Prostorová dezorientace - Spatial disorientation

Prostorová dezorientace pilota je neschopnost určit úhel, nadmořskou výšku nebo rychlost. Je to nejkritičtější v noci nebo za špatného počasí, kdy není viditelný horizont, protože vidění je dominantním smyslem pro orientaci. Sluchové systémy a vestibulární systém (vnitřní ucho) pro koordinaci pohybu s rovnováhou mohou také vytvářet iluzorní nevizuální pocity, stejně jako další senzorické receptory umístěné v kůži, svalech, šlachách a kloubech.

Smysly během letu

Existují čtyři fyziologické systémy, které interagují a umožňují lidem orientovat se v prostoru. Vize je dominantním smyslem pro orientaci, ale svou roli hraje také vestibulární systém, proprioceptivní systém a sluchový systém. Během abnormálního akceleračního prostředí letu vestibulární a proprioceptivní systémy neodpovídej pravdivě. Kvůli setrvačným silám vytvořeným zrychlením letadla spolu s odstředivá síla způsobená otáčením není čistá gravitoinertiální síla snímaná primárně otolitovými orgány vyrovnána s gravitací, což vede k percepčnímu nesprávnému odhadu vertikály. Kromě toho vnitřní ucho obsahuje rotační akcelerometry, známý jako půlkruhové kanály, které poskytují informace dolnímu mozku o rotačních zrychleních v osy naklonění, natočení a vybočení. Prodloužená rotace (za 15–20 s) má za následek zastavení půlkruhového výstupu a následné zastavení otáčení může dokonce vést k vnímání pohybu v opačném směru. Za ideálních vizuálních podmínek je nepravděpodobné, že by výše uvedené iluze byly vnímány, ale v noci nebo za špatného počasí již vizuální vstupy nejsou schopné tyto iluzorní nevizuální vjemy potlačit. V mnoha případech mohou iluzorní vizuální vstupy, jako je svažující se mrakodrap, také vést k nesprávným odhadům vertikální polohy a rychlosti a vzdálenosti, nebo dokonce kombinovat s nevizuálními, aby vytvořily ještě silnější iluzi. Výsledkem těchto různých vizuálních a nevizuálních iluzí je prostorová dezorientace.[1][2][3] Byly vyvinuty různé modely, které poskytují kvantitativní předpovědi dezorientace spojené se známými zrychleními letadel.[4]

Účinky dezorientace

Jakmile letadlo vstoupí do podmínek, za kterých pilot nevidí zřetelný vizuální horizont, drift ve vnitřním uchu pokračuje nekorigovaný. Chyby ve vnímané rychlosti otáčení kolem jakékoli osy se mohou hromadit rychlostí 0,2 až 0,3 stupně za sekundu.[Citace je zapotřebí ] Pokud pilot není schopen používat gyroskopické letové přístroje, narostou tyto chyby až do bodu, kdy dojde ke ztrátě kontroly nad letadlem, obvykle ve strmé, potápěčské zatáčce známé jako hřbitovní spirála. Po celou dobu, vedoucí do manévru a do něj, si pilot neuvědomuje zatáčení a věří, že letadlo udržuje přímý let. Jeden z nejslavnějších neštěstí v historii letectví zahrnující hřbitovní spirálu je srážka s Johnem F. Kennedym Jr. v roce 1999.[5]

Hřbitovní spirála obvykle končí, když g-síly na letadle vybudovat a překročit konstrukční pevnost drak letadla, což má za následek katastrofickou poruchu nebo když se letadlo dotkne země. Ve studii z roku 1954 (experiment s otočením o 180 stupňů), University of Illinois Institute of Aviation[6] zjistili, že 19 z 20 pilotů, kteří nebyli hodnoceni podle přístrojů, vstoupilo do spirály hřbitova brzy po vstupu do simulovaných podmínek přístroje. 20. pilot také ztratil kontrolu nad svým letounem, ale jiným manévrem. Průměrná doba mezi nástupem podmínek přístroje a ztrátou kontroly byla 178 sekund.

Může také ovlivnit prostorovou dezorientaci hodnoceno nástrojem piloti za určitých podmínek. Silný pocit omílání (závrať ) lze nastavit, pokud pilot během letu podle přístrojů příliš pohne hlavou. Tomu se říká Coriolisova iluze.[Citace je zapotřebí ] Piloti jsou také náchylní k prostorové dezorientaci během nočního letu nad bezvýrazným terénem.[Citace je zapotřebí ]

Prostorová orientace

Prostorová orientace (inverzní je prostorová dezorientace, aka spatial-D) je schopnost udržovat orientaci těla a držení těla ve vztahu k okolnímu prostředí (fyzickému prostoru) v klidu a během pohybu. Lidé se vyvinuli, aby udržovali prostorovou orientaci na zemi. Trojrozměrné prostředí letu je lidskému tělu neznámé a vytváří smyslové konflikty a iluze, které ztěžují a někdy znemožňují dosažení prostorové orientace. Statistiky ukazují, že mezi 5% a 10% všech nehod všeobecného letectví lze přičíst prostorové dezorientaci, z nichž 90% je smrtelných.

Dobrá prostorová orientace na zemi závisí na použití vizuálních, vestibulárních (orgány rovnováhy umístěných ve vnitřním uchu) a proprioceptivních (receptory umístěné v kůži, svalech, šlachách a kloubech) senzorických informací. Změny lineárního zrychlení, úhlového zrychlení a gravitace jsou detekovány vestibulárním systémem a proprioceptivními receptory a poté porovnány v mozku s vizuálními informacemi.

Ztráta vědomí vyvolaná prostorovým D a G (GLOC) jsou dvě z nejčastějších příčin úmrtí na lidské faktory ve vojenském letectví.[7] Prostorovou orientaci v letu je obtížné dosáhnout, protože četné smyslové podněty (vizuální, vestibulární a proprioceptivní) se liší velikostí, směrem a frekvencí. Jakékoli rozdíly nebo nesrovnalosti mezi vizuálními, vestibulárními a proprioceptivními smyslovými vstupy vedou ke smyslovému nesouladu, který může vytvářet iluze a vést k prostorové dezorientaci.

Vnitřní ucho se zobrazenými půlkruhovými kanály, které je připodobňují k ose náklonu, rozteče a vybočení letadla

Otolitové orgány a orientace

Dva otolitové orgány, saccule a utricle, jsou umístěny v každém uchu a jsou vzájemně nastaveny v pravém úhlu. Utricle detekuje změny lineárního zrychlení ve vodorovné rovině, zatímco válec detekuje změny gravitace ve svislé rovině. Inerciální síly vyplývající z lineárních zrychlení však nelze odlišit od gravitační síly (podle princip ekvivalence z obecná relativita jsou to totéž), proto gravitace může také vyvolat stimulaci ušní a svaté kosti. Odpověď tohoto typu nastane při vertikálním vzletu ve vrtulníku nebo po náhlém otevření padáku po volném pádu.

Neviditelný horizont

Kdokoli v letadle, který provádí koordinovanou zatáčku, bez ohledu na to, jak strmý, bude mít malý nebo žádný pocit naklonění ve vzduchu, pokud není vidět horizont. Podobně je možné postupně stoupat nebo klesat bez znatelné změny tlaku na sedadlo. U některých letadel je možné provést smyčku bez tahání záporných sil g, takže bez vizuální reference by mohl být pilot vzhůru nohama, aniž by si toho byl vědom.[Citace je zapotřebí ] Je to proto, že postupná změna v jakémkoli směru pohybu nemusí být dostatečně silná, aby aktivovala tekutinu ve vestibulárním systému, takže si pilot nemusí uvědomit, že letadlo zrychluje, zpomaluje nebo se sklání.

V médiích

  • Věří se[podle koho? ] ten zpěvák Jim Reeves trpěl prostorovou dezorientací, když jeho letadlo Beechcraft havarovalo v oblasti Brentwood v Nashvillu v Tennessee během prudké bouřky dne 31. července 1964 a vyžádalo si životy Reevese i jeho pianisty Deana Manuela. Totéž se věřilo i pilotům při srážkách zpěváků Buddy Holly (Den, kdy hudba zemřela ) a Patsy Cline.
  • Tento jev byl značně popsán v tisku po roce 1999 John F. Kennedy, Jr. letadlo šel dolů během a noc let nad vodou blízko Martha's Vineyard. Následné vyšetřování ukázalo na prostorovou dezorientaci jako pravděpodobnou příčinu nehody.

Příklady

Viz také

Reference

  1. ^ Previc, F. H. a Ercoline, W. R. (2004). Prostorová dezorientace v letectví. Reston, VA: Americký institut pro astronautiku a letectví.
  2. ^ „GO FLIGHT MEDICINE - prostorová dezorientace“. 1. dubna 2013.
  3. ^ „prostorová dezorientace - fyziologie“. Citováno 30. července 2016.
  4. ^ Newman, M. C., Lawson, B. D., Rupert, A. H. a McGrath, B. J. (2011, srpen). Role percepčního modelování v chápání prostorové dezorientace během letu a výcviku pozemního simulátoru. Na konferenci a výstavě AIAA modelování a simulačních technologií AIAA (sv. 5009).
  5. ^ A b „GO FLIGHT MEDICINE - JFK Jr Piper Saratoga Mishap“. 15. dubna 2014.
  6. ^ Aulls Bryan, Leslie (1954). Pokus o otočení o 180 stupňů. University of Illinois. JAKO V  B0007EXGMI. LCCN  a54009717. OCLC  4736008. OL  207786M.
  7. ^ „Prostorová dezorientace - letová medicína“. 1. dubna 2013. Citováno 30. července 2016.
  8. ^ „Japonský pilot havaroval po‚ prostorové dezorientaci'". 2019-06-10. Citováno 2019-06-10.

externí odkazy