Senzorické iluze v letectví - Sensory illusions in aviation

Protože lidské smysly jsou přizpůsobeny pro použití na zemi a navigují se samotným smyslovým vstupem během let může být nebezpečný: smyslový vstup nemusí vždy přesně odrážet pohyb letadlo způsobující smyslové iluze. Tyto iluze mohou být extrémně nebezpečné piloti.

Slepé létání. Pilot nosí brýle blokující barvy průhledné přes oranžovou plastovou fólii před sebou. The instruktor když nemáte brýle, vnější pohled je zbarven oranžově.

Vestibulární systém

The vestibulární systém, který je zodpovědný za smysl pro rovnováhu u lidí, se skládá z otolit orgány a půlkruhové kanály. Iluze v letectví jsou způsobeny, když mozek nedokáže sladit vstupy z vestibulárního systému a vizuální systém. Tři půlkruhové kanály, které rozpoznávají zrychlení v hřiště, zatočit, a válec, jsou stimulovány úhlová zrychlení; zatímco otolitové orgány, Saccule a utricle, jsou stimulovány lineárními zrychleními. Ke stimulaci půlkruhových kanálů dochází při pohybu endolymfa uvnitř kanálů způsobuje pohyb crista ampullaris a vlasové buňky v nich. Stimulace otolitových orgánů nastává, když gravitační síly nebo lineární zrychlení způsobí pohyb otolitové membrány, otolitů nebo vláskových buněk makula.[1]

Somatogyrální iluze se vyskytují v důsledku úhlových zrychlení stimulujících půlkruhové kanály. Na druhou stranu somatogravické iluze nastávají v důsledku lineárních zrychlení stimulujících otolitové orgány.[2]

Vestibulární / somatogyrální

Iluze zahrnující polokruhový a somatogyral kanály vestibulární systém ucha se vyskytují primárně za podmínek nespolehlivých nebo nedostupných vnějších vizuálních odkazů a vedou k falešným pocitům rotace. Tyto zahrnují nakloní se hřbitov a spirála a Coriolisova iluze.

Nakloní se

Hlavní článek: Nakloní se

Toto je nejčastější iluze během letu a může být způsobena náhlým návratem k letu na úrovni křídel po postupné aplikaci banka který si pilot všiml.[3] Důvodem, proč si pilot nemusí být vědom takové změny postoje, je především to, že vystavení člověka rotačnímu zrychlení ~ 1 stupně za sekundu²[4] nebo nižší je pod prahovou hodnotou detekce půlkruhové kanály.[5] Válcování křídel na úrovni takového postoje může způsobit iluzi, že letadlo se naklání opačným směrem. V reakci na takovou iluzi bude mít pilot tendenci se vracet ve směru původní banky v nápravném pokusu znovu získat vnímání úrovně přístup.

Hřbitov rotace

Otočení hřbitova je iluze, která může nastat u pilota, který vstoupí do roztočit a je charakterizován tím, že pilot si stále méně uvědomuje smysl otáčení vyvolaný rotací, když rotace pokračuje.[6] Jakmile si pilot začne méně uvědomovat otáčení, jakákoli korekce otáčení může způsobit, že pilot cítí, že se otáčí v opačném směru.[7] Jako příklad lze uvést, že pokud se letoun točí vpravo, ale zůstává bez povšimnutí po dobu dostatečnou k tomu, aby byl pilot znecitlivěn na velikost otáčení, malé nastavení doleva kormidlo může opustit pilota s pocitem otáčení doleva. Výsledkem je, že pilot použije pravé kormidlo a nevědomky znovu vstoupí do původního pravého otočení. Křížová kontrola letounu letové přístroje by ukázalo, že letadlo je stále v zatáčce, což pilotovi způsobuje smyslové konflikty. Pokud pilot neopraví točení, letoun bude nadále ztrácet nadmořskou výšku, dokud nenastane kontakt s terénem.

Hřbitov spirála

Hlavní článek: Hřbitov spirála

Spirálu hřbitova charakterizuje pilot, který se mylně domnívá, že je v letu na úrovni křídel, když je letadlo ve skutečnosti v bankovní zatáčce, a všimne si sestupu uvedeného na letadle výškoměr.[8] Senzorická dezorientace z návratu z prodloužené bankovní zatáčky na let na úrovni křídel může způsobit, že pilot znovu vstoupí do bankovní zatáčky, jako v iluzi hřbitova. Zatímco letadlo pokračuje v zatáčce a začíná signalizovat ztrátu nadmořské výšky, pilot se pokusí napravit ztrátu nadmořské výšky „zatažením“ za ovládací prvky letadla.[6] Pokus o nastavení ovládacích prvků tímto způsobem bude mít za následek utažení poloměr zatáčky a případně zrychlení rychlosti klesání, dokud se pilot vizuálně nedostane k povaze chyby nebo nedojde ke kontaktu s terénem. Jedním z nejslavnějších případů letecké nehody z této formy prostorové dezorientace byl srážka, při které zahynul John F. Kennedy Jr. přes vinici Marthy v roce 1999.[9]

Coriolisova iluze

Hlavní článek: Coriolisův efekt (vnímání)

To zahrnuje simultánní stimulaci dvou půlkruhových kanálů a je spojeno s náhlým nakloněním (dopředu nebo dozadu) hlavy pilota, když se letadlo otáčí.[10] K tomu může dojít při naklánění hlavy dolů (při pohledu na přibližovací tabulku nebo při psaní na kolenní podložku), nahoru (při pohledu na horní nástroj nebo spínač) nebo do strany. To může vyvolat nepřekonatelný pocit, že letadlo se valí, naklání a kymácí se současně, což lze srovnávat s pocitem sjíždění svahu.[11] Tato iluze může pilota rychle dezorientovat a ztratit kontrolu nad letadlem.[12]

Vestibulární / somatogravická

Somatogravické iluze jsou způsobeny lineárními zrychleními. Tyto iluze zahrnující utricle a Saccule z vestibulární systém jsou s největší pravděpodobností za podmínek s nespolehlivými nebo nedostupnými externími vizuálními odkazy.

Inverze

Náhlá změna z stoupání na přímý let může dostatečně stimulovat otolitové orgány, aby vytvořila iluzi převrácení dozadu nebo inverzní iluzi. Dezorientovaný pilot může letoun náhle zatlačit do polohy s nízkým nosem, což může tuto iluzi ještě zesílit.

Hlavu vzhůru

Head-up iluze zahrnuje náhlé dopředné lineární zrychlení během vodorovného letu, kdy pilot vnímá iluzi, že nos letadla stoupá. Odpověď pilota na tuto iluzi by byla tlačit na jho nebo lepit dopředu a sklonit nos letadla dolů. Noční vzlet z dobře osvětleného letiště do zcela temné oblohy (Černá díra ) nebo a katapult vzlet z letadlová loď může také vést k této iluzi a vést k havárii.

Hlavou dolů

Iluze hlavy dolů zahrnuje náhlé lineární zpomalení (vzduchové brzdění, spouštění klapky, snížení výkonu motoru) během vodorovného letu, kdy pilot vnímá iluzi, že nos letadla stoupá dolů. Odpověď pilota na tuto iluzi by byla hřiště nos letadla nahoru. Pokud k této iluzi dojde během konečného přiblížení při nízké rychlosti, mohl by pilot stánek letadlo.

Vizuální

Vizuální iluze jsou většině z nás známé. I za podmínek dobré viditelnosti je možné zažít vizuální iluze.

Lineární perspektiva

Tato iluze může pilotovi změnit (zvýšit nebo snížit) sklon jejich konečného přiblížení. Jsou způsobeny rozjezdovými a přistávacími dráhami různých šířek, vzletovými a sestupnými dráhami a vzletovými nebo sestupnými terény konečného přiblížení. Piloti se učí rozpoznávat normální konečný přístup rozvíjením a vybavováním mentálního obrazu očekávaného vztahu mezi délkou a šířkou průměrné dráhy. Příkladem může být pilot zvyklý na malá pole všeobecného letectví navštěvující velké mezinárodní letiště. Mnohem širší vzletová a přistávací dráha by pilotovi poskytla mentální obraz o bodě, kde by obvykle zahájily vzplanutí, když jsou mnohem výše, než by měly být. Pilot letící letadlem, kde je výška kokpitu vzhledem k zemi výrazně vyšší nebo nižší, než na jakou jsou zvyklí, může v poslední části přiblížení způsobit podobnou iluzi.

Prudký terén nebo úzká nebo dlouhá přistávací dráha

Konečné přiblížení nad stoupajícím terénem s plochou dráhou nebo na neobvykle úzkou nebo dlouhou dráhu může způsobit vizuální iluzi, že je při konečném přiblížení příliš vysoká. Pilot pak může zvýšit rychlost klesání a umístit letadlo neobvykle nízko na přibližovací dráhu.

Sjezdový terén nebo široká přistávací dráha

Konečné přiblížení po svažitém terénu s plochou dráhou nebo na neobvykle širokou dráhu může způsobit vizuální iluzi, že je na konečném přiblížení příliš nízko. Pilot pak může naklonit nos letadla, aby zvýšil nadmořskou výšku, což může mít za následek stání v malé výšce nebo zmeškané přiblížení.

jiný

Přístup černé díry

K iluzi přiblížení k černé díře může dojít během závěrečného přiblížení v noci (bez hvězd nebo měsíčního světla) nad vodou nebo neosvětleným terénem na osvětlenou přistávací dráhu, ve které není vidět horizont.[6] Jak název napovídá, jedná se o přiblížení k přistání v noci, kdy mezi letadlem a zamýšlenou dráhou není nic vidět, existuje pouze vizuální „černá díra“.[13] Piloti příliš často sebevědomě přistupují k vizuálnímu přístupu, místo aby se při nočním přistání spoléhali na nástroje. Ve výsledku to může vést k tomu, že pilot zažívá nadhodnocení sestupové dráhy (GPO) z důvodu nedostatku periferních vizuálních podnětů, zejména pod letadlem.[14] Navíc, bez periferních vizuálních podnětů umožňujících orientaci vůči zemi, může existovat iluze, že pilot je ve vzpřímené poloze a dráha je nakloněna a nakloněna. Ve výsledku iniciují agresivní sestup a nesprávně se přizpůsobují nebezpečné klouzavé dráze pod požadovanou třístupňovou klouzavou cestou.

Autokineze

K autokinetické iluzi dochází v noci nebo v podmínkách se špatnými vizuálními podněty. Tato iluze dává pilotovi dojem, že se před dráhou letounu pohybuje nepohyblivý objekt; je to způsobeno zíráním na pevný jediný bod světla (pozemní světlo nebo hvězda) na zcela tmavém a nevýrazném pozadí. Důvodem, proč k této vizuální iluzi dochází, jsou velmi malé pohyby očí. V podmínkách se špatnými vizuálními podněty doprovázenými jediným zdrojem světla jsou tyto pohyby očí mozkem interpretovány jako pohyb sledovaného objektu.[6] Tato iluze může způsobit mylnou představu, že takové světlo je v kolizním kurzu s letadlem.

Planety nebo hvězdy na noční obloze mohou často způsobit iluzi. Tyto jasné hvězdy nebo planety byly často mylně považovány za přistávací světla protijedoucích letadel, satelitů nebo dokonce UFO. Příkladem hvězdy, která běžně způsobuje tuto iluzi, je Sirius, který je nejjasnější hvězdou na severní polokouli a v zimě se objevuje po celých kontinentálních Spojených státech ve vzdálenosti jedné až tří pěstmi nad obzorem. Za soumraku může planeta Venuše způsobit tuto iluzi a mnozí piloti si to spletli jako světla vycházející z jiných letadel [15]

Falešná vizuální reference

Falešné vizuální referenční iluze mohou způsobit, že pilot nasměruje letadlo na falešný horizont; tyto iluze mohou být způsobeny letem nad převýšeným mrakem, nočním létáním nad nevýrazným terénem s pozemními světly, které jsou nerozeznatelné od temné oblohy s hvězdami, nebo nočním létáním nad bezvýznamným terénem s jasně definovaným vzorem pozemních světel a temným, bezhvězdným nebe.

Vect

To je, když mozek vnímá periferní pohyb bez dostatečných dalších podnětů, jak se aplikuje na sebe. Zvažte příklad toho, že jste v autě v jízdních pruzích, když se auta v sousedním pruhu začínají pomalu plazit vpřed. To může vyvolat vnímání skutečného pohybu vzad, zvláště pokud nejsou viditelná kola ostatních automobilů. Podobná iluze se může stát při pojíždění letadla.

Viz také: Iluze vlastního pohybu

Opakující se vzor

To je případ, kdy se letadlo pohybuje ve velmi malé nadmořské výšce po povrchu, který má pravidelný opakující se vzorec, například vlnky na vodě. Oči pilota mohou nesprávně interpretovat nadmořskou výšku, pokud každé oko srovná různé části vzoru, spíše než obě oči seřazené ve stejné části. To vede k velké chybě ve vnímání nadmořské výšky a jakýkoli sestup může mít za následek náraz na povrch. Tato iluze je zvláště nebezpečná pro piloty vrtulníků operujících v nadmořské výšce několika metrů nad klidnou vodou.

Příklady

Viz také

Reference

  1. ^ Saladin, Kenneth (2012). Anatomie a fyziologie, jednota formy a funkce. New York, NY: McGraw-hill. str. 605–8. ISBN  978-0-07-337825-1.
  2. ^ Woodrow, Andrew; Webb, James (2011). Handbook of Aerospace and Operational Physiology. Výzkumná knihovna letectva. s. 7–37, 7–42.
  3. ^ „Prostorová dezorientace: zmatek, který zabíjí“ (PDF). Bezpečnostní poradce pro leteckou bezpečnost. Nadace letecké bezpečnosti AOPA. Citováno 25. června 2018.
  4. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19690013275.pdf
  5. ^ Shaw, Rogere. „Prostorová dezorientace: důvěřujte svým nástrojům“. Citováno 25. června 2018.
  6. ^ A b C d Antunano, M. J. (2013). Bezpečnostní brožury pro piloty FAA: Prostorová dezorientace. Federální letecká správa.
  7. ^ Jak se stát pilotem: podrobný průvodce létáním. Spojené státy. Federální letecká správa. (Rev. ed.). New York: Sterling Pub. Co. 1987. ISBN  0806983868. OCLC  15808804.CS1 maint: ostatní (odkaz)
  8. ^ Federální letecká správa (2016). „Pilotní příručka leteckých znalostí“ (PDF). Aeromedical Factors - prostřednictvím FAA.
  9. ^ http://goflightmedicine.com/jfk-jr-piper-saratoga-mishap/
  10. ^ Kritzinger, Duane (2016-09-12). Bezpečnost systému letadla: Posouzení počáteční certifikace letové způsobilosti. Woodhead Publishing. ISBN  978-0-08-100932-1.
  11. ^ Kowalczuk, Krzysztof P .; Gazdzinski, Stefan P .; Janewicz, Michał; Gąsik, Marek; Lewkowicz, Rafał; Wyleżoł, Mariusz (únor 2016). „Hypoxie a Coriolisova iluze u pilotů během simulovaného letu“. www.ingentaconnect.com. Citováno 2020-03-18.
  12. ^ „Prostorová dezorientace“. www.aopa.org. 2019-08-07. Citováno 2020-03-18.
  13. ^ Newman, D. G. (2007). Přehled prostorové dezorientace jako faktoru leteckých nehod a mimořádných událostí (č. B2007 / 0063). Australský úřad pro bezpečnost dopravy.
  14. ^ Gibb, R. W. (2007). Vizuální prostorová dezorientace: přehodnocení iluze černé díry. Letecká, kosmická a environmentální medicína, 78 (8), 801-808.
  15. ^ Rossier, R. N. (2004). Poučení, na která zapomínáme - rozptýlení, dezorientace a iluze. Obchodní a komerční letectví, 95 (3), 50-55.