Причиной около 10% всех авиационных происшествий является дезориентация в пространстве.

Наше тело сформировано таким образом, чтобы поддерживать свое положение на поверхности Земли. Можно сказать, человек создан, чтобы ходить. На протяжении тысяч лет люди ходили, ползали, плавали, ныряли, лазали по горам, но никогда не летали. Навыков одновременной ориентации в трех измерениях пространства в условиях измененной или отсутствующей гравитации в нашем мозгу не сформировано. Воздух – непривычная для человека среда, поэтому, в каком-то смысле, даже враждебная. При взаимодействии с этой средой в сенсорных системах человека возникают конфликты, которые мозг пытается решать, создавая иллюзии. С точки зрения физиологии и психологии, мозг пытается устранить внутренний конфликт, вернув картину мира к привычному состоянию. Но, поскольку реальная ситуация от этого не меняется, мозг просто обманывает сам себя, а трезвое восприятие происходящего вокруг человека и самолета замещается иллюзиями, что приводит иногда к фатальным последствиям.

Иллюзии - явления неправильного, неточного отражения объективных свойств вещей. Эти неточности и искажения могут вызываться физическими, физиологическими и психологическими причинами.

Авиационный врач и пилот Кент Гиллингем, описал и классифицировал три основных типа нарушений пространственной ориентировки. Он назвал этот синдром как «ошибочное ощущение летчиком своего пространственного положения и движения относительно плоскости земной поверхности».

Тип 1. Охватывает неосознанные или неопознанные нарушения. Ситуация, в которой пилот не в состоянии чувствовать, что летит не туда. По статистике на них приходится до 50% всех авиакатастроф, связанных с пространственными иллюзиями.

Тип 2. Осознанные нарушения. Конфликт между показаниями приборов и ощущениями пилота. Чаще всего происходит с пилотами, которые недавно закончили обучение полетам на самолете и еще не имеют опыта полетов по приборам и/или в условиях ограниченной видимости. Попав в такую ситуацию, пилот самолета думает, что «приборы сломались», потому что его собственный вестибулярный аппарат говорит другое, и полагается на свои ошибочные ощущения вместо исправных приборов.

Тип 3. Нарушения пространственной ориентировки с полной утратой работоспособности летчика. Физиологические симптомы, сопровождающие дезориентацию (перегрузки, спазмы в мышцах, дефекты зрения, тошнота, головокружение и т.д.), которые лишают пилота возможности самостоятельно управлять самолетом.

Пространственная ориентировка человека на земле – это способность оценивать положение своего тела исходя из направления на него силы тяжести и относительно окружающих объектов.

Представление о положении нашего тела относительно земли обеспечивается взаимодействием зрительного, вестибулярного, проприоцептивного (мышечно-суставная чувствительность), кожно-механического и интерорецептивного (раздражение во внутренних органах) анализаторов. Сумма информации, полученной от сенсорных анализаторов, обрабатывается мозгом и дает нам ответ о положении нашего тела. Изменения в линейном ускорении, угловом ускорении и гравитации воспринимаются через вестибулярный и проприоцептический аппарат, после чего сравниваются с визуальной информацией – с тем, что мы видим.

Пространственная ориентация в воздухе бывает затруднена, потому что входящая информация с разных сенсорных анализаторов в полете отличается по величине и направлению от того, что мы чувствуем на земле. Возникает несоответствие между входящими сигналами, мозг не может обработать их все вместе, начинает «сбоить» и создает иллюзии.

Самые большие трудности возникают при отсутствии визуальной информации. Зрение дает нам самую главную информацию о нашем положении и является единственным источником для сравнения с информацией от остальных анализаторов. Даже птицы и насекомые не летают в отсутствие видимости за редким исключением тех животных, которые за время эволюции обзавелись эхолокатором, позволяющим ориентироваться с помощью слуха.

Вестибулярный аппарат

При отсутствии визуальной информации в приборном полете нередко возникают иллюзии, связанные с вестибулярным аппаратом. Вестибулярный аппарат это часть внутреннего уха - орган, воспринимающий изменения положения головы и тела в пространстве и направление движения тела. В нашем внутреннем ухе расположена капсула с жидкостью — эндолимфа, при наклонах, кружении, резком движении эта жидкость колеблется, раздражая нервные окончания. Из рецепторов равновесия поступают сигналы двух типов: статические (связанные с положением тела) и динамические (связанные с ускорением). Мозг обрабатывает сумму сигналов и сообщает нам о том, в каком положении мы находимся и куда двигаемся – стоим, падаем, наклоняемся или вращаемся; вертикально, горизонтально или под углом.

При выполнении широкого устоявшегося медленного разворота с креном может возникнуть иллюзия, связанная восприятием вестибулярным аппаратом крена как горизонтального положения самолета. За время разворота, жидкость в полукружных каналах занимает устоявшееся положение, волоски в каналах перестают посылать сигнал в мозг. Положение тела начинает восприниматься как нормальное. При резком выравнивании крена, вестибулярный аппарат получает сигнал об изменении «нормального» положения тела (хотя ВС выровнено), то есть по ощущениям летчику кажется, что выполнен противоположный крен. Если в такой ситуации вы доверитесь своим ощущениям и проигнорируете показания приборов, то будете пытаться выровнять самолет, в результате чего из горизонтального положения введете его в крен.

При выполнении стандартного виража тоже может возникнуть дезориентация в пространстве. Дело в том, что при выполнении скоординированного разворота на человека кроме силы тяжести, воспринимаемой вестибулярным аппаратом, действуют центробежная сила и перегрузка. То есть при выполнении виража пилот не ощущает, что находится под углом по отношению к поверхности земли. Вам можете казаться, что вы летите горизонтально, тогда как самолет выполняет разворот в крене.

При наличии визуальной информации тоже нередко возникают иллюзии, но уже связанные с особенностями зрения человека.

Зрение у человека бывает двух типов: центральное (его еще называют фовеальным) и периферийное. Особенность фовеального зрения в том, что оно имеет очень узкий сектор, в котором человек видит предметы четко. Угол этого сектора всего несколько градусов. Остальные предметы находятся в зоне периферийного зрения и видятся размытыми.

Центральное зрение служит для идентификации предметов, их размера, расстояния и восприятия цветов. При визуальных полетах через центральное зрение пилот получает информацию о расстояниях и величине окружающих объектов. При приборных полетах, пилот через центральное зрение получает информацию с индикаторов на приборной доске.

Периферийное зрение (его еще называют боковым) дает информацию о нашем перемещении в пространстве и обеспечивает сигналы, позволяющие нам сохранять пространственное положение. Именно благодаря периферийному зрению мы можем смотреть в экран телефона при ходьбе и не терять при этом траекторию движения и равновесие. Ощущение собственного движения в неподвижном поезде, когда рядом начинает двигаться соседний состав, тоже создается периферийным зрением. Через периферийное зрение движение окружающей среды производит на нас ощущение собственного движения, даже если мы остаемся на месте.

Визуальное восприятие, дающее нам информацию о скорости, размере и расположении различных объектов, формируется комплексно на основе входящих данных, полученных следующими методами:

- сравнительный размер известных объектов на расстоянии;

- сравнительная форма стоящих рядом объектов или сравнение форм известных объектов на расстоянии;

- размещение известных объектов. Объект, расположенный перед другим, воспринимается как более близкий к нам, чем тот, который сзади.

- изменение текстуры или контраста известных объектов на различных расстояниях. Детализация и контраст объекта теряются с расстоянием. С высоты менее 5 метров вы можете разглядеть на земле отдельные травинки, ветки и цветы. С высоты более 5 метров трава и цветы воспринимаются как одно цветовое пятно.

- относительная скорость объектов. При одной и той же скорости, движение ближних объектов воспринимается как более быстрое, чем тем тех, которые находятся дальше.

- различия в перспективе освещения объектов из-за игры света и тени.

- различия в воздушной перспективе видимых объектов. Более отдалённые объекты выглядят как голубоватые и размытые.

Положение самолета в полете, как правило, определяется визуальным соотношением положения тела пилота и естественного горизонта; или визуальной привязкой частей самолета (например, капота) к естественному горизонту.

Когда линия естественного горизонт скрыта, информацию о положении самолета можно иногда поддерживать визуальной привязкой к земной поверхности. Если ни горизонт, ни поверхность визуально не просматриваются, положение самолета может быть определено только техническими средствами, такими как авиагоризонт и другие приборы.

Поверхность земли и естественный горизонт могут временами затягиваться дымом, туманом, смогом, дымкой, пыльцой, частицами льда и другими природными явлениями, хотя формально видимость при этом может быть выше минимумов ПВП. Особенно часто это встречается на аэродромах, расположенных рядом с большими водными пространствами или в малонаселенной безориентирной местности. Отсутствие видимого горизонта или земной поверхности – обычное явление при полетах над водой, ночью или в условия низкой видимости. Самые распространенные оптические иллюзии пилотов связаны с ощущением ложной линии горизонта.

Многие пространственные визуальные иллюзии встречаются и в обычной жизни. Еще в детстве мы узнали, что железнодорожные пути на самом деле не сходятся в одну точку на горизонте, как мы это воспринимаем глазами. Даже в условиях хорошей видимости можно столкнуться с оптическими иллюзиями. Иллюзии перспективы могут заставить вас изменить угол глиссады (уменьшить или увеличить). Искажения перспективы вызваны тем, что взлетно-посадочные полосы имеют различную длину и ширину, они могут иметь уклон вверх или вниз, может казаться, что они имеют уклон относительно рельефа местности. Пилоты учатся распознавать нормальный угол захода в текущей ситуации с помощью сравнений между тем, как развивается текущий заход в сравнении с картинкой захода, сохранившегося в памяти как «стандартный», и между ожидаемым соотношением длины и ширины среднестатистических полос.

Иллюзии сравнения и перспективы

При заходе на ровную ВПП с восходящим уклоном может возникнуть иллюзия слишком высокого подхода к полосе. Если вы поверите этой иллюзии и опустите нос самолета для уменьшения высоты, вы подойдете к ней слишком низко, и это может привести к происшествию.

Заход на ровную ВПП с нисходящим уклоном может создать иллюзию слишком низкого захода. Если вы поверите этой иллюзии, то поднимете нос, уменьшите вертикальную скорость и подойдете к точке выравнивания слишком высоко.

Если вы производите заход на ровную полосу без уклона, но местность перед полосой при этом имеет восходящий уклон, вы рискуете воспринять полосу ниже, чем она есть. Вам будет казаться, что вы слишком высоко. Если вы поверите иллюзии, вы опустите нос вниз, потеряете высоту и подойдете к полосе слишком близко и низко. Дальше вы либо будете исправлять заход подтягиванием на двигателе, либо коснетесь земли до ВПП, либо выполните слишком низкое выравнивание и рискуете повредить шасси.

Если вы подходите к ровной ВПП, расположенной ниже местности, над которой вы летели, вам может показаться, что вы летите выше, чем нужно. Вы поднимете нос, чтобы набрать высоту и подойдете к полосе с перелетом.

Если вы подходите к нестандартно длинной и узкой полосе, вам может показаться, что вы летите слишком высоко.

Слишком широкая полоса может создать иллюзию, что вы ниже, чем есть на самом деле.

Так же распространены визуальные иллюзии, связанные с восприятием земли и линии горизонта.

При пилотировании в горных условиях может возникнуть ложное ощущение горизонта, когда наклон одной из стен ущелья большой площади и протяженности воспринимается как естественная линия горизонта.

При наклоне верхней кромки сплошного облачного слоя, вы можете принять за горизонт кромку облачности. Вам будет казаться, что вы летите с креном. Может казаться, что вы летите вниз, если кромка облачности ровная, но закрывает линию естественного горизонта.

При пилотировании ночью, за линию горизонта можно воспринять огни на береговой кромке.

Изменения в освещении привычной местности могут привести к тому, что огни на земле могут принимаются за звёзды, и возникает иллюзия перевернутого полета.

Иллюзия черной дыры может возникнуть ночью без луны и звезд при полете над водой или неосвещенной местностью, при отсутствии видимого горизонта, когда вы заходите на полосу, подсвеченную огнями. Вам может показаться, что огни на полосе расположены вертикально или полоса изогнута вбок и вверх. Однако, при наличии видимой линии горизонта, вы быстро сориентируетесь в пространстве.

Особенно опасная такая иллюзия, когда на ВПП нет огней, а вокруг аэродрома множество городских фонарей, или когда местность за полосой выше ВПП. У вас может возникнуть ощущение слишком высокого захода, и вы можете начать снижаться быстрее, выполняя заход ниже безопасной высоты.

Автокинетическая иллюзия может создавать ощущение, что неподвижный объект движется перед самолетом. Это обусловлено длительным взглядом в единственную фиксированную точку света (фонарь на земле или звезда) на полностью темном и бесцветном фоне. Может казаться, что эта точка находится по курсу движения самолета или движется пересекающимся курсом.

Иллюзия движения. Например, когда вы остановились на светофоре в вашем автомобиле, а автомобиль рядом с вами начинает двигаться вперед. Ваш мозг интерпретирует эту информацию периферийного зрения так, как будто ваш автомобиль движется назад и заставляет вас сильнее нажимать на тормоз. Подобная иллюзия может возникнуть во время руления самолета.

Что можно сделать для того, чтобы уменьшить риски происшествий в результате возникновения иллюзий:

При обучении пройти и в дальнейшем поддерживать навыки приборного полета.
При полете ночью или в условиях ограниченной видимости полагаться больше на приборы, чем на собственные ощущения.
Перед полетом изучить рельеф местности и географические особенности. Можно воспользоваться спутниковыми снимками рельефа по маршруту и кроками аэродрома назначения.
Не пытаться пилотировать визуально в случае серьезного ухудшения погоды и видимости. Многие пилоты игнорируют противоречия в собственных ощущениях и доверяют больше себе, чем приборам. Это ошибка. Доверяйте показаниям приборов больше, чем себе.
Если вы летите двучленным экипажем, и не уверены, что правильно видите окружающую обстановку, передайте управление второму пилоту. Люди редко испытывают одинаковые визуальные иллюзии одновременно.
И не пренебрегать возможностью тренироваться. Знания, опыт и доверие приборам в самолете делают полеты более безопасными и спокойными.