Вертолёт, 2005 № 04

Вертолеты новых поколений: особенности эргономического обеспечения

МИ-28Н

Время требует расширения сферы эксплуатации вертолетов. Это, в свою очередь, актуализирует процессы разработки вертолетов нового поколения, которые оснащены оптикотелевизионными комплексами, обеспечивающими экипажу возможность решать задачи пилотирования, навигации, ориентации в пространстве и на местности круглосуточно и в любых погодных условиях. Однако вместе с разработкой таких бортовых комплексов возникает потребность в решении задач более высокого уровня сложности. Для их реализации необходимо создание новых комплексов. И так шаг за шагом, этап за этапом. При этом проблем у летчиков не уменьшается, сложность их деятельности возрастает.

Разрабатываемые и внедряемые в последнее время на вертолетах различные телевизионные, теплотелевизионные, радиолокационные и другие комплексы позволяют, с одной стороны, расширить возможности летчиков по наблюдению за внекабинным пространством и наземными ориентирами, а с другой — создают дополнительные сложности в организации их деятельности. Так, с внедрением на борту вертолетов оптико-телевизионных комплексов в сложный процесс формирования у летчика психического образа пространственного положения, наряду с инструментальными (приборными) и неинструментальными сигналами, включается телевизионное изображение внекабинного пространства, представляемое посредством электронных индикаторов.

Однако это пространство ограничено двухмерным (плоским) монохроматическим или цветным изображением с малым полем обзора и уменьшенным числом зрительных признаков, содействующих образованию правильных пространственных представлений. В то же время пониженная четкость изображения, появление засветок и других искажений вызывают у летчиков различного рода ошибки зрительного восприятия объектов и динамики пространственных перемещений вертолета.

Весьма показательным является факт (рис. 1, табл.1) увеличения инструментальных потоков информации, призванных обеспечить решение новых задач в более сложных условиях. Так, летчику необходимо будет использовать 18 информационных потоков. Из них только два канала физиологически взаимосвязаны, и их функциональная системность сформировалась в процессе онто- и филогенетического развития человека. Другие 16 каналов осуществляют роль посредников между человеком и внешним физическим миром. Таким образом, летчику придется решать полетные задания на основе информации, поступающей от моделей-заместителей.

Это обстоятельство требует обязательного изучения психофизиологических особенностей формирования психической регуляции деятельности в условиях новой информационной среды. В свою очередь, появляется необходимость решения более частных задач, таких, как оптимизация процессов восприятия, интерпретации и интегрирования информации, представляемой на телевизионном изображении. Вот здесь летчика и подстерегает проблема синтеза сведений от различных источников, на которых должна строиться деятельность по управлению вертолетом. Как известно, использование двойных, а тем более тройных источников разнокодовой информации приводит к усложнению процесса ее переработки человеком и принятия решения.

Вместе с тем, ночью и особенно в сложных метеоусловиях единственным источником информации о внекабинном пространстве, наземных объектах и препятствиях может оказаться только телевизионная картинка. В то же время, как свидетельствуют экспериментальные данные, порог восприятия удаленности при наблюдении за объектами по телеизображению в 10 раз выше в сравнении с прямым визуальным наблюдением. Таким образом, уже на базовом сенсорно-перцептивном уровне психического отражения внекабинного пространства с использованием телеизображений у летчиков наблюдаются затруднения. Одновременно возрастает загрузка летчика по управлению вертолетом и изменяется стереотип распределения внимания. Процесс наблюдения пространства ограничен малыми полями зрения представляемого изображения и появлением «слепых» зон, размеры которых зависят от фокусных возможностей оптических систем и дальности наблюдения (направленности линии визирования).

В полетах по телевизионному изображению скорость просмотра местности почти на порядок ниже, чем при прямом визуальном наблюдении. Этот недостаток особенно проявляется при выполнении маневров, вызывающих смазывание изображения на телеэкране, ограничивая таким образом возможную скорость изменения пространственного положения вертолета.

Исследования показывают, что процесс пилотирования с использованием телевизионного изображения внекабинного пространства представляет собой новый сложный, максимально загруженный вид деятельности. Особую сложность для летчика будут представлять ситуации, когда линия визирования оптико-телевизионного комплекса отклонена от линии полета. В этих условиях летчик должен лететь в одном направлении, а наблюдать за наземными объектами по телеизображению в другом направлении. При этом телевизионная информация о внекабинном пространстве не может быть в полной мере использована летчиком для обеспечения процессов пилотирования и пространственной ориентации. И наоборот: приборная и внекабинная информация, собираемая летчиком в процессе пилотирования, не может быть использована для управления оптикотелевизионным комплексом.

Эти сложности особенно проявляются в условиях, когда задачи пилотирования и управления оптико-телевизионным комплексом приходится решать одному летчику. Полученные материалы позволяют констатировать, что деятельность экипажей перспективных вертолетов будет характеризоваться следующими особенностями:

— необходимостью взаимодействия с объектами управления (вертолетом, бортовыми комплексами) посредством условных кодов, представленных оптико-телевизионными средствами отображения информации;

Рис. 1. Гипотетическая динамика возрастания количества источников информации

— разнообразием кодирования информации, с которой необходимо взаимодействовать на различных режимах полета в силу многовариантности режимов эксплуатации, оборудования вертолета различными системами отображения внекабинного пространства;

— снижением информационных потоков от проприорецепторов и двигательного анализатора в силу введения в систему управления вертолетами и бортовыми комплексами многочисленных устройств- посредников (триммеров, автопилотов, автоматов доворота вертолетов и сканирования пространства и др.);

— усложнением задач и расширением диапазона эксплуатации вертолетов (в том числе в неблагоприятных погодных условиях и в условиях дефицита времени) на фоне роста нервно-эмоционального напряжения и социальной ответственности экипажа за выполнение полетного задания;

— изменением стереотипа использования экипажем внекабинной и внутрикабинной информации, предоставляемой инструментальными средствами;

— снижением возможности использования экипажем как внекабинной, так и внутрикабинной информации, предоставляемой инструментальными средствами, на фоне уменьшения высоты полета;

— необходимостью совмещать пилотирование вертолета и управление оптико-телевизионным комплексом с соблюдением строгой последовательности управляющих действий, четким распределением и перераспределением функций и обязанностей членов экипажа.

Таким образом, внедрение научных и технических решений в вертолетную авиацию привело к смещению акцентов тяжести трудовых нагрузок прежде всего в сферу психической деятельности экипажа. Поэтому эффективность разработки новых вертолетов определяется уже не только созданием условий для жизнедеятельности и сохранения работоспособности экипажа, но и прежде всего обеспечением оптимальной психической деятельности, которая во многом связана с совершенствованием используемых и создаваемых средств и способов деятельности. В первую очередь это касается инструментальных средств отображения внекабинного пространства, способов их эффективной эксплуатации и режимов, обеспечивающих безопасность полетов.

Как свидетельствуют многочисленные исследования, причиной многих затруднений операторов в сложных эргатических системах, в том числе и авиационных, является несогласованность технических характеристик оборудования с характеристиками человека. Поэтому в настоящее время на первый план в числе других выдвигается задача проектирования достаточно «сильного» информационного подкрепления летчику с помощью индикации требуемых параметров как на электромеханических приборах, так и на многофункциональных электронных индикаторах.

В результате проведенных работ актуализировалась генеральная линия эргономического обеспечения разработки вертолетов «Ми» нового поколения. Она, с одной стороны, учитывает человеческие возможности и ограничения в сложных режимах деятельности, а с другой, формирует такие требования (на ранних этапах проектирования) к характеристикам бортовых комплексов, которые обеспечивали бы высокую эффективность, надежность и безопасность функционирования системы «экипаж — вертолет».

В целом наша практика свидетельствует, что в современных условиях вертолетостроения эргономическая оптимизация деятельности экипажей — один из наиболее целесообразных путей создания высокоэффективных, надежных и безопасных вертолетов 21 века.

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

А В И А С А Л О Н