Исходные теоретические положения и методика экспериментального исследования.

При организации экспериментального исследования мы исходили из положения о том, что формирующийся у летчика в полете образ пространства "геоцентрический". Он строится относительно земных координат: "началом отсчета" служит земля (гравитационная вертикаль и линия естественного горизонта), которая воспринимается как неподвижная, а самолет — как движущийся относительно земли. И в этом состоит специфичность .образа, формирующегося у летчика в силу требований его профессии. Она (эта специфичность) — основа надежной ориентировки летчика в пространстве. Образ, возникающий при полете на самолете у лиц земных профессий, можно было бы назвать "самолетоцентрическим". "Началом отсчета" в процессах восприятия и организации собственных движений у них является самолет: земля воспринимается как движущийся, а самолет — как неподвижный объект.

Специфичность образа, формирующегося у летчика, проявляется именно в визуальном полете, т.е. при непосредственном восприятии земли и наземных ориентиров.

Игнорированием этой специфичности обусловлена неэффективность (при современном уровне развития техники) так называемых визуализаторов полета, т.е. индикаторов, воссоздающих картину видимого пространства с точки зрения человека, находящегося в самолете (движущихся поверхности земли и горизонта), т.е. "самолетоцентрическое" изображение. Поскольку летчик не в состоянии надежно воспринимать изображение движущейся земли как неподвижную землю, у него возникает необходимость решения сложной задачи мысленной трансформации и переоценки воспринимаемой информации (восстановления действительного положения дел).

Восприятие изображения движущейся земли на индикаторе (например, на телевизионном экране) не может быть для летчика приравнено к восприятию из кабины самолета реального пространства. В визуальном полете сенсорно–перцептивные зрительные сигналы, как уже отмечалось, преобразуются в геоцентрический образ у опытного летчика без особых умственных усилий. Но при ориентировке по индикатору воспринимаемое изображение подвижной относительно самолета земли необходимо преобразовывать осознанно. Это не может не сказаться отрицательно на эффективности и надежности действий человека (задержка во времени, ошибки). Исходя из сказанного, мы предположили, что специфичность образа, формирующегося у летчика на основе концептуальной модели и соответствующих ей функциональных связей между анализаторами, должна выявиться только в полете при видимости земли, тогда как пространственная ориентировка в приборном полете у летчиков и нелетчиков должна протекать на основе сходных механизмов.

Экспериментальная проверка высказанных предположений была осуществлена Н.А. Лемещенко, В.В. Лапой и Е.Е. Букаловым в процессе инженерно–психологической оценки специализированной визуальной системы посадки (СВП).

СВП позволяет летчику при заходе на посадку ночью увидеть три луча — три протяженных ориентира, один из которых обозначает направление (курс) посадки, а два других траекторию (глиссаду) снижения. Лучи воспринимаются как видимый коридор, ведущий прямо к посадочной полосе. При отклонениях от курса глиссады посадки форма "ориентира" искажается — положение лучей меняется в зависимости от направления и величины отклонения. Летчики, выполняющие заход на посадку по СВП, отмечают, что проецируемые в пространстве лучи воспринимаются как протяженный ориентир, лежащий на земле, столь же надежный и неподвижный, как сама земля. Поскольку СВП — искусственная инструментальная система, постольку ее можно считать визуализатором полета, но визуализаторам, ориентированным относительно неподвижных координат земли, а не изменяющейся позиции самолета. Если при наличии СВП заход на посадку подобен визуальному, то без СВП в тех же ночных условиях полет осуществляется по приборам. Об этом, в частности, можно судить по временным характеристикам сбора информации при полете по СВП и без СВП.

Из полученных данных следует, что при использовании СВП летчик практически обходится без инструментальной информации, т.е. он выполняет визуальный заход на посадку. Без СВП полет выполняется по приборам с просмотром внекабинного пространства. Лишь эпизодически подавляющую часть времени летчик при этом тратит на восприятие приборов, дающих информацию о положении самолета относительно осей X, Y, Z, а также о положении по курсу и глиссаде посадки (т.е. на восприятие авиагоризонта и навигационно–планового прибора).

Качество захода на посадку оказывается лучше по СВП, чем по обычным приборам. Курс и глиссада пилотирования выдерживаются точнее. Кроме того, летчик способен больше времени уделять решению дополнительных, т.е. не связанных с пилотированием, задач.

Важным показателем визуализации полета при использовании СВП является улучшение ориентировки в пространстве.

В полете моделировалась частичная дезориентация, для чего закрывались шторкой окно кабины и приборная доска и вводились отклонения в режим полета. Задачей летчика было быстро и точно определить положение самолета после открытия шторки.

Если при использовании СВП максимальное время оценки составляло 2 с, то без СВП оно в 50% случаев превышало 2 с (максимальное время — 3,5 с). Восстановление нарушенного режима по СВП также осуществлялось быстрее: по СВП максимальное время равнялось 12 с, по приборам —за 12с восстановление происходило менее чем в 50% случаев, а максимальное время равнялось 50 с. При этом в полете по СВП взгляд летчика 97,4% времени был направлен вне кабины.

Совокупность полученных данных позволяет считать, что психологически полет по СВП — это визуальный полет, не требующий мысленного осознанного преобразования информации, которое характерно для полета по приборам и для которого необходимо дополнительное время при определении положения самолета в пространстве. "Пилотируя по приборам, — говорили летчики, — решаешь пространственную задачу, а с СВП все гораздо проще". Это "проще", несомненно, обязано визуализации полета. Восприятие лучей — протяженных ориентиров — равноценно восприятию естественных наземных ориентиров, расположенных возле пункта посадки. Отсюда — отсутствие дополнительных усилий на преобразование информации. Ориентировка происходит одновременно с восприятием лучей. "Данная система позволяет видеть, а не представлять по приборам положение самолета относительно глиссады, — говорят летчики. — Поэтому пилотирование по СВП близко к пилотированию в визуальном полете".

В нашем исследовании сравнивались два варианта передачи информации человеку: 1) при управлении реальным полетом по СВП; 2) при управлении по имитации (по наглядному изображению фигур, образуемых тремя лучами).

Для второго варианта достаточно было перенести эти фигуры на экран телевизора. Такой индикатор (экран 40Х30 см) был создан для проведения исследований на наземном имитаторе самолета.

Для летных исследований был оборудован Самолет–лаборатория, на котором полеты выполнялись ночью. Производились заходы на посадку по СВП. В качестве испытуемых выступили 22 высококвалифицированных летчика (7 из них участвовали и в летном, и в наземном экспериментах) и 10 нелетчиков, специалистов земных профессий операторского профиля; в дальнейшем будем называть их просто операторами. Все операторы участвовали и в летном, и в наземном экспериментах. Задачей испытуемых было определение положения самолета на траектории посадки (крен, положение относительно курса и глиссады). Доклад летчика или оператора звучал, например, так: "Правый крен, левее курса, ниже глиссады". Определение положения производилось после искусственно созданной дезориентации: испытуемый на определенное время, в течение которого вводились изменения в режим полета, лишался возможности получить информацию, так что положение самолета, воспринимаемое после дезориентации, было для него неожиданным.

В процессе исследования предполагалось сравнить действия летчиков и операторов: 1) на наземном имитаторе, 2) в полете, 3) действия операторов на имитаторе и в полете, 4) действия летчиков на имитаторе и в полете.

Задачей исследования было определение содержания оперативных образов, регулирующих действия двух групп испытуемых в разных условиях, а также оценка влияния сформированной у летчиков концептуальной модели на характеристики их действий.

И самолет, и наземный имитатор были оборудованы регистрирующей аппаратурой, позволяющей получить все необходимые выходные данные: временные характеристики действия, содержание речевых ответов, качество выдерживания параметров полета (при оценке действий летчиков), направление взгляда (у летчиков).

Процедура эксперимента заключалась в следующем: испытуемый находился на месте летчика (на правом кресле в кабине). Экспериментатор (летчик, командир корабля) изменял пространственное положение самолета, предварительно лишив испытуемого возможности наблюдать за изменениями режима. При этом возникали отклонения от заданной траектории и соответственно менялось взаимное расположение лучей (и по реальным лучам, и по их телевизионному изображению). По команде экспериментатора испытуемый должен был назвать положение самолета относительно заданного курса и глиссады посадки, а также определить крен: "Правее курса, выше глиссады, без крена" или, если ему было удобнее, положение лучей относительно самолета: "Курсовой луч слева, глиссада ниже, без крена".

Кроме того, летчики в некоторых полетах должны были не докладывать, а брать на себя управление и выводить самолет на заданную траекторию посадки.

Предварительно все испытуемые тренировались в определении положения самолета по изображению лучей, проводились ознакомительные заходы на посадку по реальным лучам.

В экспериментальных полетах использовалась реальная СВП, на наземном имитаторе — ее телевизионное изображение. В результате экспериментов регистрировались латентное время и содержание речевых ответов всех испытуемых, позволяющее выявить число и характер ошибочных решений. Действия летчиков, кроме того, оценивались на основании характеристик направления взгляда (регистрируемого при помощи специальной аппаратуры), латентного времени двигательной реакции, качества выдерживания параметров полета. После каждого полета проводился опрос испытуемых об особенностях восприятия ими изображения на имитаторе и реальных лучей в полете, о затруднениях в определении положения самолета.

При анализе неправильных решений выделялись ошибки двух типов. Первый тип связан с усложненной конфигурацией, образуемой лучами при отклонении одновременно по 2—3 параметрам. Это ошибки: 1) в определении положения относительно курса и глиссады при наличии крена; 2) в определении наличия крена при отклонениях самолета от курса и глиссады. Второй тип ошибок, по–видимому, связан со сложностью умственных преобразований информации, представленной абстрактными символами, в наглядное представление о пространственном положении самолета. К ним относятся в определении крена: а) отклонения по курсу; б) отклонения по глиссаде.

Остальные показатели обрабатывались и анализировались опробованными прежде в наших исследованиях способами [44].