Журнал "Вестник" Международная академия проблем человека в авиации и космонавтике
Главная Контакты Авторам Архив Архив

№1 (42) 2013
СОДЕРЖАНИЕ:

ВОСПОМИНИНИЕ И
ПОЗДРАВЛЕНИЯ ПРЕЗИДИУМА МЕЖДУНАРОДНОЙ АКАДЕМИИ ПРОБЛЕМ ЧЕЛОВЕКА В АВИАЦИИ
И КОСМОНАВТИКЕ

НОВЫЕ ПАРАДИГМЫ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ В ОРГСТРУКТУРЕ МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ

АКТИВНАЯ ПОМОЩЬ НАУКИ – ПСИХОЛОГИИ

УРОКИ ИСТОРИИ

НАШИ АВТОРЫ

АВТОРАМ НА ЗАМЕТКУ

Журнал "ВЕСТНИК". МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ ПРОБЛЕМ ЧЕЛОВЕКА В АВИАЦИИ И КОСМОНАВТИКЕ.
Л.Я. Гро

Л.Я. Гро

Сотрудник Института авиакосмической медицины Санитарной службы Французской армии, Франция.

Т.Д. Лайонс

Т.Д. Лайонс

Сотрудник Азиатского офиса НИОКР, Япония.


ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ «ОПЕРАТИВНАЯ ИНФОРМИРОВАННОСТЬ СВЕРХМАНЕВРЕННОГО САМОЛЕТА»


Введение

Определение влияния человеческого фактора на экипаж сверхманевренного самолета является непростой задачей благодаря наличию на самолетах этого типа оперативной обратной связи по результатам выполнения боевых задач. Одним из способов прогнозирования потенциальных последствий является перенос опыта полетов экспериментальных прототипов сверхманевренных самолетов и боевых самолетов последнего поколения на прогнозируемые оперативные ситуации, в которых предстоит действовать будущим сверхманевренным самолетам. Для выполнения этой задачи рабочая группа № 27* выполнила обследование пилотов боевых самолетов последнего поколения, принадлежащих ВВС, представители которых вошли в состав Рабочей группы.

Для изучения различных аспектов потенциальных последствий влияния человеческого фактора Рабочая группа № 27 в период с апреля 1997г. по октябрь 1998г. выполнили два мероприятия:

  • Первое: проведение опросов опытных военных летчиков и летчиков-испытателей в отношении оперативных требований и последствий полетов на сверхманевренном самолете на психологи и человеко-машинный интерфейс;
  • Второе: анкетный опрос с целью определения психологических последствий полетов на сверхманевренных самолетах и их влияния на ситуационную информированность и характеристики полетного задания.

Исследование «оперативной необходимости» сверхманевренности

Всего были опрошены 23 пилота ВВС США (5 летчиков-испытателей НАСА, 13 пилотов Центра вооружений ВВС и 5 летчиков-психологов ВВС США), 11 строевых летчиков ВВС Швеции, 3 летчика-испытателя ВВС ФРГ и два французских летчика. Летчиков просили заполнить анонимные анкеты (французские летчики интервьюировались до составления анкеты и поэтому оценки приводятся только в форме комментариев, а не как ответы на вопросы). Кроме того, со многими летчиками проводились индивидуальные интервью. Широкое представительство мнений пилотов большинства маневренных самолетов было обеспечено опросом пилотов, имеющих опыт пилотирования Х-31, F-18, HARV, F-15 Аctive, МАТV, Наrriеr, F-22, Миг-29, Рафаль, Гриппен и Еврофайтер.

В вопросник входили также вопросы, касающиеся летного опыта. Остальные вопросы были связаны с полезностью различных характеристик, н.п. пилотирования на больших углах атаки и маневрирование на закритических (послесрывных) режимах, маневрировании при отрицательных перегрузках и высоких перегрузках (до +12ед по оси Z) в условиях ближнего воздушного боя. Оценка боевой эффективности проводилась по семибалльной шкале:

Оценки 1 – «бесполезно», 3 – «незначительно полезно», 5 – «умеренно полезно», 7 – «очень полезно».

Экипажи в среднем обладали очень большим опытом со средним налетом 2589 часов (от 900 до 9000ч.) Сводные оценки факторов маневренности представлены в таблице 1. Необходимо отметить, что некоторые летчики не имели опыта полетов с нашлемными прицелами или усовершенствованными противоперегрузочными костюмами (ППК), поэтому они не оценивали такие системы. В опросный лист были включены оценки перспективного ППК ВВС США с подачей кислорода под давлением «Common Edge» (для защиты при перегрузках), и усовершенствованного ППК (Advanced Technology Anti-G suit).

Все летчики оценили нашлемные прицелы, маневрирование на больших а и на больших перегрузках очень высоко. Оценки отрицательных перегрузок имели широкий разброс. Интересные различия в оценка отмечены для шведских летчиков по сравнению с немецкими и американскими (таблица 2). В среднем шведские летчики оценивали нацеливание фюзеляжем (способность выходить на положительную и отрицательную перегрузку 12 ед) ниже. Это может объясняться несколькими факторами: 1. меньшим средним налетом (в часах) и 2. в состав опрошенной группы шведских летчиков вошли в основном строевые летчики, а не летчики-испытатели.

В целом, опрошенные летчики оценили потенциальные возможности сверхманевренных самолетов как полезные для воздушного боя. В дальнейших разделах приводятся подробные данные по вопросам, относящимся к человеческому фактору, включая психологические проблемы, человеко-машинный интерфейс, отбор и тренировка личного состава. В последнем разделе приводятся сводные мнения летчиков по пилотированию сверхманевренных самолетов.

Психологические проблемы.
Полет на больших углах атаки

Летчики самолета Х-31 вначале описывали чувство полета на больших а как «необычное» или «странное», однако они быстро адаптировались и отрицали любое отрицательное восприятие (чувство).

Воздействие перегрузки. При полетах на самолета Х-31 воздействие положительной перегрузки +Gz как правило было ограничено кратковременным импульсом +6z, который быстро уменьшался с падением скорости. Кроме того, пилоты Х-31 испытывали небольшие отрицательные перегрузки и почти полное отсутствие перегрузки +/- Gy (боковое скольжение).

Активное управление самолетом – летчики не участвующие непосредственно в управлении самолетом. Также испытывали некоторые отрицательные эмоции. Например, шведские летчики испытывали некоторые симптомы тошноты, связанные с автоматическим прицеливанием из пушки.

Таблица 1
Сводные оценки пилотов возможностей сверхманевренных самолетов
Характеристика самолета Средняя оценка Диапазон оценки Число ответов
Нашлемный прицел 6,6 5-7 8
Большие углы атака и нацеливание фюзеляжем 6,2 1-7 35
Перегрузка +12ед. по оси Z 5,7 3-7 34
Отрицательная перегрузка по оси Z 3,2 1-7 34
ППК «Соmbat Edge» 5,7 3-7 24
Усовершенствованный ППК 5,0 3-7 14
Таблица 2
Сравнение оценок летчиков ВВС трех стран
Характеристика самолета США ШВЕЦИЯ ФРГ
Нашлемный прицел 6,5 - 7,0
Большие углы атака и нацеливание фюзеляжем 6,2 4,8 6,7
Перегрузка +12ед. по оси 2 6,0 4,9 6,7
Отрицательная перегрузка по оси 2 3,7 2,1 3,3

Перегрузка +12 Gz – Пилоты признают, что проблема потери сознания под воздействием перегрузки еще не решена. Сделанный ими прогноз в отношении психологических проблем типа перегрузки +12 Gz включали такие явления как дискомфорт, потеря пространственной ориентировки и ситуационной информированности, усталость, ухудшение зрения, пониженная подвижность, жалобы на «громоздкое» оборудование и травмы спины и шеи.

Отрицательная перегрузка –Gz. Оценка отрицательных перегрузок была противоречивой. Многие летчики-испытатели определяли определенные возможности боевого применения полета на отрицательной перегрузке. Некоторые оценки включали формулировку «необходимо тренироваться, чтобы подумать о применении отрицательных перегрузок. Может обеспечить выживание». Другие летчики, включая много строевых пилотов, не видят необходимости в маневрировании с отрицательной перегрузкой: «Мне не нужна отрицательная перегрузка. Я ее не применяю».

На нас, однако, произвел большое впечатление высокий уровень переносимости отрицательных перегрузок, которые некоторые из них испытывали на протяжении своей летной карьеры. Ниже приведены максимальные отрицательные перегрузки, которые летчики испытывали во время выполнения некоторых маневров.

Облет препятствия – 4,8 3,0 2,3 2
Высший пилотаж,
штопорные испытания –
3,2 3,0 3,0 -
Прочностные испытания – 3,2 - - -
Маневр уклонения от
пушечного огня и ракеты –
3,0 2,0 1,6 -
Нисходящая петля с выходом
в перевернутый полет с
подвешенной системой
«Лантирн» –
2,7 - - -

Практически достаточно высокие уровни отрицательной перегрузки испытывали многие опытные летчики. Жалобы летчиков на связанные с этим психологические перегрузки включали: «Продолжительный дискомфорт», «потеря пространственной ориентации и ситуационной информированности» и неспособность «усидеть в кресле».

Проблемы человекомашинного интерфейса

Психологические проблемы летчиков включали ускоренный поток информации. По мнению летчиков, требование опережающего (прогностического) мышления станет для сверхманевренного самолета более актуальным из-за меньшего располагаемого времени. Летчики предсказывают, что ожидание с увеличением маневренности станет более трудным.

Индикаторы

ИЛС: «не приносит пользы при обзоре через плечо» – «необходим нашлемный прицел (НШП)».

НШП – летчики с энтузиазмом одобряют требование установки НШП: «Зрение является самым ценным сенсором и его необходимо использовать в летном деле».

Все летчики единодушно требовали обеспечение хорошего обзора через НШП – «изображение (глаза) не должно накладываться друг на друга».

Летчики-испытатели считают, что они не в состоянии адекватно оценить НШП за время короткой программы летных испытаний. По их оценке, для получения необходимых навыков применения НШП необходимо приблизительно 50 часов: «В начале я вообще его не видел». Опрошенные летчики-испытатели высказали свое мнение относительно различных возможностей альтернативных дисплеев. Были получены положительные замечания относительно 3-мерных контрольных («аудиторных») дисплеев, хотя некоторые отмечали, что летчик может легко проигнорировать звуковой тон. Другие летчики жаловались на слишком большое число посторонних звуков. Наиболее часто опрошенные летчики отмечали необходимость каких-либо дополнительных ориентиров состояния (запаса) энергии самолета. В качестве возможности управления ориентированием отмечались проприоцептивные ориентиры. Отмечалась также необходимость ориентации летчиков об угрозах, близости земли, остатке топлива, векторе скорости и т.п. Так, например, летчики говорили, что для предупреждения столкновения с землей они будут реагировать на «излом X» (break X), однако могут игнорировать более «тонкие» ориентиры (н.п., звуковые).

Большие углы атаки и вектор скорости. Один летчик сообщил, что во время снижения в условиях облачности на высоте 11000 футов, его удивила скорость снижения. Одновременная индикация положения носа самолета и вектора скорости может быть проблематичной (н.п., на α = 70°).

«Положение вектора скорости на шкале в футах может быть реальной проблемой».

Управление запасом энергии. Несколько летчиков в своих комментариях также заявили, что им «было легко управлять самолетом на больших а, в то время, когда этого фактически не требовалось». Х-31 они характеризовали как «ковш с лобовым сопротивлением». «Нет никакого реального ощущения быстрого полета (типа ощущения летчика)... необходимо какое-либо устройство, показывающее, что настало время выхода из режима. Необходимо какое-то средство создания ощущения движения». Для этого на Х-31 было реализовано тактильное ощущение полета на больших а и послесрывного режима.

Рекомендовано усовершенствовать метод информации летчика скорости снижения.

Угловая скорость рыскания. Ответы включали комментарии на высокие угловые скорости рыскания (прицеливание из пушки) и необходимость увеличения поля зрения ИЛС.

Органы управления.
Комплексная (объединенная) система управления полетом (IFCS).

Летчикам предлагалось ответить на вопросы относительно их опыта полетов на больших α. Многие летчики отмечали важное значение реализации «маневрирования без ограничений» («беззаботное маневрирование») или применение комплексной системы управления полетом на высокоманевренных самолетах с управлением тяги. Практически все пилоты самолета Х-31 отмечали очень большую легкость освоения комплексной системы управления: «легко, но с принципиальным отличием», «Мечта летчика-испытателя», «Делает очень легким пилотирование, не отвлекая внимания, поэтому позволяет выполнять другие задачи». «Вначале неестественное, очень необычное впечатление... однако легко осваивается...».

Штатные органы управления. Опытные летчики отмечали, что существующая концепция системы управления «руки на РУС и РУД» (НОТАS) не является лимитирующим фактором. Хотя 50 функций, предусмотренных для РУС, кажутся непрофессионалам чрезмерной, опытные летчики-испытатели не считают, что система НОТАS создает для них проблему. Большая часть летчиков, основываясь на собственном опыте, не чувствует необходимости в альтернативных органах управления.

Альтернативные органы управления. Летчики считают, что существующие тактильные пульты управления недостаточно надежны. Они называют их «кулак на стекле» и считают, что они могут оказаться полезными, н.п., для выполнения функции релейного выключателя («включено-выключено»). В отношении голосовой существующей речевой системы управления один летчик заявил: «Я могу сделать это быстрее, чем сказать». Пилоты считают существующую систему речевого распознавания еще недостаточно надежной и выражают озабоченность в отношении проблем распознавания звуковых сигналов при выполнении противоперегрузочных маневров, влияния шума при дыхании и т.п.

Автоматические системы предупреждения столкновения самолета с землей (Аuto-GСАS) по мнению летчиков «не имеет никаких проблем», «путь в будущее», «русские делали ее в течение многих лет». Летчики также предвидят необходимость в будущем автоматического маневрирования.

Отбор личного состава, тренировка и имитация (моделирование)

Потребность в сверхманевренном самолете: вопрос о том, смогут ли будущие летчики уклоняться от ближнего маневренного боя, является естественно противоречивым. Возможность ведения огня за пределами линии визирования (бокового огня) безусловно, обладая преимуществом, имеет в то же время только оборонительное значение. Летчики отмечали, что уклонение от ближнего боя зависит от успешного захвата, опознания и последующего 100% уничтожения цели. Это может быть не всегда реализовано при некоторых сценариях воздушного боя при высоких скоростях сближения и ограничениях, связанных с политикой и правилами перехвата цели. Были высказаны следующие мнения о сверхманевренности: «Любая характеристика, которой противник не обладает, имеет потенциальную возможность. Любая характеристика должна быть всесторонне изучена и вы не должны применять ее постоянно».

Экипажи комментировали многие преимущества применения управления вектором тяги, включая ближний воздушный бой, укороченные взлет и посадку, эффективность при асимметричной нагрузке, возможность использования полного диапазона полетных режимов для предупреждения столкновения в воздухе («половина мира враждебна») и возможность создания бесхвостки с характеристиками невидимости («стеле») и другие преимущества. Опрошенные летчики-испытатели были убеждены, что потери в весе и стоимости в результате добавления управления вектором тяги будут минимальными.

Ограничения, связанные с оценкой
«оперативной необходимости».

Одно из ограничений заключается в том, что в опросе участвовали только 37 опытных пилотов. Кроме того, наблюдался широкий разброс в индивидуальных ответах, в особенности в отношении маневрирования на больших углах атаки и отрицательных перегрузках. В общем случае летчики отвечали на основе собственного специфического опыта пилотирования, а условия применения заметно варьировались в зависимости от типа самолета. Например, система управления полетом самолета Х-31 как правило не создает бокового скольжения и летчики соответственно испытывали минимальные боковые перегрузки (Gy). Самолет же F-18 НАRV имел значительное боковое скольжение, и летчики отмечали, что, несмотря на необычность ощущения, оно было вполне управляемым. Другим примером является программа самолета X-31, предусматривавшая при летных испытаниях с применением объединенной системы управления полетом IFCS скорость сближения меньше 325 узлов. Поэтому распространить оценку пилотов Х-31 на все сценарии воздушного боя не представляется возможным.

В процессе опроса летчики вначале не отмечали отрицательных эффектов маневрирования на больших α. Так, например, все пилоты самолета Х-31 отмечали очень незначительные отрицательные ощущения при полетах на режимах сверхманевренности. Однако в ответах на более подробные вопросы они отмечали, что хотя во время полетов в хороших метеоусловиях они не испытывали никаких отрицательных эмоций, такие чувства чаще всего появлялись в плохих метеоусловиях.

Обзор проблемы ситуационной
информированности

Был разработан специальный вопросник для ответа на следующие вопросы:

  • идентификация когнитивных ограничений;
  • связь когнитивных и психологических ограничений;
  • ситуационная информированность;
  • влияние психологических последствий на характеристики пилотирования;
  • обеспечивающие системы;
  • подготовка и тренировка экипажей.

15-й вопрос был анонимным и состоял из открытых и закрытых вопросов. На вопросы отвечали 29 летчиков из пяти стран:

  • летчика из Германии,
  • 12 летчиков из Швеции,
  • 5 летчиков из Голландии,
  • 1 летчик из США,
  • 8 летчиков из Франции.

Ни один из летчиков никогда не летал на сверхманевренном самолете, отличаясь этим от Рабочей группы № 27. Они летали только на самолетах последнего поколения с высокими характеристиками, оборудованными последними системами вооружения, навигации, связи и интерфейсов.

Эти 29 летчиков давали сведения по следующим самолетам:

  • Фалкон 15,
  • Фалкон 16,
  • Фалкон 18,
  • Миг-29,
  • 1А8-39,
  • Мираж 2000 С-БШ1,
  • Мираж 2000-5.

Средний налет составлял 2490 л.ч. (отклонение от стандартного налета в 1080 ч.).

Ответы на вопросы прошли стандартную обработку для определения общей тенденции. В целом качественный анализ оказался более релевантным, чем количественный. Выборка не считается репрезантивной для летного состава самолетов последнего поколения стран НАТО. При этом необходимо учитывать с точки зрения статистики специфические особенности каждого самолета (сочетание аэродинамических характеристик, бортовых систем и интерфейсов) и летный опыт.

Когнитивные ограничения

Ближний воздушный бой современных самолетов создает многочисленные ограничения когнитивного характера. Летчики указывают как на ограничения, связанные с характеристиками самолета, так и связанные с бортовыми системами.65% пилотов испытали эти ограничения как увеличение рабочей нагрузки, однако эта оценка разделяется не всеми. Такое различие мнений зависит от состава бортового оборудования и интерфейсов, т.к. они делают ситуационное управление в большей или меньшей степени обычным. Анализ когнитивных ограничений позволил сделать следующие выводы:

  • Недостаток времени оценивается как минимальное ограничение. Такой взгляд представляется странным, поскольку предусматривает очень короткое располагаемое время на управление возникающими ситуациями. Практически реакции считаются настолько быстрыми, что времени на управление ситуациями уже не остается. Реакции скорее должны быть рефлекторными и размышление считается расходом времени. Летчик скорее «чувствует», чем «понимает» происходящее, оценивая тенденции и действия соответственно собственному опыту.
  • Потеря информации рассматривается как несколько более важное ограничение по сравнению с недостатком времени, практически не приводящее к существенной потере характеристики, т.к. часто она не имеет последствий на непосредственно располагаемое время. Потеря информации обычно сопровождается проблемами, не имеющими приоритетного характера, поскольку внимание летчика полностью сконцентрировано на приоритетных задачах. Однако при потере приоритетной информации информированность о ситуации серьезно ухудшается и может иметь далеко идущие последствия для характеристик.
  • Сложность информации, получаемой от бортовых систем или внешних средств, представляет серьезное ограничение. Сложность информации поднимает проблемы человеко-машинных связей и породила выражение «необходимая информация в нужное время и в нужном формате». Современные системы обеспечивают экипажу лучшее понимание условий своей деятельности. Однако представляемая информация предварительно обрабатывается и не всегда сравнима с текущими мысленными представлениями экипажа. Кроме того, проблема дополнительно осложняется отсутствием полного понимания в отношении способа получения и обработки информации. Системы оружия становятся более сложными и даже с учетом применения соответствующих средств поддержки, их использование представляет для экипажа значительную умственную нагрузку.
  • Существенное ограничение создается также информационными потоками в результате увеличения количества датчиков и средств коммуникации. Такие потоки расширяют «поле восприятия (рецепции)» летчика, однако одновременно загружают экипаж большим объемом информации, которую ему трудно переработать из-за отсутствия систем управления и обработки данных.
  • Наиболее значительным ограничением является высокая скорость изменения ситуации, обусловленная маневренными характеристиками сверхманевренных самолетов. Для перехвата цели и управления ближним воздушным боем абсолютный приоритет имеет визуальный контакт с противником.

Аэродинамические характеристики самолета делают прогнозирование траекторий полета практически невозможным и в данной ситуации выполнение маневра внезапного разворота на обратный курс с соответствующей потерей полученного преимущества противника становится все более легкой. Расширение области полетных режимов увеличивает и расширяет тактические возможности и делает противодействие все более и более трудным. Теперь все может происходить быстрее, чем было до этого, и ситуация воздушного боя стремительно изменяется. Сверхманевренность способствует созданию неожиданных ситуаций, которые в состоянии как поставить противника в трудное положение, так и привести в любой момент к потере превосходства. Воздушный бой ведется теперь в более сложных и предъявляющих более высокие требования пространственных и динамических условиях, требующих от экипажа для наблюдения, прогнозирования, пилотирования и ведения воздушного боя затраты значительно больших умственных усилий (часто во время боя подсознательных).

Когнитивные и психологические
ограничения

В ответах на вопросы отчетливо проявляется взаимосвязь когнитивных и психологических ограничений, создаваемых факторами нагрузки. Эта особенность была учтена при оценке потребных умственных усилий, т.к. перегрузка по оси Z(Gz) имеет непосредственное влияние на умственные ресурсы летчика. Перегрузка влияет на обработку информации на трех уровнях:

  • Для достижения и поддержания высокого коэффициента перегрузки сама процедура пилотирования требует мобилизации части потенциала внимания летчика.
  • Другая значительная часть потенциала внимания выделяется на парирование психологических последствий перегрузки: выполнение противоперегрузочных маневров и обеспечение необходимого положения тела пилота в кабине.
  • Уменьшается зона обзора вследствие ограничений потенциальной возможности поворота головы и влияния физических последствий перегрузки на визуальные функции (появление серой пелены, ограниченный обзор и т.д.). Летчики поддерживают (обеспечивают) только центральный обзор.

Вследствие этого экипаж вынужден распределять оставшиеся ресурсы для управления параметрами, жизненно важными для выживания, за счет управления оружием, которое неизбежно становится более простым.

Перегрузка по каналу Y(Gy) как фактор, ухудшающий ситуацию в ближнем воздушном бою, не фигурировала.

Ситуационная информированность

Ситуационная информированность определяется летчиками как обеспечение восприятия (перцепции) и понимания, необходимого и достаточного для прогнозирования изменений ситуации на базе информации из окружающей среды, бортовых систем и каналов связи самолета с внешней средой. Применительно к современным самолетам ситуационная информированность в ближнем воздушном бою является для пилотов самой важной проблемой. 78% из 29 опрошенных летчиков заявили, что на этих этапах полета они иногда теряли информированность о текущей ситуации.

Указанные выше физиологические и психологические ограничения влияют на формирование ситуационной информированности. Кроме обеспечения такой информированности, летчики поднимают проблему обеспечения ее достоверности и правильности. Необходимо ли иметь полную («тотальную») ситуационную информированность или иногда бывает достаточной частичная? Реальности воздушного боя свидетельствуют, что в процессе боевого столкновения с противником ситуационная информированность должна быть максимально всесторонней. Однако с момента начала воздушного боя, прогнозируемость изменений ситуации и ограничения, связанные с недостатком времени, информационными потоками и отсутствием критической информации (типа идентификации целей), делают для летчиков получение всесторонней ситуационной информированности очень трудной, если вообще возможной. Она может быть только частичной и ранжироваться в диапазоне от «высокой» до «низкой». В этом случае трудность для летчика заключается в оценке релевантности этой частичной информированности для ситуации воздушного боя и решении относительно ее достаточности и принятии решения на продолжение или прекращение боя. На практике при определенной ситуационной информированности воздушный бой необходимо прекращать, однако в реальной жизни все никогда не бывает столь просто. Для летчика это является очень важной проблемой.

Одной из задач опроса было определение относительной трудности захвата и поддержания (сохранения) различных компонентов ситуационной информированности в условиях современного воздушного боя. Из ответов летчиков складывается следующая картина:

  • Задача получения и поддержания осведомленности относительно располагаемой энергетики (запаса мощности) собственного самолета или самолета противника является для пилота современного сверхманевренного самолета более трудной и сложной по сравнению с предшествующими боевыми ситуациями. Летчики объясняют свою позицию в этом вопросе ссылкой на частые и стремительные изменения физической и тактической обстановки окружающей среды. Теперь уже больше не так просто и легко оценить и прогнозировать скорость полета и крена, высоту и потенциальную перегрузку самолета противника. В отношении собственного самолета ряд факторов способствует пониженной перцепции (оценки) энергетического состояния самолета, например, индицируемая в кабине информация часто является неразборчивой или неудобочитаемой и труднодоступной. Кроме того, электронные системы управления полетом минимизируют восприятие, ощущения и другие ориентиры обратной связи по аэродинамическим характеристикам, которыми располагали старые системы управления полетом.
  • Определение границ доставки оружия и знание текущего и будущего положения и траектории собственного самолета и противника становится также более сложным по сравнению с прошлыми боевыми ситуациями. Это мнение также показывает, что, несмотря на возрастающее число бортовых систем, индицируемая экипажу информация мало способствует повышению ситуационной информированности в очень сложных и комплексных условиях современного воздушного боя. Летчики не называли причины этого непосредственно. Однако одной из них может быть характер представляемой информации и/или то обстоятельство, что метод индикации не соответствует когнитивным требованиям летчиков.
  • Летчики не ожидают обеспечения хорошей ситуационной информированности на будущих самолетах без высокого уровня автоматизации поддерживающих систем и человеко-машинных интерфейсов. Это чувство отражает постоянные усилия разработчиков в этой обрасти. Многие бортовые системы воспринимаются ими в настоящее время как важные и имеющие решающее значение для выполнения полетного задания. Однако летчики также отмечают частое отсутствие функциональной связи между функциями систем, устройствами, средствами обеспечения, характеристиками самолета и интерфейсами. Конструкция будущих самолетов должна ориентироваться и базироваться на требованиях заказчика, а не на «технологической мешанине».
Последствия для характеристик

Характеристики представляют собой результат действий (поведения) летчика. Они включают как тактические аспекты (обстрел противника или маневр уклонение), так и аспекты безопасности полетного задания (поддержание интервала между самолетами в полете, управление полетом самолета относительно земли или зенитных установок). С ложность ближнего воздушного боя затрудняет одновременное и всестороннее управление этими задачами. Летчики вынуждены приоритезировать (устанавливать последовательность выполнения) задачи и игнорировать ряд процедур. Другое решение заключается в упрощении операций за счет снижения точности управления и использования только привычных рутинных действий или использовать только часть функциональных или технических возможностей каждой системы.

Чем выше ограничение, тем более летчики начинают действовать последовательно, отрабатывая одну единственную задачу за другой. При этом ключевым элементом успеха становится установление последовательности выполнения процедур. Естественно, что на этом фоне летчик должен также следить за появлением любого предупредительного сигнала, что может осложнить приоритетность процедур, установленных перечнем контрольных операций.

Трудности управления заданием становятся особенно заметными при управлении энергетической ситуацией самолета, перехвате и слежении за самолетом противника и применении систем оружия. Кроме того, чем ближе цель, тем более динамичной и непрогнозируемой становится ситуация воздушного боя, непрерывно уменьшая располагаемое время восприятия, понимания и действия. В свою очередь, чтобы застать противника врасплох, летчик должен быть способен использовать потенциальные возможности динамики самолета и реализованные усовершенствования систем. Тактика воздушного боя в настоящее время становится менее прогнозируемой, чем это было раньше, а ее реализация – все более динамичной («Реактивной»).

При этом импульсом для пилотов становится уровень контроля и управления ситуацией. Летчик контролирует ситуацию в том случае, если он располагает достаточной возможностью для предвидения развития ситуаций. Потеря контроля приводит к реактивному поведению летчика. Он перестает контролировать развитие событий, и сам становится их объектом, подчиняется им и непрерывно пытается настигнуть цель. В современном воздушном бою тактические схемы являются более многочисленными и разнообразными, создавая больше вариантов, обеспечиваемых маневренностью самолета и характеристиками систем оружия. Летчик не в состоянии предвидеть все возможные тактические схемы воздушного боя, однако даже в том случае, если бы это оказалось возможным, это потребовало бы от него глубокого знания располагаемых возможностей самолета противника и его бортовых систем.

Именно поэтому некоторые летчики заявляют, что, хотя современные самолеты по сравнению с самолетами предыдущего поколения имеют более высокий уровень характеристик для ведения ближнего воздушного боя, они требуют освоения все возрастающего адаптивного поведения летчика, поскольку предвидеть развитие ситуаций очень сложно, и летчик все реже и реже контролирует ситуацию.

Ответы на вопросы также констатируют, что сверхманевренность больше не рассматривается летчиками как исключительно маневренные характеристики самолета и теперь, кроме маневренности собственно самолета, необходимо учитывать также динамические характеристики («маневренность») систем и оружия. Маневренность есть способность минимизировать время, необходимое для захвата и обстрела цели и поэтому системы и оружие играют такую же важную роль, как и сам самолет. Сверхманевренный самолет должен представлять собой единую координированную («когерентную») систему, составной частью которой является «интеллектуальная маневренность» летчика.

В вопросник был включен вопрос относительно необходимости добавления второго члена экипажа (второго пилота или оператора систем оружия) с целью уменьшения рабочей нагрузки при сложных ситуациях. Летчики высказали по этому вопросу различные мнения:

  • 52% считают, что второй член экипажа не повысит характеристики и может даже ухудшить их. Они аргументируют это тем, что существующие ограничения по времени в ситуации воздушного боя не оставляют достаточно времени для эффективного диалога. Циклы «перцепция-действие» являются слишком короткими для настоящей координации.
  • 38% считают это полезным, позволяя распределить задачи и обеспечивая тем самым разгрузку в ситуациях с высоким уровнем психологического стресса («четыре глаза лучше двух»). Однако, в этом случае распределение задач должно обеспечиваться конструкцией кабины. Для обеспечения оптимально возможной синэнергетики необходимо также разработать правила коллективных действий экипажа. Некоторые летчики рассматривают второго члена экипажа как полезного оператора, необходимого не для боевых ситуаций, а для обеспечения выживаемости самолета в случае потери летчиком ситуационной информированности.
  • Наконец, 10% имеют смешанное мнение. Они считают, что второй член экипажа может повысить эффективность, однако сохраняют очень большие сомнения как в отношении возможности создания соответствующей кабины, так и формирования действительно эффективных правил коллективных действий.
Средства обеспечения летчика

Ближний воздушный бой невозможен для сверхманевренного самолета без соответствующих средств обеспечения. Указанные летчиками физические и когнитивные ограничения являются настолько существенными, что летчику будет трудно самостоятельно управлять сложными боевыми ситуациями. Современные самолеты оборудованы различными системами, разработанными для поддержки летчиков. Как правило, они вполне удовлетворяют пилотов. Небольшая часть представленных критических замечаний относится скорее к интерфейсу с системами, чем к функциональности. На вопрос, какие дополнительные средства обеспечения они хотели бы получить, летчики указывали на технические системы. Однако основной проблемой, поднимаемой в их ответах, является важность обеспечения необходимой функциональности и пригодности к выполнению боевой задачи в сочетании с эффективными человеко-машинными интерфейсами, ориентированными на человеческий фактор. Однако такая задача не легко выполнима, принимая во внимание существующий уровень учета в технических и эргономических исследованиях характеристик человека в сложных системах. Отмеченные летчиками недостатки подразумевают ограничения именно в этих двух областях, что безусловно, требует проведения дальнейших исследовательских работ.

Бортовые средства современного самолета могут быть объединены в две группы:

  • средства, обеспечивающие снятие части действий (процедур) летчика даже при необходимости окончательного контроля;
  • средства, помогающие летчику воспринимать и понимать (оценивать) ситуацию с целью принятия оптимального решения и выполнения запрограммированных действий.

Средствами первой группы являются:

  • средства навигации и пилотирования;
  • средства управления системами защиты;
  • электродистанционная система управления полетом (ЭСДУ), освобождающая летчика от различных полетных ограничений; однако для обеспечения оптимальности она должна быть полностью автономной, т.е. представлять собой комплексную систему управления полетом и силовой установкой, оборудованной ограниченным числом органов управления маневрами самолета (РУС и РУД) в полной области полетных режимов при автоматическом ограничении характеристик самолета.

Средствами повышения скорости обработки информации являются:

  • датчики с улучшенными характеристиками: РЛС, оптоэлектроника, система голосового опознавания и система сигнализации близости земной поверхности, которые обеспечивают лучшую информацию об окружающих условиях;
  • дисплеи – нашлемная система целеуказания и прицеливания, широкоугольные ИЛС, объемные аудио средства. Задача этих дисплеев заключается в минимизации поворотов головы летчика с целью получения информации на различных этапах выполнения боевой задачи и обеспечении обзора закабинного пространства (опознавание, захват и непрерывное сопровождение визуальных целей);
  • средства передачи речевых сообщений или данных для получения информации от внекабинных систем или персонала;
  • представление информации в большем соответствии с когнитивными потребностями летчиков: преимущественно аналоговые, а не цифровые дисплеи, индикация энергетического состояния самолета, интеграция информации от различных датчиков на общем индикаторе и предварительная обработка индицируемых безопасных и опасных зон;
  • концепция «НОТАS» («Руки на РУС и РУД») для облегчения управления несколькими системами при сокращении времени реакции и удержании положения рук на РУС и РУД;
  • прямое речевое управление без ручных операций.
Тренировка и практическая подготовка

Последняя часть вопросника была предназначена для оценки двух проблем:

  • физиологические и психологические характеристики, необходимые экипажу для пилотирования современного самолета в ситуациях ближнего воздушного боя;
  • специализированные методы тренировки экипажей таких самолетов.

Из ответов летчиков следует важное значение хорошего физического состояния. Хорошая физическая готовность должна дополняться регулярными тренировками на перегрузки на центрифугах и в реальных жизненных ситуациях.

Указываются следующие психологические качества высокопрофессиональных боевых экипажей: агрессивность, сила воли, энтузиазм, изобретательность и хитрость. Летчики отмечали различные необходимые когнитивные характеристики: хорошая пространственная ориентировка, отличная координация глаз и рук, быстрота реакции и эффективная обработка информации. В комментариях особенно подчеркивалось, что летчик должен быть реактивным, гибким, точным, внимательным (понимающим важное значение верификации и проверки) и способным принимать решения в стрессовых условиях.

Кроме указанных свойств, в качестве двух жизненно важных характеристик хорошего летчика-истребителя считаются профессионализм и точность. Эти свойства помогают летчика узнать изнутри как свой самолет и его системы, так и самолет противника. Знание всех этих автоматизированных и компьютеризованных систем является исключительно трудоемким, предоставляя много оперативных функций и вариантов реализации и создавая иногда для пилотов трудности полного понимания функционирования этих систем. Качества летчика-истребителя необходимо развивать тренировкой, как на тренажерах, так и в полете. Для овладения «ноу-хау» летной профессии полномасштабная имитация на тренажере полетного задания имеет важное значение, однако она не в состоянии заменить реальные полеты. Такая тренировочная практика должна быть частой и регулярной, поскольку приобретенные навыки имеют комплексный характер и требуют постоянного подкрепления и поддержки. Конечная цель такой тренировки и практики заключается в том, чтобы сделать поведение летчика автоматическим для обеспечения максимально быстрой реакции в любой ситуации и действующих ограничениях.

Заключение

Два настоящих исследования и обзор полученных результатов позволяют сформировать относительно полную картину проблем ближнего воздушного боя современного истребителя. Они предлагают различные возможности для дальнейшего анализа последствий «человеческих факторов» ближнего воздушного боя для сверхманевренного самолета. Этим проблемам посвящена остальная часть настоящего труда.

Наверх
Copyright © 2005 "Вестник МНАПЧАК"
Дизайн: Мастерская SketchBox.RU