Особенности психофизиологической деятельности экипажа на борту ЛА

наблюдался в 60–х годах. Тогда предполагалось, что разрабатываемые

телевизионные, радиолокационные и инфракрасные системы с изображением

внекабинного пространства на ЭЛТ послужат средством визуализации полета.

Этого не произошло из–за принципиальных различий между видом внекабинного

пространства и тем, что изображается на экране ЭЛТ. Малые углы обзора,

изменение масштаба, отсутствие глубины на ЭЛТ привели к тому, что они не

могли быть использованы в качестве систем визуализации полета. Визуализация

полета, которая предполагает представление летчику информации об окружающем

самолет пространстве в естественной, привычной для него форме, не была

реализована. Такая информация не требует декодирования и расшифровки

сигналов, и в этом ее основное преимущество перед любым другим видом

информации.

В основе концепции визуализации лежит инженерно–психологический

принцип, который иногда называют "принципом наглядности", иногда "принципом

реализма". Его суть можно было бы сформулировать так: чем более

информационная модель подобна воспроизводимому в ней объекту по тем

свойствам, которые отражаются человеком непосредственно, т.е. на

сенсорно–перцептивном уровне, тем легче с ней работать.

Если следовать этому принципу, то нужно стремиться к созданию таких

информационных моделей, при восприятии которых у человека возникало бы как

можно более сильное впечатление, что он воспринимает реальный объект.

Идеальным с этой точки зрения является такая информационная модель,

работая с которой человек не может различить, что он воспринимает: реальный

объект или его модель. И надо сказать, что научно–технический прогресс уже

на современном этапе развития позволяет реализовать рассматриваемый принцип

во многих отношениях. В целом преимущество информационных моделей,

сенсорно–перцептивно подобных объекту, в том, что они позволяют человеку с

высокой степенью полноты использовать его житейский опыт, включая способы и

формы действий (и поведения), которые сформировались в процессе накопления

этого опыта. Такие модели особенно эффективны, когда решается задача:

создать "эффект присутствия". Весьма целесообразно использовать их в

процессе обучения человека, в том числе профессионального.

Однако возникает вопрос: является ли рассматриваемый принцип

универсальным? На наш взгляд, нет. Ведь он, как говорилось, относится

только к одному уровню психического отражения. Между тем концептуальная

модель и поэтапно реализующие ее в деятельности оперативные образы

многомерны и многоуровневы, и это должно учитываться при разработке

информационных моделей. Человек эффективнее и надежнее работает с системой

приборов, чем с телевизионным изображением ЛСП, хотя, казалось бы, "принцип

наглядности" в последнем случае реализуется полнее, чем в первом. Но дело

не в примерах (их можно было бы привести много). Любая информационная

модель, используемая в системах "человек—машина" должна оцениваться по

крайней мере в двух аспектах: а) насколько полно и точно — с точки зрения

задач управления — в ней отображается управляемый объект; б) в какой мере

она соответствует информационной модели, складывающейся у

человека–оператора, и способу (механизму) психической регуляции его

действий.

В этой связи подчеркнем следующее: информационная модель должна

помогать пилоту быстро и точно оценивать реальную ситуацию, принимать

обоснованные решения и выполнять осознанно управляющие действия. А это

требует того, чтобы модель "высвечивала" прежде всего существенные для

решения задач управления признаки объекта. Нередко модели, обладающие

высокой степенью наглядности, не удовлетворяют этому требованию, а иногда и

просто противоречат ему. Излишняя их наглядность затрудняет для пилота

оценку сути происходящих событий. В этом случае получается эффект прямо

противоположный тому, на который рассчитан принцип наглядности:

необходимость выполнять специальные умственные действия по декодированию и

перекодированию поступающей информации не только не уменьшается, а,

напротив, увеличивается (правда, по своему психологическому содержанию

здесь требуются действия иного типа по сравнению с действиями'

преобразования знаковой информации).

Заключая, можно сказать, что принцип наглядности эффективен в той

мере, в которой он соответствует концептуальной модели, подкрепляет эту

модель и способствует ее реализации в оперативных образах, а также

управляющих действиях оператора.

Когда речь идет о наглядных информационных моделях, возникает еще один

вопрос: что именно такая модель делает наглядным, с какой точки зрения (в

буквальном смысле этого слова)?

В этой связи вернемся к сравнительному анализу двух основных типов

авиагоризонта. Строго говоря, ни один из них не может претендовать на

визуализацию полета, так как информация от каждого из них требует мысленных

преобразований, поэтому ни один не дает абсолютно надежного определения

пространственного положения самолета в особо сложных условиях.

Необходимость преобразования информации от авиагоризонта в таких условиях

нередко приводит к ошибкам летчика. Поэтому главный вопрос здесь, пожалуй,

в том, какой вид индикации легче поддается расшифровке.

Что же касается степени наглядности каждого из типов авиагоризонта, то

она примерно одинакова. Основная разница в том, что один представляет

наглядную (но очень редуцированную) картину кажущегося движения горизонта

относительно самолета, другой — реального движения самолета относительно

земли. Поэтому первый часто определяют как "вид с самолета на землю", а

второй — "вид с земли на самолет".

Поскольку второй тип авиагоризонта более соответствует концептуальной

модели, формируемой у летчика, и задачам управления, поступающая от него

информация преобразуется легче, чем информация от. первого типа, не

соответствующего информационной модели. Поэтому очень многие летчики,

оценивая авиагоризонт "вид с земли на самолет", говорят, что "он более

наглядный — его легче расшифровать".

Неудовлетворенность летчиков, в частности зарубежных (а они работают с

авиагоризонтом "вид с самолета на землю"), приборами с подвижной линией

авиагоризонта, большое число ошибочных решений при определении

пространственного положения самолета вызвали к жизни научно–прикладные

исследования особенностей восприятия и реакций летчиков на предъявленный

вид индикации авиагоризонта. В монографии 3. Гератеволя приводятся

интересные данные, относящиеся к оценке принятого за рубежом вида

индикации. В частности, в результате испытаний авиагоризонта в кабине Линка

показано, что прибор, сконструированный по принципу "с земли на самолет",

значительно лучше, чем авиагоризонт, используемый в ВВС США. Эта мысль

поясняется рис. 3. Автор монографии приводит психологическое объяснение

явлению ошибочного обратного движения, которое возникает из–за измененного

соотношения "изображение—земля". Обычно горизонт воспринимается летчиком

как неподвижная ориентирная черта, на фоне которой движется самолет. Если,

например, в слепом полете действительный горизонт исчезает, то летчик

рассматривает свой самолет как центр системы ориентирования, по отношению к

которому все указатели, в том числе указатель авиагоризонта, указывающий

движение, становятся изображениями. Короткая, близко расположенная и

неточно ориентирующая поперечная черта на приборе не может заменить

широкий, далекий и "непогрешимый" действительный горизонт. Это смещение

значений обусловливает затем смещение в определении своего положения.

Автором был сделан вывод о том, что в полете по приборам действуют

закономерности восприятия, отличные от закономерностей, определяющих

восприятие пространства в визуальном полете.

Несмотря на отрицательную оценку принятого за рубежом вида индикации,

его продолжают использовать как пилотажный прибор и как индикатор

пространственного положения, т.е. нельзя отрицать, что вид индикации "с

самолета на землю" обеспечивает успешность действий летчиков. Но,

по–видимому, пренебрежение психологическими механизмами ориентирования не

могло не сказаться отрицательно на надежности действий летчика в сложных

условиях полета. Не случайно за рубежом проблема индикации обсуждается и в

60–е, и в 70–е годы. В частности, исследователи пишут о психологическом

дефекте принятого принципа индикации и продолжают поиски путей ее

оптимизации.

[pic]

Рис. 3. Трудности использования авиагоризонта с принципом индикации

"вид самолета на землю":

а — действительное показание авиагоризонта: б — так летчик должен

мысленно повернуть авиагоризонт, чтобы определить истинное положение

самолета по отношению к горизонту

Индикатор пространственного положения (точнее, принцип индикации) не

менялся с тех пор, как он был принят в 1929 г. И тем не менее многие

исследователи и летчики ставят вопрос о недостатках — с точки зрения

человеческого фактора — данного вида индикации, говорят о преимуществах

вида индикации "с земли на самолет", причем часто на основании

экспериментальных исследований. Крупный авторитет в области инженерной

психологии (и один из ее основателей) А. Чапанис еще в 1959 г. приводил

экспериментальные доказательства неудовлетворенности авиагоризонта "вид с

самолета на землю". Он отмечал, что такой прибор путает даже опытных

летчиков. Примечательно, что этот тип авиагоризонта приводится им как

пример ошибочности решений, опирающихся только на житейский смысл (common

sense). Будьте осторожны с "житейским смыслом", призывает Чапанис, когда

речь идет о создании приборов; часто он приводит к неверным решениям;

разработка приборов не может довольствоваться "здравым рассудком", а должна

основываться на строгих научных, прежде всего экспериментальных, данных.

Экспериментальные исследования восприятия двух типов авиагоризонта

проводились и позднее. В частности, в работе изложены результаты

сравнительного исследования эффективности их использования. В исследованиях

участвовали две группы испытуемых: малоопытные (налет меньше 400 ч) и

опытные (налет больше 1000 ч) летчики (32 человека). Учитывались

двигательные реверсионные ошибки, время начала управления и ряд других

показателей. Анализ ошибок показал, что при использовании подвижного

силуэта самолета число ошибок в двух группах летчиков не различалось, тогда

как при использовании подвижной линии горизонта малоопытные ошибались чаще,

чем опытные. Это прослеживалось и по другим показателям: при использовании

индикатора с подвижной линией горизонта качество действий малоопытных

летчиков было хуже по сравнению с использованием непривычного для них

авиагоризонта. В результате работы авторы предложили заменить используемый

в США прибор индикатором с подвижным по крену силуэтом самолета и линией

горизонта, перемещающейся параллельно самой себе по шкале тангажа. Поводом

для такого предложения послужило то, что по мнению авторов, именно этот

индикатор соответствует "подсознательным" стремлениям летчиков видеть

горизонт расположенным перпендикулярно относительно продольной оси их

собственного тела.

Мы привели эти данные, чтобы показать, что в США до сих пор ведутся

исследования, направленные на пересмотр повсеместно распространенного там

принципа индикации крена на авиагоризонте. Следовательно, проблема вида

индикации не представляется окончательно решенной и в стране, в которой

этот принцип используется в течении более чем 50 лет.

В справочнике по инженерной психологии, изданном в США в 1966 г., о

проблеме вида индикации говорится как о еще не решенной. В общем случае

рекомендуется ориентиры пространства отображать фиксированным индексом

пространства, а движение объекта — подвижным. О потребностях пересмотра

принципа индикации свидетельствует и ряд исследований, посвященных

обоснованию новых принципов индикации ("Киналог" с частотным разделением).

Принцип "Киналог" (кинетический аналог полета) основан на постулате о

необходимости предъявления летчику такой информации, которая в самых

сложных условиях полета позволяла бы действовать быстро и правильно. Автор

прибора считает, что "Киналог" позволяет получить визуальную информацию, не

противоречащую кинестезическим ощущениям. Это достигается сменой видов

индикации в соответствии с изменением ощущений летчика. Например, при вводе

в крен летчик ощущает кренение самолета и видит на приборе кренящийся

самолет. После стабилизации крена в координированном развороте летчик не

ощущает крена и на приборе видит стабилизированный самолет и наклонную

линию горизонта. Прибор "Киналог", насколько нам известно, не только не

внедрен ни на один самолет, но и не проходил инженерно–психологических

исследований. Но для нас интересен сам факт стремления разрабатывать новые

принципы индикации пространственного положения.

Авторы предложения сконструировать авиагоризонт с частотным

разделением исходили из неудовлетворенности авиационной практики индикацией

"вид с самолета на землю". Они указывали, что двигательные ошибки при

использовании подвижной линии горизонта обычно связаны с необходимостью

быстро реагировать на замеченные отклонения в пространственном положении

самолета. При таких ситуациях, считают авторы, необходимо, чтобы индексы в

ответ на управляющие воздействия двигались в ожидаемом направлении. Этого

принятый за рубежом авиагоризонт не обеспечивает. Отсюда — большоечисло

ошибок при выводе самолета из сложного положения: на 64 предъявления

индикатора "вид с самолета" было совершено 14 ошибок, а индикатора "вид с

земли" — только 3 ошибки. При этом ошибки при использовании привычного для

летчиков авиагоризонта ("вид с самолета") имели устойчивый характер.

В качестве теоретического объяснения недостаточной эффективности

использования вида индикации "с самолета", в зарубежной психологии

предлагается положение об изменении соотношений "фигура—фон" при полете по

приборам. В визуальном полете любое движение самолета в пространстве летчик

воспринимает как свое движение (фигура) по отношению к подвижной земле

(фону). Такое восприятие генетически обусловлено: в процессе эволюции

животного мира, а также онтофилогенетического развития человека

сформировался биологически целесообразный геоцентрический принцип

ориентации и движения в пространстве, т.е. человек в качестве основы для

ориентирования использует генетически унаследованную систему координат. При

этом летчик вместе со своим продолжением — самолетом — перемещается как

единое целое относительно земли и горизонта. Для данного вида передвижения

в пространстве глубочайший смысл состоит в том, что именно в этой системе

координат органически сочетаются два компонента образа полета: а)

пространственная ориентировка; б) чувство самолета.

Когда летчик управляет самолетом вне видимости земли, по приборам, вся

кабина становится неподвижным фоном, по отношению к которому все указатели,

в том числе и указатель крена (линии авиагоризонта или силуэт самолета),

становятся фигурами. Причина двигательной ошибки при использовании

индикации "вид с самолета" в том, что летчик на наклон линии искусственного

горизонта реагирует как на наклон самолета.

В работе аргументация авторов в пользу индикатора с подвижным силуэтом

самолета состоит в следующем: прибор с подвижным по крену силуэтом самолета

соответствует представлению человека о положении самолета в пространстве.'

Летчик оценивает перемещение самолета по отношению к реальному

пространству, а не наоборот. В визуальном полете это стремление выражается

в том, что при кренах летчик поворачивает голову определенным образом. Для

иллюстрации в статье приводится рисунок с объяснениями, которые направлены

на обоснование принципа индикации "с земли на самолет" (рис. 4). Если в

визуальном полете летчик стремится держать голову вертикально по отношению

к реальному горизонту, то в полете по приборам он стремится держать ее

вертикально по отношению к поперечной оси самолета. По этой причине линия

горизонта на индикаторе должна оставаться горизонтальной по отношению к

полу кабины.

Вывод о преимуществе вида индикации "с земли на самолет" не имел

практических последствий. В течение нескольких десятилетий зарубежные

летчики пилотируют и ориентируются по индикатору с подвижной линией

горизонта. В нашей стране до последнего времени преобладает вид индикации

авиагоризонта "с земли на самолет", но около десяти лет назад начались

настойчивые попытки изменить

[pic]

Рис. 4. Основания для предпочтения авиагоризонта с движущимся силуэтом

самолета:

а — летчик держит голову прямо по отношению к вертикальной оси

самолета, и горизонт кажется ему наклонным; б — летчик вынужден

поворачивать голову, чтобы горизонт остался фиксированным. 1 — ось,

проходящая через голову и тело параллельно вертикальной оси самолета; 2 —

реальный горизонт; 3 — плоскость, проходящая через глаза, 4 — угол между

линией горизонта и плоскостью глаз; 5 — ось, проходящая через голову; 6 —

ось, проходящая через тело; 7 — вертикальное перемещение горизонта

конструкцию лицевой части на противоположную. При этом одним из

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5