Распределение внимания на посадке

Обновлено: 07.07.2024

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Меркулова Анастасия Геннадьевна, Калинина С.А.

Рост авиационных катастроф за последние годы связан с ошибками экипажа самолёта вследствие возрастания объёмов информации, поступающей от бортовых систем, которая должна быть правильно считана и обработана. Главная причина данных ошибок кроется в неправильном распределении зрительного внимания при пилотировании по приборам, несмотря на то что требования профессиональной подготовки выполнены и авиационное оборудование исправно. Статья посвящена изучению модели распределения и переключения зрительного внимания пилотов-курсантов в процессе обучения на тренажёре с высокотехнологичной электронной системой симуляции летной деятельности. Проведён анализ окуломоторной активности (моргания, фиксации и саккады) с помощью современной системы регистрации движений глаз в виде ай-трекера SMI ETG в форме очков; сенсомоторных реакций (вариационная кардиоинтервалометрия, простая зрительно-моторная реакция, реакция на движущийся объект, статическая тремометрия) и физиологических показателей (систолического и диастолического артериального давления и частоты сердечных сокращений). Проанализированы: количество циклов и среднее время фиксации взгляда на основных параметрах приборной панели. Выявлено влияние характеристик полёта и наличия опыта пилотирования на исследуемые показатели. Опыт полётов увеличивает количество циклов переключения внимания и сложность их структуры. Более опытные курсанты уделяют меньше внимания авиагоризонту, поэтому успевают считывать значимые параметры полёта, такие как курс, высота и скорость, что приводит к повышению качества пилотирования. Установлено, что умение правильно распределять и переключать внимание позволит снизить развитие утомления в процессе пилотирования по приборам и тем самым избежать возможной аварийной ситуации.

THE DISTRIBUTION OF THE VISUAL ATTENTION IN THE TRAINING OF STUDENT-PILOTS FOR THE FLIGHT ACTIVITY

The gain in the aviation disasters in recent years is associated with errors of the crew due to the increasing amount of information coming from onboard systems which must be read and processed correctly. The main reason for these errors is the inappropriate distribution of the visual attention when piloting the instrument, despite the fact that training requirements are executed and aviation equipment is operated. The article is devoted to the study of the student-pilots` patterns of the distribution and switching of visual attention in the training vehicle with high-tech electronic system simulation of flight activity. Oculomotor activity (blinks, fixations and saccades) was analyzed by means of a modern system of registration of eye movements by eye-tracker SMI ETG in the form of glasses, sensorimotor reactions (variational cardiointervalometry, simple oculomotor reaction, reaction to a moving object and static tremometry) and physiological parameters (systolic and diastolic blood pressure and heart rate). The number of cycles of sight fixation, the average time of sight fixation on the main parameters of the dashboard were analyzed. The effect of flight characteristics and experience of piloting on the studied characteristics is identified. The experience of flying increases the number of attention` switching cycles and the complexity of their structure. The more experienced students pay less attention to the attitude indicator, so they have time to read important flight parameters such as flight course, flight elevation and airspeed, which leads to the improvement of the quality of piloting. The capability to distribute and shift attention was established to reduce the development of fatigue in the process of instrument flying, and thus avoid a possible accident situation.

дигиена и санитария. 2017; 96(8)

О МЕРКУЛОВА А.Г, КАЛИНИНА С.А., 2017 УДК 613.693

Меркулова А.Г., Калинина С.А.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗРИТЕЛЬНОГО ВНИМАНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ПИЛОТОВ-КУРСАНТОВ К ЛЁТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Рост авиационных катастроф за последние годы связан с ошибками экипажа самолёта вследствие возрастания объёмов информации, поступающей от бортовых систем, которая должна быть правильно считана и обработана. Главная причина данных ошибок кроется в неправильном распределении зрительного внимания при пилотировании по приборам, несмотря на то что требования профессиональной подготовки выполнены и авиационное оборудование исправно. Статья посвящена изучению модели распределения и переключения зрительного внимания пилотов-курсантов в процессе обучения на тренажёре с высокотехнологичной электронной системой симуляции летной деятельности. Проведён анализ окуломоторной активности (моргания, фиксации и саккады) с помощью современной системы регистрации движений глаз в виде ай-трекера SMI ETG в форме очков; сенсомоторныхреакций (вариационная кардиоинтервалометрия, простая зрительно-моторная реакция, реакция на движущийся объект, статическая тремометрия) и физиологических показателей (систолического и диастолического артериального давления и частоты сердечных сокращений). Проанализированы: количество циклов и среднее время фиксации взгляда на основных параметрах приборной панели. Выявлено влияние характеристик полёта и наличия опыта пилотирования на исследуемые показатели. Опыт полётов увеличивает количество циклов переключения внимания и сложность их структуры. Более опытные курсанты уделяют меньше внимания авиагоризонту, поэтому успевают считывать значимые параметры полёта, такие как курс, высота и скорость, что приводит к повышению качества пилотирования. Установлено, что умение правильно распределять и переключать внимание позволит снизить развитие утомления в процессе пилотирования по приборам и тем самым избежать возможной аварийной ситуации.

Ключевые слова: зрительное внимание; ай-трекинг; лётная деятельность; утомление.

Merkulova A.G., Kalinina S.A.

THE DISTRIBUTION OF THE VISUAL ATTENTION IN THE TRAINING OF STUDENT-PILOTS FOR THE FLIGHT ACTIVITY

Research Institute of occupational health, Moscow, 105275, Russian Federation

The gain in the aviation disasters in recent years is associated with errors of the crew due to the increasing amount of information coming from onboard systems which must be read and processed correctly. The main reason for these errors is the inappropriate distribution ofthe visual attention when piloting the instrument, despite thefact that training requirements are executed and aviation equipment is operated. The article is devoted to the study of the student-pilots' patterns of the distribution and switching of visual attention in the training vehicle with high-tech electronic system simulation of flight activity. Oculomotor activity (blinks, fixations and saccades) was analyzed by means of a modern system of registration of eye movements by eye-tracker SMI ETG in the form of glasses, sensorimotor reactions (variational cardiointervalometry, simple oculomotor reaction, reaction to a moving object and static tremometry) and physiological parameters (systolic and diastolic blood pressure and heart rate). The number of cycles of sight fixation, the average time of sight fixation on the main parameters of the dashboard were analyzed. The effect of flight characteristics and experience ofpiloting on the studied characteristics is identified. The experience offlying increases the number of attention' switching cycles and the complexity of their structure. The more experienced students pay less attention to the attitude indicator, so they have time to read importantflight parameters such as flight course, flight elevation and airspeed, which leads to the improvement of the quality ofpiloting. The capability to distribute and shift attention was established to reduce the development of fatigue in the process of instrument flying, and thus avoid a possible accident situation.

Keywords: visual attention; eye-tracking; flight work; fatigue.

For citation: Merkulova A.G., Kalinina S.A. The distribution of the visual attention in the training of student-pilots for the flight activity.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgement. The study had no sponsorship . Received: 27.10.16 Accepted: 16.01.17

Авиационная гигиена представляет собой один из наиболее молодых специальных разделов гигиены, имеющих самостоятельную область исследования, возникшую с развитием во-

енной и гражданской авиации. Важная задача данной науки -изучение условий труда лётного состава авиации и разработка профилактических мероприятий по смягчению или устранению действия неблагоприятных факторов, связанных с деятельностью авиации в мирное и военное время.

С внедрением новой техники и технологий значительно снизилось неблагоприятное воздействие многих производственных факторов на состояние здоровья лётчиков. Широкий комплекс технологических, санитарно-технических и лечебно-профилактических мероприятий способствовал снижению уровня и изменению структуры профессиональных заболеваний. Но в то же время при интенсификации и ускоренном развитии летательных аппаратов первостепенное значение приобретают психофизиологические факторы, обусловленные широким внедрением компьютерной техники [1].

В последние годы стремительно растёт число авиакатастроф, связанных с ошибочной деятельностью лётного экипажа, возникающей из-за неправильного распределения и переключения зрительного внимания при пилотировании по приборам [2, 3]. Из-за постоянного усложнения конструкции летательных аппаратов и их бортовых систем непрерывно возрастают объёмы информации, которую должны воспринимать и обрабатывать члены лётных экипажей.

Вследствие этого возникла проблема оптимизации потоков информации в кабине экипажа, которую должна решить разработка принципиально новой системы индикации в кабине воздушного судна (ВС).

Пилоту необходимо оптимально распределять своё внимание с целью восприятия показаний основных пилотажно-на-вигационных приборов и контроля работы функциональных систем. При управлении ВС пилоты используют мысленную концептуальную модель полёта, которая состоит из 3 компонентов: образа пространственного положения, чувства самолёта и восприятия приборного отображения [4]. Действия пилотов направлены на уменьшение различий между концептуальной моделью полёта, существующей в их сознании, и информационной моделью реального полёта в соответствии с восприятием параметров на приборной панели. Эффективный визуальный анализ приборов возможен только при правильном распределении и переключении зрительного внимания, который состоит из последовательных циклов - саккадических движений глаз от одного объекта фиксации до другого. Образ приборной модели регулирует моторный компонент действий, обеспечивая реализацию двигательной программы.

Способ построения мысленной модели полёта и распределения внимания формируется во время обучения в авиационном вузе и лётной практики. Поэтому на сегодняшний день актуальна проблема разработки методики эффективной первоначальной лётной подготовки с учётом особенностей электронных средств отображения информации.

Цель проведённого исследования заключалась в изучении особенностей распределения зрительного внимания пилотов-курсантов в процессе первоначального лётного обучения.

Материал и методы

В эксперименте участвовали 2 группы пилотов-курсантов 4-го курса, по 15 человек в возрасте 20-22 лет: 1) курсанты, не выполнявшие полёты на реальном самолете и тренажёре, но прошедшие полный теоретический курс наземной подготовки к полётам на данном типе ВС; 2) курсанты, имеющие налёт от 50 до 100 ч на самолёте DA-40NG, а также от 10 до 20 ч занятий на тренажёре этого типа.

Для исследования распределения зрительного внимания пилота в эксперименте использовалась технология ай-трекинга

- метода регистрации и оценки движений глаз и реакции зрачка. Основная задача ай-трекингового комплекса - регистрация и передача в режиме реального времени данных об окуломо-торной активности человека, которая определяется текущей задачей. В нашем исследовании наибольший интерес представляли такие движения глаз, как фиксации и саккады. Фиксации

- это медленный и плавный дрейф глаза в небольшой зоне, во время которого происходит приём зрительной информации. Саккада - резкий и точный скачок глаза с высокой скоростью, при котором резко изменяется позиция глаза и положение фиксации. Изучение окуломоторной активности позволяет выявить особенности распределения и переключения зрительного внимания во время взаимодействия пилота с бортовым оборудованием [6].

С помощью выделения областей интереса (Areas of interest) в программе обработки видеозаписи с ай-трекера BeGaze 3.4.27 были проанализированы: количество циклов фиксации взгляда, среднее время фиксации взгляда на основных параметрах приборной панели. Учитывались следующие показатели окуломоторной активности: общее число морганий; число морганий в секунду; общая, средняя, максимальная и минимальная длительность морганий; общее число фиксаций, число фиксаций в секунду; общая, средняя, максимальная и минимальная длительность фиксаций; общее число саккад, число саккад в секунду; общая, средняя, максимальная и минимальная длительность саккад.

Кроме того, были выявлены параметры полёта, позволяющие оценить качество пилотирования: величина углов крена и тангажа в момент касания самолётом взлётно-посадочной полосы (ВПП); количество выходов за эксплуатационные ограничения по курсу и по высоте при выдерживании глиссады, полученные с помощью программного обеспечения тренажёра DA-40NG.

Были использованы следующие методики: вариационная кардиоинтервалометрия (ВКМ) для оценки функционального состояния вегетативной нервной системы испытуемого по параметрам ритма его сердечной деятельности, а также для оценки общего функционального состояния человека, Выделяют несколько уровней функционального состояния в зависимости от математического ожидания и среднеквадратичного отклонения RR-интервалов сердечного ритма: оптимальное, близкое к оптимальному, допустимое, предельно допустимое, негативное и критическое; простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР) для оценки уровня активации центральной нервной системы, которая даёт оценку уровня быстродействия испытуемого и стабильности реакции; реакция на движущийся объект (РДО) для оценки способности человека адекватно воспринимать изменения пространственно-временных событий и их регуляцию, а также для выявления уравновешенности нервной системы по степени баланса процессов возбуждения и торможения; статическая тремометрия для определения точности воспроизведения движений, их пространственных характеристик в статике, для диагностики функционального состояния человека. Выделяются несколько уровней координации движений для левой и правой рук: низкий, ниже среднего, средний, выше среднего, высокий.

Также производились замеры артериального давления (АД) и пульса (ЧСС).

Статистическая обработка данных проводилась в программе IBM SPSS Statistics 20 с помощью параметрического метода f-критерия Стьюдента для зависимых и независимых выборок.

Результаты и обсуждение

Результаты проведённого анализа показали различия между исследуемыми группами, что подтвердилось данными статистического анализа по непараметрическому критерию Манна-Уитни для независимых выборок. Выявлено, что существуют

гиена и санитария. 2017; 96(8)

Показатели окуломоторной активности при полёте

без возмущений, имеющие статистически значимые различия

в группах курсантов (х ± а)

Показатель Летавшие курсанты Нелетавшие курсанты

Число фиксаций 644,8 ± 40,4 458,2 ± 54,8

Число фиксаций в секунду 2,4 ± 0,1 1,7 ± 0,2

Средняя длительность фиксаций, с 0,21 ± 0,05 0,51 ± 0,08

Длительность фиксаций, с 184,2 ± 7 215,2 ± 6,1

значимые различия в общем количестве фиксаций, в количестве фиксаций в секунду, длительности фиксаций, средней длительности фиксаций во время полёта без возмущений между группами курсантов с налётом и без налёта (табл. 1).

Общее количество фиксаций было больше при полёте без возмущений у группы курсантов, имеющих налёт 644,8 ± 40,4 против 458,2 ± 54,8 у нелетавших (р Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Тявкин И.В., Тютюнник В.М. Аналитические и процедурные модели для информационной системы симуляции полета. Фундаментальные исследования. 2012; (6-2): 476-81.

6. Орлов П.А., Лаптев В.В., Иванов В.М. К вопросу о применении систем ай-трекинга. Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2014; (5): 82-92.

7. Мельниченко П.И., ред. Гигиена с основами экологии человека: Учебник. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2011.

1. Bodrov V.A., Orlov V.Ya. Psychology and Reliability: The Man in Facilities Management Systems [Psikhologiya i nadezhnost': chelovek v sistemakh up-ravleniya tekhnikoy]. Moscow: Institut psikhologii RAN; 1998. (in Russian)

2. Ushakov I.B., Kukushkin Yu.A., Bogomolov A.V. The Physiology of Labour and the Reliability of Human Performance [Fiziologiya truda i nadezhnost' deyatel'nosti cheloveka]. Moscow: Nauka; 2008. (in Russian)

3. Kuznetsov I.B., Stolyarov N.A. Theoretical bases of attention distribution routes forming during instrument flight. Vestnik Sankt-Peterburgsk-ogo gosudarstvennogo universiteta grazhdanskoy aviatsii. 2012; 1(3): 29-34. (in Russian)

4. Gordeeva N.D., Devishvily V.M., Zinchenko V.P. Microstructural Analysis of Executive Activity [Mikrostrukturnyy analiz ispolnitel'noy deyatel'nosti]. Moscow: VNIItE; 1975. (in Russian)

5. Tyavkin I.V., Tyutyunnik V.M. Analytical and procedural model for information system flight simulation. Fundamental'nye issledovaniya. 2012; (6-2): 476-81. (in Russian)

6. Orlov P. A., Laptev V.V., Ivanov V.M. Revisiting the issue of eye-tracking applying . Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. Informatika. Telekom-munikatsii. Upravlenie. 2014; (5): 82-92. (in Russian)

7. Mel'nichenko P.I., ed. Hygiene with Human Environmental Fundamentals: a Textbook [Gigiena s osnovami ekologii cheloveka: Uchebnik]. Moscow: GEOTAR-Media; 2011. (in Russian)

Поступила 27.10.16 Принята к печати 16.01.17

О БОГОМОЛОВ А.В., ДРАГАН С.П., 2017 УДК 613.644

Богомолов А.В., Драган С.П.

МЕТОД АКУСТИЧЕСКОЙ КВАЛИМЕТРИИ СРЕДСТВ КОЛЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА

Полет в Direct Law не представляет сложности для пилота при четком понимании необходимых действий и грамотном планировании захода на посадку.

Для начала, определим три основные задачи, который должен решить экипаж для благополучного завершения полета:

1. Боковая навигация - самолет должен быть выведен на посадочный курс в соответствии с процедурой захода на посадку.

2. Вертикальная навигация - по достижению точки входа в глиссаду должно быть инициировано снижение, которое завершится на расчетной высоте начала выравнивания в заданной точке над ВПП.

3. Конфигурация воздушного судна - до момента начала финального этапа захода на посадку желательно иметь посадочную конфигурацию.

В Normal Law, благодаря помощи автоматики, сложностей с решением упомянутых выше задач не возникает. Нередко пилоты выполняют Decelerated Approach, в том числе в процессе векторения воздушного судна. То есть, решение всех трех задач осуществляется одновременно и в короткий промежуток времени.

*Decelerated Approach - выпуск механизации и шасси после начала финального этапа снижения с целью экономии топлива.

В Direct Law решение задач конфигурации воздушного судна, боковой и вертикальной навигации, должно быть разделено на этапы. Пилоту необходимо понимать, что отсутствие высокого уровня автоматизации влечет к уменьшению резерва времени.

Чем меньше задач мы имеем в конкретный момент времени, тем больший резерв внимания остается для обнаружения отклонений и оценки ситуации. Не стоит забывать о том, что помимо решения задачи пилотирования, пилоты взаимодействуют с окружающей средой: оценивают навигационную, метеорологическую обстановку, обмениваются информацией с диспетчером и бортпроводниками, реагируют на физиологические раздражители (звук работы двигателей, срабатывание сигнализации об отказе оборудования и т. д). По этой причине, чем проще действия экипажа, тем они надежнее и безопаснее.

Мы будем разбирать то, как выполнить заход на посадку в Direct Law без директоров и автомата тяги, то есть полностью "на руках".

Для того, чтобы у экипажа было время все правильно оценить и проконтролировать, в районе аэродрома не надо летать на больших скоростях. Первоначальной задачей пилотов является грамотное уменьшение энергии воздушного судна (скорости и высоты). Так, в нашем примере на траверзе FAP (точки входа в глиссаду) желательно иметь скорость, необходимую для выпуска механизации и высоту, соответствующую высоте пролета FAP.

Самолет находится на заданной высоте, скорость приемлема для выпуска механизации. У экипажа есть достаточное время балансировки воздушного судна, оценки удаления от ВПП и принятия решения о готовности к заходу на посадку.

Поскольку решение задачи боковой навигации требует переноса части внимания с PFD на ND, для уменьшения нагрузки на экипаж целесообразно выпустить механизацию в положение "Flaps 1", а после окончания BASE TURN - во "Flaps 2".

Почему стоит уменьшать скорость? Причиной этого является, опять же, время. Большая скорость требует отличной техники пилотирования и точного расчета на посадку, что не всегда получается, в особенности при наличии отказов бортового оборудования и порывистого бокового ветра.

Кроме того, при уменьшении скорости до комфортных значений самолет балансируется заранее, и в процессе разворота на посадочный курс пилот не испытывает сложностей даже в случае отклонения от сигнала курсового маяка. То есть, как мы говорили ранее, каждая задача решается своевременно и в порядке своей очереди.

Для осуществления выхода на посадочный курс в обязательном порядке необходимо контролировать курсовые углы VOR и NDB.

Выполнение первой части разворота на посадочный курс начинается по достижению курсовых углов VOR/NDB от 10 до 15 градусов, в зависимости от удаления. Задатчик курса устанавливается на значение посадочного курса минус 30 градусов. В нашем случае - на курс 330.

В дальнейшем полет выполняется по прямой и основное внимание уделяется отклонению указателя равносигнальной зоны курсового маяка.

При обнаружении начала движения указателя равносигнальной зоны курсового маяка задатчик курса устанавливается на значение посадочного курса, одновременно с чем осуществляется разворот в сторону ВПП.

В процессе разворота пилот контролирует необходимый угол крена, который обычно не превышает 25 градусов, и выход на посадочный курс.

Современные воздушные суда значительно упрощают работу экипажа при осуществлении навигации. Так, инерциальные системы Airbus автоматически вычисляют угол сноса при наличии бокового ветра. При выходе на посадочный курс пилоту остается совместить символ самолета (FPV или "bird", как его называют пилоты) с задатчиком курса, после чего проконтролировать положение воздушного судна относительно курсового маяка.

Допустим, после завершения разворота на посадочный курс пилот обнаружил, что самолет находится левее равносигнальной зоны курсового маяка. Ничего страшного, ведь в запасе у нас есть еще семь с половиной миль и этого вполне достаточно до исправления отклонения. Скорость у самолета нормальная, посадочная конфигурация практически достигнута, а значит спешить по сути некуда.

Для управления траекторией движения на посадочном курсе пилоту достаточно контролировать два элемента на PFD: положение FPV (bird) относительно задатчика посадочного курса и положение символа равносигнальной зоны курсового маяка.

(1) Пилот, обнаружив отклонение от посадочного курса, создает правый крен и устанавливает курсовую поправку в 4-5 градусов. Большие значения требуются чрезвычайно редко и обычно говорят о значительных ошибках в расчете на посадку.

(2) Установив курсовую поправку, пилотирующий контролирует изменение положения указателя равносигнальной зоны.

(3) При приближении к посадочному курсу пилот создает левый крен и устанавливает символ FPV (bird) под символ посадочного курса.

(4) В дальнейшем, для сохранения положения воздушного судна на предпосадочной прямой, пилот удерживает символ FPV (bird) под задатчиком посадочного курса. При изменении ветра угол сноса рассчитывается автоматически, сложностей в пилотировании это не вызывает.

После выхода на посадочный курс экипаж приступает выпуску шасси, механизации в посадочное положение и уменьшению скорости до расчетного значения.

Поскольку задача боковой навигации уже решена, а выпуск шасси и механизации занимает не более 10 секунд, у пилотирующего пилота остается достаточное время для балансировки самолета.

Здесь стоит оговориться, что лично мне больше нравится выпускать шасси уже после входа в глиссаду, поскольку это влечет за собой меньшие изменения потребного положения стабилизатора. Однако, это лишь личная оценка удобства пилотирования. В большинстве случаев лучше выполнить стабилизированный заход и войти в глиссаду в посадочной конфигурации.

Самолет находится на посадочном курсе в посадочной конфигурации, экипажу остается только лишь контролировать приближение к точке входа в глиссаду.

По достижению точки входа в глиссаду, пилотирующему пилоту необходимо плавно уменьшить угол тангажа и установить потребную вертикальную скорость, в процессе чего уменьшить обороты двигателя и сбалансировать самолет.

Потребная вертикальная скорость зависит от превышения аэропорта, наличия попутного ветра и приборной скорости, соответственно. В большинстве случаев она не превышает 800 футов в минуту.

При должной балансировке пилотирование самолета в Direct Law не вызывает никаких сложностей. Реакция самолета на отклонение органов управления улучшается, что требует от пилота большей координации и меньших управляющих воздействий.

Посадка в Direct Law практически ничем не отличается от Normal Law, меры по предотвращению отклонений мы рассмотрим в следующих публикациях.

Таким образом, при должном понимании происходящего и грамотном построении захода на посадку, пилотирование в Direct Law не является какой-то проблемой, пагубно влияющей на безопасность полета. Честно говоря, мне в Direct Law летать нравится больше, поскольку самолет намного лучше управляется и при грамотной балансировке ведет себя достаточно устойчиво.

Задавайте свои вопросы, пишите комментарии. Всем спасибо за внимание и безопасных вам полетов!

Выравнивание - это переходная фаза между прямолинейным равномерным снижением и непосредственным касанием с поверхностью посадочной полосы. При выравнивании вертикальная скорость снижения практически уменьшается до нуля.

Выравнивание производится путем:
- отклонения ручки управления ВС на себя - тем самым происходит увеличение угла атаки самолёта, приводящего к созданию дополнительной подъемной силы, (уменьшается вертикальная скорость снижения ВС) и увеличению силы лобового сопротивления (уменьшается поступательная скорость ВС);
- уменьшения мощности/тяги двигателей (тем самым уменьшается поступательная скорость ВС)

Так же, причиной уменьшения поступательной скорости является уменьшение составляющей силы тяжести G2 из-за уменьшения угла наклона траектории θ .

Не смотря на то, что фаза посадки самолета, относительно всего полетного времени, составляет около 1%, она является наиболее опасной и ответственной частью полета. По данным сайта "AviationSafetyNetwork", авиационные происшествия на посадке привели к приблизительно 25% летальных исходов.

Одной из наиболее сложных задач, с которой сталкивается пилот при выполнении рутинного полета, является переход между так называемой ближней прямой или "Short Final" (входит в Конечный этап захода на посадку) и первоначальным касанием с поверхностью ВПП. Этим переходом называется - выравнивание или "Landing Flare".

В процессе выполнения выравнивания пилот изменяет и корректирует тангаж и мощность СУ по сравнению с теми, которые сохранялись во время окончательного захода на посадку, до значений, подходящих для выполнения нормальной посадки на нужных вертикальной и поступательной скоростях. Для обеспечения посадки с требуемыми скоростными параметрами, все корректировки происходят на высоте над уровнем ВПП, которая не является постоянной и зависит от многих факторов, таких как: текущий вес и скорость ВС, положение механизации и условий окружающей среды . Техника выполнения выравнивания как и время выдерживания (если оно применимо) так же не являются универсальными и одинаковыми для разных типов самолетов, они являются индивидуальными для каждого типа ВС. Рассмотрим на примере самолета Cessna 172 и самолета ТУ-214.

Для самолета Cessna 172 относящегося к легким ВС общей авиации, техника выравнивания включает выдерживание, для обеспечения уменьшения поступательной скорости почти до точки аэродинамического сваливания (Vs).

Для самолета ТУ-214 относящегося к тяжелым ВС, выравнивание включает кратковременное выдерживание, с поступательной скоростью, значительно превышающей точку аэродинамического сваливания (Vs);

Стоит обратить внимание на то, что для самолета ТУ-214 и ВС подобного класса преднамеренное выдерживание в течение длительного периода в попытке добиться плавного приземления приведет к значительному увеличению посадочной дистанции и может привести к удару хвостом ("Tail strike").

Согласно классификации ИКАО по категории турбулентности ICAO Doc 8643:

H	Тяжелые (Heavy)	типы воздушных судов массой 136 000 кг (300 000 фунтов) или более
M	Средние (Medium)	типы воздушных судов массой менее 136 000 кг (300 000 фунтов) и более 7000 кг (15 000 фунтов)
L	Лёгкие (Light)	типы воздушных судов массой с массой 7000 кг (15 000 фунтов) или менее

Согласно Воздушному кодексу РФ:

лёгкое воздушное судно — воздушное судно, максимальная взлётная масса которого составляет менее 5 700 кг, в том числе вертолёт, максимальная взлётная масса которого составляет менее 3 100 кг;

сверхлёгкое воздушное судно — воздушное судно, максимальная взлётная масса которого составляет не более 495 кг без учёта веса авиационных средств спасания.

На большинстве ВС, пилот, при определении высоты выравнивания, должен ориентироваться исключительно на внешние визуальные ориентиры и подсказки.

Определение параметров движения земли, связанных с высотой происходит условно. Поэтому, умение начинать и заканчивать выравнивание при определенной картине, которая запоминается с каждой выполненной посадкой, является показателем опыта пилота.

Пилот определяет высоту выравнивания по целому ряду условных признаков, главным из которых является общая картина "набегания" земли, которая характеризуется угловой скоростью набегания и веером (углом) разбегания.

При наблюдении земли с высоты 100ft, будет казаться что самолет движется медленно и ВПП "набегает" почти параллельными полосами.

На высоте 50ft земля "набегает" быстрее, а веер разбегания полос уже шире.

На высоте 5ft скорость "набегания" земли еще больше, а веер разбегания полос приближается к линии горизонта.

Использование радиовысотомера, если он установлен, не возбраняется и даже желательно как дополнительный "референс" т.к. его данные обеспечивают пилота точным определением высоты над уровнем ВПП в определенные моменты времени, и могут помочь пилоту определить подходящий момент, в котором следует инициировать выравнивание.

Если выравнивание было выполнено правильно, то ВС достигнет подходящего посадочного положения с мощностью на холостом ходу (iDLE THRUST), уменьшающейся поступательной скоростью и уменьшенной вертикальной скоростью снижения. И все это к высоте, которая варьируется от нескольких десятков сантиметров до нескольких футов над поверхностью ВПП.

Если выравнивание было выполнено не правильно, то это может привести к довольно неприятным, а то и опасным последствиям, таким как : жесткая посадка, "козление", разрушение стоек шасси, удару хвостом ("Tail strike") или вылетом за пределы ВПП.

Конструкция шасси должна быть достаточно прочной, чтобы исключить повреждение, и тем более разрушение, из-за высокой скорости снижения.

Согласно Joint Aviation Requirements 25 (JAR 25): Конструкция шасси должна иметь избыточный запас прочности, достаточный для выдерживания удара о поверхность с вертикальной скоростью 720 фут/мин при максимальной посадочной массе;

Следует подчеркнуть, если, по мнению экипажа, продолжение захода на посадку не обеспечивает безопасный исход полета, то рекомендуется выполнить маневр по уходу на второй круг. При этом, уход на второй круг должен расцениваться как грамотное решение экипажа. Независимо от того, по чьей рекомендации был выполнен маневр ухода на второй круг, к экипажу не должны быть применены никакие меры воздействия.

Согласно ФАП 293 ОрВД: Прерванный заход на посадку (уход на второй круг) - это установленный порядок маневрирования, выполняемый лётным экипажем при отсутствии возможности произвести посадку.

Не менее важным, является правильная посадка пилота в кресле и направление его взгляда, т.к. неправильное или нестабильное направление взгляда при посадке может привести к искажению соответствующей картины набегания земли и неправильному определению высоты выравнивания.

Если смотреть очень близко, то картина набегания получится такой, какой она была на меньшей высоте при нормальном удалении взгляда, т.е. высоту 10ft пилот будет принимать за 5ft, что приведет к высокому выравниванию. Если смотреть дальше обычного места, то картина будет соответствовать случаю, наблюдаемому на большей высоте, т.е. высоту 10ft пилот будет принимать за 20ft, это в свою очередь приведет к низкому выравниванию.

Как только основные стойки шасси коснулись ВПП, переднюю стойку необходимо опустить мягко и без задержки, т.к. быстрое уменьшение поступательной скорости приведет к уменьшению скорости обтекания руля высоты и как следствие уменьшению его эффективности, что может привести к сильному удару передней стойки о полосу и её повреждению. При этом не откладывайте торможение на конец полосы, и выпускайте реверс сразу же после касания самолета о полосу, т.к. располагаемая длина ВПП ограничена.

Выравнивание на посадке выполняется на критическом этапе полета и, за исключением выполнения автоматической посадки (autoland), зависит от опыта и навыков пилотирующего. Последствия неправильного выравнивания различны и могут быть как незначительными, так и катастрофическими. Приведем некоторые примеры:

Позднее выравнивание:

Задержка опускания передней стойки шасси:

Вследствие неадекватного отклонения руля высоты на кабрирование на выравнивании и не срабатывания автоматической системы выпуска интерцепторов и воздушных тормозов из-за не соответствующего положения РУД, после приземления с нормальной вертикальной скоростью (-0.7 м/с) произошло отделение ВС от ВПП на высоту ~1.5 м. Принудительный выпуск интерцепторов на высоте 1.5 м привел к потере ~33% подъемной силы ВС, резкой просадке самолета и его грубому приземлению с вертикальной скоростью -3.04 м/с (или -2.64 м/с относительно ВПП, имеющей нисходящий уклон). По данным бортового регистратора максимальное значение вертикальной перегрузки при втором приземлении составило 2.79 ед.

Высокая/низкая скорость подхода к земле и козление:

При посадке возник прогрессирующий козел с тремя отделениями ВС от ВПП и реализацией при 2-ом, 3-ем, и 4-ом приземлениях максимальных уровней вертикальной перегрузки 2.72 ед., 2.85 ед. и 2.48 ед., соответственно.

Повышенная скорость(поступательная и вертикальная) на заходе, позднее выравнивание:

Существует множество потенциальных угроз, с которыми может столкнуться пилот при выполнении выравнивания, рассмотрим их и причины которые могут к ним привести:

Приземление с повышенной вертикальной скоростью может быть вызвано :

- несоразмерным приближению земли, движением ручки управления на себя;

- повышенной скоростью снижения, как поступательной,так и вертикальной,

- ранним или наоборот поздним выравниванием;

Превышение расчетной посадочной дистанции может быть результатом :

- чрезмерной поступательной скорости;

- поздней уборкой РУД на малый газ;

- долгим выдерживанием ВС над полосой;

Удар хвостом (TailStrike) может быть результатом :

- чрезмерной поступательной скорости;

- недостаточной поступательной скорости;

- ранним или наоборот поздним выравниванием;

- долгим выдерживанием ВС над полосой;

- резким движение ручки управления "на себя";

Повреждение шасси может быть вызвано :

- чрезмерной вертикальной скорости;

- ранним или наоборот поздним выравниванием;

Каждый пилот знает основные правила на посадке, ведь они "вбиваются" в голову еще будучи курсантом летного училища или аэроклуба. Освежим?

При выполнении посадки необходимо соблюдать следующие правила:

- во всех случаях при изменении положения самолета не отвлекать взгляда от земли;

- в момент касания колесами земли задержать ручку управления на месте;

- во время взмывания не отдавать ручку управления больше, чем это требуется;

- при потере скорости удерживать самолет от сваливания на крыло, энергично действуя педалями и ручкой;

- при снижении самолета ручку добирать на себя соразмерно приближению самолета к земле с таким расчетом, чтобы приземление происходило мягко на основные опоры с посадочным углом атаки.

Чистого неба и мягких посадок!

Дорогие друзья!

Если у вас имеется желание писать статьи и публиковаться на нашем сайте, вы без труда можете это сделать! Стать автором нашего сайта не так сложно как кажется.

Авиаторы (тем более на карантине ) желающие поделиться своим опытом и советами с коллегами, имеют возможность публиковаться на страницах нашего сайта.

Все что для этого требуется это добавить материал в раздел "Статьи" , далее наши модераторы проверят его, оформят и опубликуют на сайте для всех, с указанием вашего авторства.

Итак, за 400-500 км, мы устанавливаем частоту метеоканала аэродрома (частота АТIS Automatic Terminal Information Service) назначения и прослушиваем фактическую погоду. В радиосводке указывают: курс взлёта и посадки, систему посадки, температуру, точку росы, давление, эшелон перехода, видимость, коэффицент сцепления на полосе, силу и направление ветра по высотам, информацию о нижнем крае облачности, количество облачности в октантах (баллах), а так же особые явления погоды, такие например как: шквал, снег, лёд, сдвиг ветра, гроза, и т.п. Прослушав погоду и оценив её, КВС (командир ) принимает решение, продолжать ли полёт в аэропорт назначения, или уйти на запасной аэродром. (про правила принятия решения, очевидно тоже прийдётся писать отдельный пост, хотя немного об этом можно почитать у Пилота -инструктора авиакомпании NORD [info]africo) :-) После анализа метео, минут за 10-15 до расчётного снижения, КВС начинает предпосадочную подготовку экипажа. Проводится брифинг, на котором уточняются все тонкости предстоящего снижения, захода на посадку и самой посадки.
Произносится всё вслух, с конкретным обращением к каждому члену экипажа (ну сейчас я летаю на боинге, а нас там всего двое, поэтому все речи обращены ко второму пилоту) Но самое главное, КВС, проводя подготовку, сам уясняет для себя, что и как он будет делать на каждом этапе полёта и что должны делать остальные члены экипажа.
Брифинг:
1. Аэропорт посадки
2. Соответствие погоды минимуму.
3. Система захода (ILS, VOR/DME, VOR, VISUAL… или какая другая)
4. Стандартная схема прибытия (схема опубликованная в сборнике, или какя другая, соответствующая данному полёту (т.е. как будем заходить, например: Снижаемся на Ивановку, далее разворачиваемся на Пантелеевку, занимаем высоту 3000, потом отворачиваем к Дурилкино начинаем гасить скорость, на 5той миле выпускаем закрылки…и т.п.)
5. Что и как будем делать, если придётся вдруг уходить на второй круг. (порядок действий с арматурой в кабине, какие и когда будем нажимать кнопки, какую скорость выдерживать, куда отворачивать, на какой частоте вести связь, какую высоту набирать и как будем повторно заходить (или уходить на запасной))
6. Кто пилотирует, а кто мониторит и контролирует (это очень важно, ибо каждый должен заниматься своим делом и не должно быть никакой путаницы, кто выпускает шасси и закрылки, а кто крутит штурвал !)
7. КВС объявляет высоту принятия решения ( если по достижению этой высоты полоса не будет увидена, или возникнут какие-то другие форс-мажорные обстоятельства, мы должны будем уйти на второй круг)
8. Уточняются и разъясняются другие нюансы, возникающие в каждом полёте, соответственно конкретной обстановке)

Подходим к точке расчётного снижения и запрашиваем у диспетчера "контроля" разрешения приступить к снижению. (воздушное пространство делится на несколько секторов по высоте и по дальности. На взлёте и посадке управляет диспетчер "посадки", в зоне аэропрта управляет диспетчер "круга", чуть выше диспетчер "подхода". Верхнее воздушное пространство — "контроль". Диспетчер, исходя из воздушной обстановки, которую ему хорошо видно на локаторе, даёт (или не даёт) снижение. Схема снижения и захода на посадку аэропорта назначения, введена в компьютер самолёта и технически можно просто нажать одну кнопку и самолёт сам начнёт снижаться, выдерживая скорости и профиль снижения, сам приведёт самолёт на полосу и посадит воздушное судно, но как правило, в крупных аэропортах такое невозможно, так как мы в воздухе не одни ( а в таких крупных авиаузлах как Московский, Франкфуртский, Мюнхенский, Амстердамский, Лондонский и т.д. самолётов видимо-невидимо и естественно все они стремяться зайти на посадку или выйти из этой зоны практически одновременно). Начинаем снижение. Как ни странно, но ничего сложного расчитать профиль снижения в голове не сложно. Если это Россия и отечественная техника, то все высоты в метрах, скорости в км в час, а расстояния в км. ( на импортной технике все приборы: Высоты в футах, скорости в узлах, растояния в милях). Итак, если мы на самолёте Ту-154 например, то начинаем снижаться примерно за 200 км. (сверх точность в расчётах не нужна) На каждые 15 км пути, самолёт будет терять приблизительно 1 км высоты, при вертикальной скорости снижения 12-14 метров в секунду. ( посчитать не сложно. 12 м/сек х 60(секунд) = 720 метров высоты.) А так как 500 км в час, это около 140 метров в секунду (или 8.5 км в минуту) получаем в среднем 15 км пройденного пути и один км потери высоты. Прибавим к этому ещё 3-5 км пути на "фитиль" ( вывод из снижения, установку оборотов, связь с диспетчером) и считаем в среднем высота делёная на 2, получаем расстояние (но так как расстояние нам известно, то считаем от обратного: Например удаление 80 км, значит высота у меня должна быть 4000 метров. Удаление 60 — высота 3000 и т.д.) На импортных самолётах считать так же не сложно, футы умножаем грубо на три и получаем удаление. например удаление 70 миль, значит высота должна быть 21000 футов. удаление 30 миль, высота 9000 футов. (всё просто!)

Устанавливаю заданную скорость, заданную высоту, до которой диспетчер разрешил снижаться и расчётную вертикальную скорость и снижаюсь. Всё. Дальше сидим и только вводим коррективы в профиль снижения, постоянно выдаваемые диспетчером (а он может менять высоты, курсы, скорости) Но как правило схема захода выдерживается довольно точно, если нет никаких помех. Во ремя снижения постоянно отслеживаем метеобстановку (наличие гроз, обледенение в облаках, смену направления и силы ветра) если в этом есть необходимость. Если по траектории снижения есть опасные метеоявления, то обходим их с докладом диспетчеру. Довольно часто бывает, что снижаться мы начали с расчётом, что будем садиться на полосу с одним курсом, а в процессе подхода вдруг меняют посадочный курс. Ничего сверхординарного в этом нет. перепрограммировать компьютер дело 2-3 минут (если конечно же в его базе данных есть схема захода на другую полосу. Если же нет, то всё равно, ничего страшного, всё можно ввести вручную, правда это займёт немного больше времени, но это не критично) В процессе полёта, мы всё время знаем где находятся другие самолёты, потому что слышим весь эфир. ( ну и +ко всему у нас стоит система предупреждения сближения и столкновения в воздухе TCAS, на экранах мониторов, мы видим не только схему захода, поворотные точки, но и другие самолёты.). Снижение происходит на скорости 500-600 км в час, в зависимости от конкретного аэропорта, (в некоторых аэропортах, могут быть и ограничения по скорости) Приблизительно с высоты 3000метров (100й эшелон) начинаем гасить скорость, с таким расчётом, что бы к моменту начала выполнения предпосадочных маневров, скорость соответствовала скорости начала выпуска механизации(закрылки, предкрылки)

Приблизительно за 20-25 км до полосы (развёрнутое расстояние, т.е. не по прямой, а общий оставшийся путь) начинаем выпускать механизацию. при выходе на прямую к полосе и захвате глиссады снижения, выпускаем шасси и довыпускаем в посадочное положение механизацию. Всё, теперь самолёт находится в полной готовности к посадке. ( перед любым изменением профиля полёта (перед снижением, на эшелоне перехода, перед посадкой) зачитывается "chek list" (карта контрольных проверок). Дальше всё просто. Самолёт снижается по глиссаде (можно в автомате, можно вручную (как посчитаю нужным) и производит посадку. Если вдруг погода очень плохая и полосы не видно (туман, дождь, низкая облачность), но не ниже минимума ( а всего существует три минимума: (я об этом уже рассказывал) минимум аэродрома, минимум самолёта и минимум командира. то заход на посадку может осуществляться только по самому верхнему минимуму. Например мой личный минимум 15х200 (15 метров нижний край облаков и видимость 200 метров) минимум самолёта такой же, а минимум аэродрома 30х350, то если погода хуже чем 30х350 (например 20х300) то я лично и самолёт можем произвести посадку, но аэродром не обеспечивает такого захода и поэтому заход и посадка запрещаются. Если к примеру я перешёл работать снова на самолёт Ту-154, то мой личный минимум остался прежним 15х200. И если аэродром допущен к посадкам по 15х200, я допущен, а самолёт Ту-154 нет (минимум у него 30х350) то сесть я снова не смогу, при погоде 15х200. Кстати, все эти " Московские аэропорты работают по фактической погоде и командиры сами принимают решения…" Всё это бред и ложь! Аэропорты всегда работают по фактической погоде, но никакого "самостоятельного решения" не может быть в принципе! (за исключением аварийных ситуаций) Если минимум соответствует, то квс производит посадку, если нет — досвидос! Летим на запасной. Если порт закрыт, то вообще никто не может там произвести посадку) то нужно включать второй автопилот и производить посадку в автоматическом режиме ( и связано это вовсе не с тем, что Пилот не может посадить сам, просто контролировать всегда проще, чем выполнять самому и вести контроль одновременно. При автоматической посадке, остаётся лишь следить за тем, как выполняет заход автомат и если вдруг что то пойдёт не так, то всегда можно вмешаться и взять управление на себя. Вот вкратце как это всё происходит в динамике.

Автор материала, пользователь ЖЖ letchikleha, летчик. Публикуется с его согласия

Читайте также:

Распределение внимания на посадке

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Меркулова Анастасия Геннадьевна, Калинина С.А.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Меркулова Анастасия Геннадьевна, Калинина С.А.

THE DISTRIBUTION OF THE VISUAL ATTENTION IN THE TRAINING OF STUDENT-PILOTS FOR THE FLIGHT ACTIVITY