活动较少,相应的也是压⼒较低的阶段。从巡航阶段到着陆阶段的过渡过程通常也是⼯作量较⼤的时候,如果不能做好安排,压⼒会明显增⼤。合理安排并将驾驶舱职责做好分⼯,给各项操作项⽬安排好顺序可以避免这些事情影响到飞⾏员的操纵能⼒,从⽽飞⾏员可以对出现的各种状况保持清醒的认识,从⽽更好地应对。
3. 出现问题时要保持冷静。如果时间不是特别紧迫,应遵循先分析再决断的原则:认真思考,⽅案⽐对,采取措施,事后评估。如果发⽣紧急状况,保持冷静并使⽤航空决策程序(ADM)来应对紧急状况。该程序以飞⾏员的训练和经验为基础,能对紧急状况做出迅速准确的反应。定期对紧急程序的操作进⾏训练,可以帮助飞⾏员在⾯对突发状况时减少压⼒。
4. 飞⾏员需要对飞机的正常操纵控制以及紧急程序的操作相当熟练。同时,保持飞⾏操作的熟练性以建⽴信⼼。
5. 了解并尊重个⼈的实际能⼒。研究表明,遇到结冰状况时,经验丰富的飞⾏员⽐没有经验的飞⾏员更容易抓住机会进⾏处理。对于飞⾏经历少,飞⾏经验不⾜的飞⾏员,遇到“可能会飞⼊结冰区”这类问题时,对于结冰的可能性和严重性的认识,没有实际经验做⽀撑,因此只能根据他们平时的训练以及最近所学的理论知识为基础来做出决策。经验丰富的飞⾏员可能会根据已有的知识以及丰富的飞⾏经验对当前的情况做出分析评估。由于飞⾏员之前已有解决此类问题的经验,再次⾯对该问题时会更容易⾯对。如果飞⾏员没有对所有主要因素进⾏评估,就主观地做出决定,跨过了很多思考的中间环节,这种决策很可能会发⽣错误。
6. 飞⾏过程中不要分散太多精⼒在⼩错误上,应在着陆之后再对其进⾏分析研究。
7. 如果飞⾏带来了过⼤的压⼒,飞⾏员可以申请暂停飞⾏或者寻求有效的帮助,将压⼒控制在可接受的范围内。1.10 药物因素
每次飞⾏前飞⾏员都会根据⾃⼰的⾝体状况做出“飞或者不飞”的决定。飞⾏员在每次飞⾏前不仅仅只对飞机进⾏检查,还要对⾃我状况进⾏检查。飞⾏员应该就“我现在的状况可以通过体检吗?”提出问题,如果回答并不是“完全可以”,那么飞⾏员不要参加飞⾏。尤其在飞⾏员要执⾏IMC(仪表⽓象条件下)飞⾏时。仪表飞⾏⽐⽬视⽓象条件下(VMC)飞⾏对飞⾏员的要求更为苛刻。对于保证仪表条件下的飞⾏安全,飞⾏员的个⼈能⼒处于更加重要的地位。
飞⾏员的不良⾝体状况以及因此服⽤的处⽅药物或⾮处⽅药物都会严重降低飞⾏员的综合能⼒。许多药物,例如镇静剂、镇定⽌痛药,强⼒⽌痛药以及⽌咳药都会严重影响飞⾏员的判断⼒、记忆⼒、警惕性、协调能⼒、视觉以及计算能⼒。另外,如抗组胺剂、降压药物、肌⾁松弛剂以及治疗腹泻或运动病的针剂都会对⼈体有副作⽤,降低⼈体机能。任何药物,例如⽌痛镇静药、镇静剂或者抗组胺剂,都会对神经系统造成不利影响,使飞⾏员更容易受到缺氧的影响。
如果飞⾏员服⽤了任何可能会影响飞⾏安全的药物,则禁⽌其担任机组成员。除⾮已经通过局⽅批准,否则不管飞⾏员服⽤了何种药物,都不要担任机组成员。对药物副作⽤的相关问题都可以在飞⾏前咨询航医。1.10.1 酒精
CCAR-91部规定飞⾏员在饮⽤含酒精饮料后8⼩时内或酒精作⽤未完全消失时禁⽌担任机组成员。⼤量研究证明,酒精对飞⾏安全的危害相当严重。5钱⽩酒、1瓶啤酒或2两葡萄酒都⾜以降低飞⾏员对飞⾏操作的控制能⼒,使飞⾏员更容易发⽣失定向以及缺氧症。即使⾝体完全代谢了⼀定量的酒精,飞⾏员的⾝体机能在数⼩时内仍然处于受损状态。⽽且没有特别的⽅法可以加快酒精代谢或缓解醉酒状态。1.10.2 疲劳
对于飞⾏安全来说,疲劳是最⼤的威胁之⼀。在飞⾏员发⽣严重错误之前,疲劳的表现可能并不是太明显。疲劳可以是急性(短期)的也可以是慢性(长期)的。1.10.2.1 急性疲劳
⽇常⽣活的每⼀天都会发⽣急性疲劳,⾝体精神长时间紧张⼯作所造成的疲惫感为急性疲劳。具体包括:肌⾁紧张、固定姿势不动、脑⼒负荷过⼤、⾼强度精神压⼒、⽣活单调以及睡眠不⾜。充⾜的休息、定期锻炼⾝体以及⾜够的营养可以防⽌急性疲劳。
通常情况下飞⾏员单独飞⾏时,只能靠⾃⼰完成对本体状况的评估,因此可能很难发现⾃⼰处于疲劳状态,不易发觉疲劳的表现形式。所以飞⾏员必须留意发⽣的⼀些⼩错误,这些可能是疲劳开始的征兆。这些错误包括:
飞⾏前将东西放错位置;
将东西(笔,航图)遗忘在飞⾏计划准备室;错过⽆线电呼叫;不能准确回答或复诵呼叫;调整频率不正确。1.10.2.2 慢性疲劳
当没有充⾜的时间从频繁的急性疲劳中完全恢复时,就会发⽣慢性疲劳。慢性疲劳的根本原因并不是通常所认为的与休息时间有关,其起因可能更加复杂。因此,单纯依靠休息并不能真正消除慢性疲劳。
慢性疲劳需要从⽣理问题与⼼理问题两⽅⾯⼊⼿。⼼理问题,例如经济问题、家庭⽣活或者⼯作带来的压⼒都会影响休息质量。只有通过解决这些基本问题才能缓解慢性疲劳。如果不采取解决办法,⾝体机能会继续下降,判断⼒也随之降低,可能会发⽣危险。慢性疲劳的治疗需要⼀个长期⽽复杂的过程。除⾮提前做好充分准备,否则⼼理和⽣理两⽅⾯中的任何⼀种情况都会影响个⼈机体能⼒,严重的还会影响飞⾏员的判断⼒和决策⼒。1.10.3 IMSAFE检查单
飞⾏员应在飞⾏前使⽤IMSAFE检查单。在每次飞⾏前,按照下列清单上列出的项⽬进⾏⼀次快速检查,会帮助飞⾏员更好的进⾏⾃我评估。如果执⾏下列检查单时,有任何问题的回答为“是”的话,飞⾏员应考虑放弃本次飞⾏。Illness疾病我有任何病症吗?Medication药物
我是否已经服⽤了任何处⽅药或⾮处⽅药?Stress压⼒
我是否在⼯作上有⼼理压⼒?我是否在⾦钱、健康或家庭⽅⾯有问题?Alcohol酒精
我是否在8⼩时内喝酒了?24⼩时内?Fatigue疲劳
我是否处于疲劳状态,或者没有⾜够的休息?Eating饮⾷
我是否已⾷⽤了⾜够且适当的⾷物,可以使我在整个飞⾏过程中保持充⾜的体⼒?1.11 风险的识别
在介绍如何识别风险之前,我们⾸先来看⼀下什么是风险。风险包括了当前的状况、事件、对象或者环境,它可能会导致或促成发⽣计划外或意料之外的事件。简单来说,风险就是发⽣危险的导⽕索。潜在风险可以通过⼤量内在或外在的现象进⾏识别。当多种因素同时出现时,可能会出现相应的征兆,进⽽可以识别出可能存在的风险,以下列情况为例:1.11.1 状况1
飞机在起飞后进⼊了云层,当飞⾏员调定了新航向,设置好预选⾼度和离场通讯频率时,突然听到⼀声爆炸声,使飞⾏员感到不安。1.11.2 状况2
飞⾏员新租来⼀架飞机,他此前从未驾驶过此类机型。由于发⽣延误,他需要在夜间飞⾏,并且还需要在仪表⽓象条件(IMC)条件下执⾏仪表飞⾏规则(IFR)。飞⾏中,⽆线电看上去⼯作状况不是很好,⼀直发出静电噪⾳,并且信号越来越弱。随着飞⾏的继续,防撞
灯停⽌了闪烁和旋转,并且灯光逐渐变暗。然⽽飞⾏员并不清楚问题的原因,因为发电机的警告灯昏暗,并且位于⾯板左下⽅,靠近飞⾏员的膝盖,不易发觉。
上述这两种状况代表了必须要进⾏处理的两种不同的风险。由于其中的各种因素都会对飞⾏安全造成影响,因此每种状况都带有⼀定程度的危险性。
1.11.3 危险性分析
危险性是风险对未来造成的影响,并且是不可消除或者不可控制的。很有可能会导致经济损失或对⼈体造成伤害。根据风险最终发⽣的可能性以及其后果的严重程度来对危险性进⾏分析。通过危险性分析对风险进⾏评估,从⽽确定最终造成的后果以及这种后果发⽣的突然性有多⼤。危险性分析应根据所允许的时间长短进⾏分析决策或凭直觉决策。
在第⼀种情况中,决策可能是凭直觉做出的:操纵飞机尽快安全着陆。由于直觉性决策是在飞⾏员所具备的知识以及飞⾏经验的基础上做出的,⼀个经验不⾜的飞⾏员在这种状况下可能会做出不正确的反应,从⽽导致错误的操作。为了避免做出不正确的决策,应该熟知应急程序中的记忆项⽬。在锻炼直觉性决策技巧的过程中,培训和指导⽼师都是⾮常关键的因素。
在第⼆种状况下,如果飞⾏员有机载⼿电筒,即使⼿电筒的灯光可能会降低夜视能⼒,也应该⽤它来照明。然后应对应答机编码做出相应的更改,并且进⾏盲发。此时飞⾏员需要清楚地知道⾃⼰现在的位置,尤其是在飞⾏员必须下降⾼度到⽬视⽓象条件(VMC)飞⾏的情况下。在每次离场前,做好飞⾏前计划并且对飞机所在位置保持清醒地认识,这样才能减⼩飞⾏员的压⼒,让飞⾏员感到轻松并获得可靠的飞⾏信息。对于以上两种情况,必须要全⾯了解飞机中的各个系统,进⾏各种应急程序训练,这样才能对危险性做出正确分析,快速采取相应的措施,安全成功地解决飞⾏中出现的这些问题。
1.12 机组资源管理(CRM)和单⼈机组资源管理(SRM)
机组资源管理(CRM)以及单⼈机组资源管理(SRM)是指机组或者单个飞⾏员有效地利⽤所有可⽤资源的能⼒,以达到顺利完成飞⾏的⽬的。在通⽤航空中,最经常使⽤的是SRM,它注重单个飞⾏员的飞⾏操作。SRM综合了以下因素:情境意识驾驶舱资源管理任务管理
航空决策(ADM)和风险管理
SRM指出,从以上这些资源中找出相应信息对于⼀个有效的决策是⾮常必要的。有时飞⾏员可能在必须向其他⼈寻求帮助时过分⾃信可以解决当前问题,⽽其实飞⾏员应该认识到向其他信息资源寻求帮助并提供相应的信息的重要性,从⽽在最准确恰当的信息的基础上做出最佳决策。
⼀旦收集到所有相关信息并且做出航空决策后,飞⾏员应该对该决策需要采取的程序步骤进⾏评估。1.13 处境意识
处境意识是对能够影响飞⾏的操作和环境因素准确的感知。它是基于机械装置、外部⽀持、飞⾏环境以及飞⾏员本⾝的⼀种逻辑分析。通过这种分析,飞⾏员会很清楚⾃⼰周围将要发⽣什么。1.14 驾驶舱资源管理
驾驶舱资源管理(CRM)是指有效利⽤所有可⽤资源,包括:⼈⼒,设备及信息。CRM 的关键在于沟通技巧、团队合作、任务分⼯以及决策制定。CRM注重在机组环境中⼯作的飞⾏员,与其相关的因素及概念同样适⽤于单⼈制操作。1.14.1 ⼈⼒资源
⼈⼒资源是指与飞⾏安全相关的所有⼈员。这些⼈员包括(但不仅限于):⽓象员、航线相关⼈员、机务维护⼈员、机组成员、飞⾏员以及交通管制员。飞⾏员需要有效地与这些⼈进⾏沟通。沟通有以下这⼏个关键部分:询问、⽀持、主张。
飞⾏员必须认识到,要想做出⼀个有效的决策,从以上这些资源中找到相应的信息是⾮常必要的。收集到必要的信息之后,飞⾏员的决策必须告知相关⼈员,例如交通管制员、机组成员以及乘客。飞⾏员有时应该向其他⼈寻求帮助,不要过分相信⾃⼰可以安全解决所有问题。1.14.2 设备
很多现代飞机上都应⽤了⾃动飞⾏及导航系统这样的设备。这些⾃动系统将飞⾏员从⼤量⽇常飞⾏操作任务中出来,但与此同时也带来了⼀系列新的问题。这些⾃动化的设计试图从根本上降低飞⾏员的⼯作负荷,将飞⾏员从管理飞机的⼯作中解脱出来,但这样降低了飞⾏员的处境意识,使飞⾏员容易⾃满。飞⾏员需要对这些系统提供的信息进⾏持续监控,从⽽保证对环境有⼀个清醒的认识。飞⾏员应该完全理解所有系统提供的信息,以及对这些系统要进⾏的操作。对于飞⾏员来说,不仅掌握设备的功能,还要清楚设备的操作,这样才能保证更加有效安全地管理这些设备。1.14.3 信息⼯作负荷
信息⼯作负荷以及⾃动系统,例如,⾃动驾驶仪,需要正确管理以保证飞⾏安全。在IMC 条件下飞⾏,飞⾏员需要完成许多操作项⽬,这些操作对于安全飞⾏的重要程度各不相同。例如,当飞⾏员准备执⾏仪表进近进场时,需要再次检查进近图,使飞机准备好进近着陆,完成检查单,从⾃动终端信息服务频率(ATIS)或者空中交通管制(ATC)处获得相关信息,设置好⽆线电频率以及相关设备。
能够有效管理⼯作任务的飞⾏员可以在短时间内迅速完成这些操作,不会把⼯作往后拖,增加关键的进近阶段中的⼯作负荷。『图1-11』中,进近过程中,安全裕度处在最低值。在最后⼀分钟如果常规操作仍然没有完成,飞⾏员在⾯对这些繁重的⼯作量时,压⼒会增⼤,导致个⼈能⼒急剧下降。
图1-11 安全裕度
通过提前进⾏计划安排,飞⾏员可以有效地降低飞⾏关键阶段的⼯作负荷。如果在进⼊仪表进近的最后阶段时仍然没有做好准备,飞⾏员应该认清状况,放弃此次进近,在做好准备之后重新开始进近。有效的资源管理包括:能够识别出危险的状况和态度,通过决策制定的过程提⾼飞⾏员的判断⼒以及思维能⼒,对处境进⾏良好管理以保证IFR飞⾏的安全。1.15 任务管理
⼈在处理信息⽅⾯的能⼒是有限的。⼀旦信息量超过飞⾏员的处理能⼒,不但不能解决问题,反⽽会影响其它操作的完成以及其他信息的接受。我们把这种现象称为信道容量,⼀旦达到这个容量值,只有两种办法:⼀种就是将不重要的任务暂时搁置,第⼆种办法就是执⾏所有任务,但不能保证每项任务都以最佳的⽔平来完成。正如⼀个电路⾯临超载时,要么减少⽤电量,要么就发⽣电路故障。
飞⾏员要对任务进⾏有效管理并且按重要性安排好执⾏顺序才能保证安全飞⾏。例如,⼀旦出现了某个仪表的灯光故障,就只盯着它看,忽略
了其他东西。这种不必要的过度关注只会分散飞⾏员的注意⼒,使其反⽽不能照顾到其他更加重要的任务。通过提前进⾏计划安排,飞⾏员可以有效地降低飞⾏中关键阶段的⼯作负荷。1.16 航空决策(ADM)
安全的飞⾏需要对三种完全独⽴的技巧进⾏有效整合。其中最重要的⼀项就是操纵飞机时使⽤驾驶杆和⽅向舵的基本技巧。其次,是对其他飞机系统进⾏熟练的操纵。最后⼀点,即做出航空决策(ADM)的技巧,这也⾮常重要。
航空决策(ADM)是⼀种系统化的思维处理过程,⽤以确保飞⾏员在给定的情况下可以采取相应的最佳处理⽅案。学习如何有效地进⾏航空决策是⾮常重要的。虽然现在飞⾏员
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