Вертолёт, 2005 № 01

Новый помощник летчика

Тактика применения боевых вертолетов ночью потребовала оборудования кабин экипажей системами ночного видения. В этих целях были разработаны очки ночного видения (ОНВ), которые уже достаточно широко используются в военной авиации. В ближайшем будущем ОНВ, без сомнения, найдут свое применение и в авиации гражданского назначения. Прежде всего речь идет о полетах в северных регионах страны (санзадания, поисковоспасательные работы, контроль газо- и нефтемагистралей и др.). Однако для летного состава воздушных судов пилотирование в очках ночного видения — новый вид деятельности, имеющий свои особенности. Они связаны со спецификой функционирования системы «летчик — вертолет — ОНВ — внекабинное пространство». Работа в ОНВ требует формирования определенных психофизиологических навыков, о чем должны знать и летчики, и заказчики авиаработ.

Принцип действия ОНВ основан на усилении света в электронно-оптических преобразователях (ЭОП). Отраженные от объектов световые лучи, фокусируясь на чувствительном входном элементе — фотокатоде, превращаются в поток электронов, усиливаются и затем отображаются на люминесцентном экране. С помощью ЭОП размером 37х30 мм обеспечивается усиление света в 20–30 тыс. раз с разрешающей способностью более 30 штрихов на 1 мм. В зависимости от конструкции ОНВ вес очков может составлять 650 г, противовеса — 570 г, преобразователя напряжения — 350 г.

Очки ночного видения крепятся на штатном вертолетном защитном шлеме ЗШ-7В. Быстросъемное крепление обеспечивает возможность перевода очков из рабочего положения в походное (вверх). При необходимости предусмотрено их аварийное сбрасывание. Конструкция очков такова, что в закрепленном виде позволяет изменять положение бинокуляра относительно головы летчика. Обеспечивается также регулировка расстояния между монокулярами и диоптрийная настройка в зависимости от индивидуальных особенностей зрения пользователя.

При использовании ОНВ летчик может наблюдать за внекабинным пространством с полем зрения до 40°, масштаб изображения 1:1. Работоспособность очков по отображению внекабинного пространства обеспечивается при уровне естественной ночной освещенности в 5х10-3 лк в диапазоне спектра длин волн 600–900 нм.

Условные обозначения:

(+) — положительный тангаж; (-) — отрицательный тангаж; К(+) (-) — величина отклонений по крену вправо, влево; Т(+) (-) — величина отклонений по тангажу; (+) — положительный тангаж, (-) — отрицательный; Нрв — величина отклонений по высоте полета: (+) набор, (-) снижение.

Очки ночного видения дают летчику возможность воспринимать внекабинное пространство трехмерно, обеспечивая в значительной мере основные психофизиологические механизмы зрительной ориентировки. При этом сохраняется главный фактор глубинного зрения — бинокулярный параллакс. Исследованиями, проведенными в 1989 году, установлено, что пороги восприятия человеком абсолютной и относительной удаленности объектов при наблюдении через ОНВ в целом такие же, как и при наблюдении объектов невооруженным глазом.

Для обеспечения восприятия летчиком показаний электромеханических приборов современные ОНВ созданы так, что окуляр находится на расстоянии 15–20 мм от глаз. Такая конструкция обеспечивает летчику возможность переводить взгляд вниз или вбок и контролировать показания электромеханических приборов и пультов.

Исследования особенностей работы летчиков в ночных полетах, проведенные специалистами НПО «ОРИОН», ГНИИИ авиационно-космической медицины, МВЗ им. М.Л. Миля, ЛИИ им. М.М. Громова, НИИ им. В.П. Чкалова, НИИАО (А.В. Чунтул, Н.Ф. Амченцев, А.С. Кондратьев, М.Г. Киселев, С.А. Украинский, В.А. Хрипунков, И.Ю. Баранов, В.Л. Тебеньков, В.П. Бутов, В.А. Куратов, Н.З Кухарчук, Э.П. Куринный, Н.Н Наумов и др.) показали, что применение ОНВ предъявляет специфические требования к распределению внимания, пространственной ориентировке, построению управляющих движений и уровню функционирования психофизиологических систем летчика.

Так, на вертолетах Ми-8, оснащенных очками ночного видения (два летчика, один пилотирует в ОНВ), отклонения параметров полета от заданных значений на участках экспериментальных режимов составляли: по крену — от +3,0 до -2,9°, по тангажу — от +2,2 до -2,3°, по высоте — до 10,4 м вверх и до 14,9 м вниз (табл. 1).

В целом полученные данные практически не отличались от данных, полученных при исследовании особенностей полетов днем, когда слежение за внекабинным пространством ведется без ОНВ. Структура распределения внимания при полетах в ОНВ (штатные режимы) также соответствовала данным, полученным в дневных полетах (табл. 2).

Однако при посадке в ОНВ летчики «добирали» чуть больше приборной информации. В первую очередь это касалось высоты полета, которую летчики (по данным анкетного опроса) определяли на 10 % большей, чем при прямой визуальной оценке.

Регистрация перемещения головы летчика в горизонтальном направлении помогла установить продолжительность времени наблюдения за внекабинной обстановкой в секторе, превышающем угол поля зрения ОНВ. Как видно на табл. 3, продолжительность наблюдения в этом секторе зависела от этапов полета.

При выполнении взлета с режима висения летчики только 8 % времени добирали информацию о внекабинной обстановке за счет расширения поля зрения поворотом головы. На режимах горизонтального полета это время составляло уже 29 %, а при поиске наземных объектов и заходе на посадку — 46 и 47 % соответственно. На виражах, в основном, выполнялся полет по приборам, поэтому летчики для наблюдения за внекабинным пространством использовали только поле зрения, получаемое через ОНВ, не поворачивая голову налево или направо.

Структура распределения внимания летчика также напрямую зависела от высоты и скорости полета. При этом с увеличением высоты полета и, следовательно, уменьшением риска столкновения с наземными объектами длительность слежения за внекабинным пространством через ОНВ уменьшалась. Так, на высоте 50 м летчики уделяли внекабинному пространству 84 % времени, на высотах 100 и 150 м соответственно 54,8 % и 55,6 %.

Аналогичная зависимость установлена и при различных уровнях естественной ночной освещенности: чем ниже уровень освещенности и, следовательно, хуже видимость наземных объектов, тем больше времени летчики уделяли наблюдению за внекабинным пространством в ОНВ.

В то же время процесс пилотирования в ОНВ обеспечивался увеличением общего количества управляющих движений на 44 % по сравнению с дневными полетами. Полученные данные свидетельствуют об увеличении двигательной загрузки летчиков (табл. 4).

Физиологическая «цена» деятельности летчиков при полетах в ОНВ, определяемая по частоте сердечных сокращений, напрямую зависела от сложности выполняемых режимов, характера подстилающей поверхности и естественной освещенности. При этом частота сердечных сокращений на режимах горизонтального полета достигала 100 и более ударов в минуту (табл. 5).

Условные обозначения:

РУ-б — движения РУ в поперечном (боковом) канале; РУ-п — движения РУ в продольном канале; РОШ — движения рычагом общего шага.

Во время полетов в ОНВ ориентирование на местности и в пространстве (навигация и пилотирование) требует от летчиков усилий. Опрос летчиков, проведенный после полетов над равнинной местностью, показал, что их психологический комфорт в основном зависел от качества узнавания ориентиров и деталей ландшафта, хорошо знакомых по дневным полетам. В тех случаях, когда высота полета и уровень освещенности позволяли летчикам через ОНВ иметь надежный контакт с подстилающей поверхностью и видеть линию естественного горизонта, особых трудностей в пилотировании не возникало. Однако хорошее знание местности по дневным полетам, с одной стороны, снижало напряжение при полетах ночью, с другой — ослабляет внимание летчика.

Так исследованиями установлено, что для уверенного пилотирования, особенно над гористой местностью, экипажу необходимо тщательно изучить трассу и прилегающие к ней зоны, поскольку возникает вероятность опасных сближений с препятствиями. Было отмечено, что летать над такой местностью при низких уровнях освещенности психологически труднее, поскольку ухудшается восприятие внекабинного пространства, выпуклости рельефа зрительно сглаживаются, что приводит к затруднениям в оценке высоты гор и расстояний до их склонов.

В полетах в ОНВ на малой высоте низкие склоны гор «накладывались» на расположенные за ними более высокие, создавая визуальную картину сплошной стены. При такой картине экипажу трудно было своевременно обнаружить склон и определить дистанцию, необходимую для вертикального или горизонтального маневра.

По мнению летчиков, при полетах вблизи земли значение опасной высоты на радиовысотомере должно быть не менее 15 м, поскольку в ОНВ не всегда удавалось обнаружить уклоны, впадины и бугры в предполагаемом месте посадки на однородной подстилающей поверхности.

В полетах над морем летчики предпочитали «держаться» за надежные береговые ориентиры. Однако когда ориентиром становился корабль, заход на посадку с торможением до зависания особых проблем не вызывал. Важно было правильно выбрать момент начала и темп торможения, поскольку в ОНВ над морем оценка удаленности с необходимой точностью затруднена. В свою очередь, местоположение на режиме висения выдерживалось по выбранным наземным ориентирам, которые должны были находиться на некотором удалении впереди вертолета.

Проведенные исследования показали, что использование ОНВ в ночных полетах существенно расширяет возможности применения вертолетов, обеспечивая, в основном, решение задач пилотирования и пространственной ориентировки в слабо маневренных полетах над участками знакомой местности. При этом отмечено, что для поддержания необходимого уровня эффективности и безопасности полетов в ОНВ необходима специальная наземная (с использованием тренажерных средств) и летная подготовка экипажей вертолетов.

Среди актуальных мероприятий, обеспечивающих полеты на вертолетах, оснащенных ОНВ, следует отметить следующие:

— проведение профессионального психологического отбора летчиков, наиболее пригодных к ночным полетам;

— разработка нормативов, регламентирующих продолжительность полетов и перерывов в летных сменах;

— проведение реабилитационных мероприятий по поддержанию высокой работоспособности зрительного анализатора;

— формирование у летчиков устойчивых навыков правильного восприятия объектов внекабинного пространства и профилактика иллюзорных ощущений;

— тренировки по индивидуальной подгонке ОНВ с учетом антропометрических характеристик летчиков и в особенности межзрачковых расстояний их глаз;

— дальнейшее совершенствование эргономических параметров ОНВ и качества изображения внекабинного пространства;

— адаптация светотехнического оборудования кабин экипажей;

— психофизиологическая подготовка летчиков к ночным полетам в ОНВ.

Специалистами в области авиационной медицины и эргономики накоплен достаточно большой материал исследований, связанных с применением очков ночного видения. Мы надеемся, что они станут основой учебно-методических пособий, на базе которых будут разработаны соответствующие нормативно-технические документы по применению ОНВ экипажами не только вертолетов, но и самолетов.

Александр ЧУНТУЛ, д-р мед. наук, заместитель главного конструктора по эргономике и учебно-тренировочным средствам ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля»

А В И А С А Л О Н