Воздушный флот №38 (10.2008)

ПРОКЛЯТИЕ АВИАЦИИ

Любые летные законы, обязательные к выполнению всеми работниками авиационно-транспортной системы, в юридическом плане являются  всего лишь подзаконными актами, положения которых должны соответствовать российскому законодательству и, конечно же, ни в коем случае ему не противоречить.  Казалось бы, вполне ясное и логически обоснованное требование.  

Но это в теории. Что же мы видим на практике? Стандарты по инженерной психологии  и по охране труда  предполагают такие  юридически значимые понятия, как «ошибка оператора системы «человек-машина», «физически опасные производственные факторы»,  «опасная производственная зона», «средства защиты в опасной  производственной зоне», «сигнализаторы  об опасности» и т.п. Если учесть, что производственной зоной для экипажа самолета является пилотская кабина, то логично предположить,  что в ней должен быть набор сигнализаторов  об опасности, работающих в  автоматическом и полуавтоматическом режимах. Они должны информировать членов экипажа  об отклонениях в работе систем и агрегатов  воздушного судна.  Быть «читабельны», «слухабельны», исключить возможность  ошибочного восприятия сигнала, оценки информации и соответствующих управляющих воздействий.

Аналогичные требования относятся и к пилотажно-навигационным комплексам, достоверности выдаваемой ими информации относительно положения воздушного судна в пространстве. И мы вправе рассчитывать, что указанные требования  должны занять  свое достойное место в нормах летной годности и быть реализованы  на сертифицированных воздушных суднах.  Однако этого почему то не происходит. Может быть, авиаконструкторы  не знают об этих требованиях?

Согласно заключению комиссии Межгосударственного авиационного комитета (МАК) причинами катастрофы самолета А-310 под Междуреченском в 1994 г явились дети, допущенные к штурвалам.  Однако, выступая 7 сентября нынешнего года  в программе «SOS» , летчик-испытатель В.Бирюков сказал,  что дети тут ни причем. Мальчик Эльдар легко повернул штурвал самолета, что привело к отключению автопилота по крену. Оказывается, для этого требуется слабое усилие величиной всего в 15 кг.  Что не соответствует российским нормам  летной годности, в которых это требование обозначено 50 килограммами. Этого же усилия  хватило для рассоединения проводки управления правой и левой  штурвальной колонок, которое также ниже нормативов.  В обоих случаях ни звуковой, ни световой  сигнализации не было предусмотрено. Крен самолета продолжал увеличиваться, и когда он достиг 45 градусов отклонения руля, высоты для сохранения горизонтального полета уже оказалось недостаточно, и автопилот отключился вторично, теперь уже по тангажу. Опять же без какой либо сигнализации экипажу.

Самолет начал снижаться. Пытаясь сохранить заданную высоту, второй пилот потянул штурвал «на себя». Забыв, очевидно, что при полете с большим креном  этого делать нельзя, так как можно свалиться в глубокую спираль или штопор. Что, собственно, и произошло.

Еще одной особенностью самолета А-310, о которой поведал Герой России, летчик-испытатель В. Мезох,  является то,  что «самолет  спроектирован для полетов  на угле атаки примерно в 2 градуса в крейсерском режиме (вместо 4-5-6 на наших и других типах американских самолетов) с целью уменьшения  сопротивления и экономии топлива. С угла атаки 4-5 градусов  у него начинается  зона значительной неустойчивости. Самолету присущ подхват: за 2 секунды угол атаки самопроизвольно увеличивается с 4-5 до 10 градусов, при этом  сопровождается преждевременной резкой потерей эффективности  поперечного управления.  Начало бафтинга (тряски) практически совпадает  с началом аэродинамической неустойчивости по углу атаки (подхвату), следовательно, его нельзя считать предупреждающим. Недостаточен запас на вертикальный порыв.

С целью вылечить недостатки аэродинамики, с помощью автоматики введен сигнал на отклонение  стабилизатора на пикирование с выдачей взлетного режима. Однако это задействовано лишь в режиме ручного управления, в то время как основным режимом на этом самолете является автоматический, который ничем не защищен. Неправильно закоммутирована звуковая сигнализация. Приоритетным является  сигнал выдерживания эшелона, который забивает сигнал приближения к сваливанию.

Но эти существенные конструктивные и аэродинамические особенности стали известны специалистам лишь после этой тяжелой катастрофы. К сожалению, им не нашлось места ни в актах летных испытаний, ни в какой-либо эксплуатационной документации.  Которая, кстати, вся на английском языке.

Очевидно, нашим летчикам-сертификаторам явно не хватало ни профессиональной, ни языковой  подготовки. И уж, тем более, они понятия не имеют о «каких-то там» отечественных стандартах по инженерной психологии или охране труда. В результате мы в очередной раз оставили экипаж один на один со сверхсложной проблемой, которая называется  потеря пространственного положения (ППП). И в очередной раз линейный экипаж был вынужден доиспытывать самолет в рейсовых условиях, ночью. В аналогичном положении оказался и пулковский экипаж  самолета Ту-154 под Донецком, когда свое пространственное положение им удалось  определить лишь когда они вывалились из облаков на высоте 2000 метров.

Знали ли пилоты того злополучного рейса об этих особенностях своего аэробуса? Думаю, что нет. Более того, могу предположить, что и сейчас многие летчики этого не знают. Как не знают о работе внутренних и наружных анализаторных систем человека, которые формируют и представляют в центр пространственной ориентировки мозга  сигналы ощущений положения и перемещения окружающей среды подсознательно, то есть независимо от воли и желания самого человека. О том, что пространственная ориентировка – это знание человеком своего положения и характера  перемещения в пространстве относительно вектора  сил тяжести и окружающих предметов. Причем, пространственная ориентировка – это постоянно функционирующий элемент жизнедеятельности человека, такой же, как сон, дыхание, питание.  Человек не мог бы существовать во времени и пространстве, если бы его ощущения не давали бы ему объективно-правильного представления о положении и перемещении окружающей среды. Иначе говоря, человек погибает, если пространственная ориентировка ложная,  то есть ощущения человека , его анализаторные системы  выдают ему  субъективно-ложную  информацию о положении и перемещении. А человек верит этой информации, что для активного оператора, управляющего объектом, может привести к потере управления  из-за отсутствия базы  - системы координат. Потому, что летчик в полете, находясь внутри сложной динамической системы и выполняя управление ею в трехмерном пространстве при временном дефиците, является «активным оператором с ограниченным ресурсом времени». Который, управляя объектом, воспринимает  перемещение окружающей среды по периферии глаза, но для решения задач  безопасного управления должен ощущать,  как он сам вместе с объектом перемещается относительно неподвижной окружающей среды. Именно этим активный оператор отличается от пассивного наблюдателя, которому, стоя на месте или сидя в движущемся  объекте, достаточно наблюдать, как среда перемещается вокруг него.  

Необходимо также знать, что зрение человека состоит из двух частей: центрального и периферического. Центральное зрение – это узкий луч сознательного восприятия информации, с помощью которого человек читает, пишет, определяет величину, форму и удаление предмета. На расстоянии одного метра от глаз человека луч центрального зрения представляет собой круг диаметром 10-12 сантиметров. Периферическое зрение – это широкое поле подсознательного восприятия положения и перемещения  окружающего мира: 60 градусов влево и вправо по горизонтали и по 45 градусов вверх и вниз по вертикали. На расстоянии одного метра – это 12 квадратных метров одновременно обозреваемой площади независимо от воли и желания человека. «Выключить» зрительное восприятие пространства периферическим зрением можно только закрыв  глаза, в то время как центральное зрение можно «переключить», если убрать взгляд с одного предмета на другой. Существует даже болезнь глаз, так называемое «трубчатое зрение». Человек в этом случае может читать и писать, но признается инвалидом, и ему  не разрешается управлять автомобилем  или другим транспортным средством.

При полете в облаках, считывая с приборов малейшие изменения положения самолета в пространстве, пилот строит умозрительно новое положение системы координат и свое положение в этой системе координат. Одновременно в центр пространственной ориентировки  постоянно поступают подсознательные сигналы, указывающие ложное  положение координат, так как они основаны на вестибулярных, кожных, двигательных, тактильных и других датчиках внутренних органов человека. Идет постоянна борьба между  истинным и ложным. Решающая роль в которой принадлежит не только опыту профессиональной подготовки пилота, но и эргономическому совершенству пилотной кабины, достоверности считываемой пилотом информации.

Однако существует предел восприятия и переработки информации даже для самого высоко подготовленного летчика. На разных этапах полета и в разных условиях скорость величина восприятия информации различна и колеблется от 10 до 80 бит в секунду, которая в полете может быть превышена. В определенный момент полета, при быстрых изменениях его параметров, пилот может потерять умозрительно- сознательное знание о положении окружающего его пространства.  Он может на какое-то мгновение поверить этим ложным подсознательным ощущениям. Тогда и происходит потеря пространственной ориентировки. Что приводит к утере управления самолетом и, далее, к катастрофе. Особенно на малой высоте.

По данным исследований более 400 (!) аварий и катастроф, происшедших за последние 30 лет, около 20% катастроф, связанных с потерей пространственного положения, произошли во время полета в сложных метеусловиях.  Из 323 самых серьезных происшествий в ВВС США за период с 1991 по 2000 год 20,2% связываются с пространственной дезориентацией. 89% аналогичных событий в авиации общего назначения  имеют фатальный исход. Ежегодные потери в авиации США (военной и гражданской) по этой причине  составляют порядка 600 миллионов долларов. Проблема? Безусловно!

Но это «там, у них». А что у нас? Оказывается, мы тоже не дремали. Еще в 70-е (!) годы молодые и талантливые ученые Научно-исследовательского института авиационной и космической медицины под руководством будущего академика Владимира Александровича Пономаренко проводили исследования и доводку системы экранной индикации. Вот как описывает историю проблемы известный летчик-испытатель Александр Акименков, принимавший  участие в летных исследованиях и экспериментах в блестящей статье  «Запланированная катастрофа», которая, на мой взгляд, должна стать настольной книгой каждого уважающего себя и свою профессию пилота. И по знанию которой целесообразно принять зачеты у всего летного, командно-летного и руководящего состава авиакомпаний.

«Возникла и тут же обострилась проблема  множественности контуров работы летчика. Обострилась она потому, что стала причиной гибели Ю.А.Гагарина. Оказывается, человек обречен на один контур взаимодействия с внешней средой, противопоставляя ей свое «осознанное Я».  Во втором контуре он может работать только переключаясь из одного контура в другой. Причем глубина контура резко уменьшается. А третий контур грозит выключением  осознания деятельности оператора, что воспринимается как потеря сознания.

Переход с обычной приборной доски на электронный индикатор грозил именно таким выключением. Новые технические возможности подачи информации потребовали  новой идеологии  такой подачи. Началась радикальная ломка представлений  о физической природе информации.  До того о том, что она существует, никто не думал и даже не догадывался о ней. Экранная индикация с множеством контуров, с каждым из которых нужно разбираться отдельно, не прибавила  способностей летчику к выводу из сложного положения».

Но самым сложным в процессе этого вывода был не сам вывод, а понимание летчика куда именно нужно выводить самолет, чтобы обеспечить безопасное продолжение полета.  Острием проблемы стала индикация авиагоризонта.  Произошла сшибка двух видов индикации. За «прямую» индикацию стояла  промышленность, которая скопировала западные разработки и хотела получить свой «мешок» наград и денежных премий.  За «обратную» индикацию ратовала наука в лице В.А Пономаренко и его учеников.

Ситуацию обострил ряд катастроф, которые произошли из-за потери пространственной ориентировки экипажами, спровоцированной  «прямой» индикацией бортового авиагоризонта.  В конце концов главком ВВС  маршал авиации А.Н. Ефимов, запутавшись в аргументах сторон, дает разрешение на проведение конкурсных испытаний  трех видов приборов, реализующих «прямую», «обратную» и комбинированную индикацию авиагоризонтов. В 1986 году (22 года тому назад!) состоялись итоговые эксперименты в воздухе на «спарке» МИГ-23УБ. Но летчики перестарались и на «косом» пилотаже  сорвались в штопор. Летающая лаборатория  была потеряна вместе с прибором «прямой» индикации авиагоризонта. Летчики спаслись на катапультах. 

Терпение главкома лопнуло. Появился приказ о том, что впредь ВВС используют только «обратную» индикацию авиагоризонта. Однако гражданская авиация оказалась более зависимой от авиапрома. «Прямая» индикация  стала здесь основным видом авиагоризонта.

Американцы скрупулезно изучили результаты нашего конкурса (в отличие от нашей гражданской авиации). На «обратную» индикацию они не перешли, но в какой-то мере приняли ее сторону, совместив авиагоризонт с «пионером», т.е. установили индекс крена.

В чем разница видов индикации авиагоризонта? В «прямой» индикации линия искусственного горизонта  соответствует линии естественного горизонта, вокруг него вращается индекс самолета вместе с его кабиной.  Летчик строит «образ полета», привязанный к земному шару, который смоделирован центральным телом (шариком) прибора. Так видно самолет, когда на него смотрят с земли. Земля при этом большая, а самолет маленький.

«Обратная» индикация реализует принцип, не требующий воображения. Линия искусственного горизонта привязана к кабине. Символ самолета вращается на ее фоне. Кабина здесь большая, а символ маленький. Реализован чисто приборный принцип. Здесь не нужен «образ полета». Мозги занимаются перехватом воздушной цели или другими задачами полета. Пилотирование происходит на уровне простой реакции на раздражитель, что исключает ошибку в определении своего положения  в пространстве.

«Образ полета» стал настоящим  проклятием авиации, унесшим  множество жизней. Полагаю, что гибель самолета А-320 (Армянской авиакомпании в Адлере) из той же серии.

Знакомы ли пилоты гражданской авиации с этой проблемой, ее историей, или трудами Международной академии проблем человека в авиации и космонавтике? Уверен, что нет. Так же,  как и старшие командиры и, тем более, ведомственная наука. А «прямая» индикация, пользуясь нашей дремучестью и прямым попустительством, продолжает  творить свое черное дело, особенно, если ей удалось столкнуться с другими видами  индикации на одном типе самолета или, не дай Бог, еще и в одной авиакомпании.

PS.

А ведь несложно поддержать разработанные учеными А.П. Пленцовым, Н.А. Законовой и В.М. Бощеваном объемные приборы логической индикации положения и перемещения самолета в пространстве на основе электромеханической и электронной индикации. Или, хотя бы, разработать методическое пособие летному составу по данной и, как мы видим, достаточно актуальной проблеме.

 Владимир ГЕРАСИМОВ,

 пилот, кандидат технических наук