Влияние функционального состояния военного лётчика на безопасность полётов (2017)

(По материалам иностранной военной печати)

Полковник А. Меденков, доктор медицинских наук;
Т. Нестерович,
кандидат психологических наук, профессор

Безопасность полетов в ВВС зарубежных стран по-прежнему остается проблемой, требующей комплексного и эффективного решения. По данным мировой статистики ошибки летчика являются причиной 60-80% авиационных катастроф. В мировой практике предупреждение причин ошибочных и несвоевременных действий летчика, опасных для полета, основано на анализе их содержания и предпосылок совершения, а также предварительного контроля и организации летной деятельности.

По взглядам американских специалистов, опасными для полета считаются действия в результате ошибок восприятия информации, оценки обстановки и принятия решений, неадекватных ситуации, выполнению полетного задания и обеспечению безопасности полета. Они могут возникать как по причине недостаточной подготовки, утраты навыков, неготовности к полету, так и вследствие ситуационной неосведомленности, невнимательности, снижения концентрации и отвлечения, а также невыполнения требований и положений инструкций, правил и рекомендаций. При этом опасные действия преднамеренного характера или по недисциплинированности крайне редки.

Ошибочные действия летчика, складывающиеся под влиянием физических и технологических факторов и неблагоприятных условий и обстоятельств, ограничивают возможности и снижают его работоспособность вследствие психического и физического утомления и вызванных этим нарушений самоконтроля, оценки и прогноза выполняемых действий, снижения мотивации и направленности на обеспечение надежности деятельности. Предпосылками являются и эргономические недостатки в оборудовании кабины, отображении информации, конструкции и размещении органов управления. Снижает надежность действий также недостаточный учет возможностей человека в плане информационной подготовки и принятия верных решений при распределении функций между летчиком и средствами автоматизации его деятельности, и также при создании систем информационной поддержки и обеспечении его ситуационной осведомленности и пространственной ориентировки.

Предупредительный контроль ошибочных действий обеспечивается системой контроля и проверки готовности к выполнению задания, изучением возможных нештатных ситуаций в полете и порядка действий при их возникновении, а также соответствием функционального состояния летчика требуемому уровню профессиональной готовности.

Недостатки организации летной работы тоже способствуют совершению пилотом действий, которые могут привести к летному происшествию. Как правило, они касаются планирования полетов, системы контроля соблюдения норм и правил и управления полетами.

Анализ, проведенный западными специалистами ВВС показал, что следствием летных происшествий являются как ошибки летчика, так и наличие предпосылок к их совершению, а также недостатков предупредительного контроля и организации летной деятельности. Установлена достоверная связь таких действий с их предпосылками, в частности с физическими факторами и условиями полетов, неблагоприятным психическим или физиологическим состоянием летчика, несогласованностью действий экипажа и его неготовностью к работе при осложнении ситуации.

В свою очередь, предпосылки оказались обусловленными отсутствием эффективного контроля и надежных средств защиты от воздействия неблагоприятных факторов в ходе полетов, а недостатки контроля явились следствием упущений в управлении полетами и организации летной работы.

Из этого следует, что профессиональная надежность летчика и безопасность полетов во многом обеспечиваются комплексным подходом к учету психофизиологических характеристик и возможностей летчика, летных законов и правил. А ошибочные и несвоевременные действия пилота являются следствием игнорирования недостатков организации предупредительного контроля и упущений в организации полетов и летной деятельности в целом.

Этот практикуемый за рубежом подход к анализу причин опасных действий летчика является базой для обоснования и принятия организационных решений по обеспечению безопасности полетов. Зарубежные военные специалисты считают, что причины авиационных катастроф не сводятся к определению ошибочных действий летчика и возложению на него вины, а представляют собой рассмотрение всех предпосылок, условий, факторов и обстоятельств их совершения. В результате принимаются меры и разрабатываются рекомендации по исключению выявленных причин ошибочных действий как в организации летного труда, так и в системе предупредительного контроля, а также предпосылок, способствующих развитию опасных ситуаций.

Основным направлением разработки таких рекомендаций в ВВС зарубежных стран является исключение или минимизация неблагоприятного эффекта предпосылок и совершенствование в связи с этим системы предупредительного контроля и организации летной деятельности. В качестве главных предпосылок ошибочных действий летчика рассматриваются пространственная дезориентация, перегрузки, гипоксия и ряд других.

Нарушение пространственной ориентировки считается одной из основных причин инцидентов в воздухе. Дезориентация в полете предшествует 16% авиационных инцидентов, а в 27% случаев заканчивается трагическим исходом. В 2002-2012 годах 31% катастроф вертолетов в США был связан с нарушением пространственной ориентировки экипажа. В военной авиации в целом эта причина отмечается в 25-33% катастроф. Летное происшествие из-за пространственной дезориентации летчика случается каждые 77 519 ч налета.

В связи с этим ведутся исследования и разрабатываются рекомендации по оптимизации системы отображения информации, определению алгоритмов действий летчика для сохранения пространственной ориентации и действий в случае ее нарушения.

Основным направлением обеспечения ситуационной осведомленности и пространственной ориентации летчика является совершенствование его информационного обеспечения и подготовки к действиям в этих ситуациях. Для этого разрабатываются методы оценки способности пилота к визуальному мышлению и его обучения пространственной ориентировке в полете, а также обосновываются требования к инженерно-психологическому проектированию средств отображения воздушной и наземной обстановки и интеллектуальных систем поддержки решений.

Благодаря целенаправленной работе за десять лет количество летных происшествий в ведущих зарубежных странах, таких как ФРГ, Франция, Италия, Испания, в связи с нарушением пространственной ориентировки летчика удалось сократить почти в три раза.

Результаты зарубежных исследований свидетельствуют, что для предупреждения пространственной дезориентации летчика в полете и снижения авиационных катастроф по этой причине необходимы системные и комплексные меры. Прежде всего требуется разрабатывать и совершенствовать аппаратно-программное информирование летчика, обеспечивающее его представление о воздушной обстановке и пространственном положении самолета, в том числе с использованием интеллектуальных систем поддержки принятия им решений и рекомендаций по выполнению полетного задания и обеспечению безопасности полета.

Разрабатываются системы предупреждения летчика о возникновении опасных ситуаций в полете для принятия им своевременных решений и выполнения необходимых действий. Человек реагирует на предупреждающие сигналы в зависимости от установки и индивидуальных особенностей. И это требует изучения особенностей пространственной ориентировки летчика в полете с учетом его индивидуально-психологических особенностей, в том числе оперирования пространственными образами и визуального мышления. Эти особенности подлежат учету при тренировках и выработке индивидуальных рекомендаций пилоту о действиях при срабатывании сигнализации в случае возникновения опасной ситуации в полете.

Обучение летчиков пространственной ориентации является неотъемлемой частью летной подготовки и осуществляется путем моделирования нештатных полетных ситуаций на специальных тренажерах и стендах. При разработке таких методов за основу берутся материалы летных экспериментов по изучению особенностей пространственной ориентации и ситуационной осведомленности летчика при разной скорости полета, на разных высотах и в различных условиях и обстоятельствах, требующих принятия решения в зависимости от складывающейся наземной и воздушной обстановки.

В процессе подготовки используются методы формирования, тренировки и оценки профессионально важных качеств. Для оценки навыков и умений сохранения ситуационной осведомленности и пространственной ориентации летчика разрабатываются соответствующие методы, показатели и критерии. Готовность его к действиям в экстремальных ситуациях обеспечивается формированием рациональных алгоритмов информационной подготовки и принятия решений при их возникновении, а также выработкой необходимых навыков и умений. В ходе летной подготовки отрабатываются действия, способствующие пространственной ориентировке летчика при возникновении иллюзий. В этом случае ему рекомендуется не доверять ощущениям и пилотировать по приборам.

В ВВС зарубежных стран повышенное внимание уделяется сохранению работоспособности летчика при действии перегрузок, которые в маневренном полете ухудшают кровоснабжение головного мозга вплоть до потери сознания. Между тем уже начальные нарушения мозгового кровообращения снижают способность пилота воспринимать речевые сообщения и информацию с индикаторов и дисплеев.

Несмотря на использование им противоперегрузочного костюма, дыхание под избыточным давлением и выполнение специальных дыхательных приемов перед воздействием перегрузки, а также сохранение его работоспособности во многом зависит от индивидуальной устойчивости организма к их воздействию. В наземных условиях ее повышают с помощью специальных тренировок, в том числе с использованием модификации разработанного в свое время в России статоэргометра. Однако наиболее эффективным способом является вращения на центрифуге, позволяющие не только тренировать летчиков, но и обучать их при возрастании перегрузки ощущать, определять и распознавать признаки, предшествующие внезапной потере сознания.

Например, в США и других западных странах для летного состава высокоманевренной авиации обязательны ежегодные вращения на центрифуге для тренировки и оценки устойчивости организма летчика к перегрузкам и ее учета в процессе планирования и организации полетов. Для повышения эффективности тренировок используются различные режимы их воздействия с дыханием под избыточным давлением.

Принципиальным в организации части тренировок является применение летчиком средств защиты: противоперегрузочных костюмов, комплектов кислородного оборудования и другого снаряжения. Кроме того, в ходе них предусматривается контроль состояния позвоночника и оценка скелетно-мышечной готовности организма к воздействию как пилотажных, так и ударных перегрузок. Разработка новых методов и способов оценки и повышения переносимости летчиком пилотажных перегрузок также осуществляется с помощью центрифуг.

Особое внимание зарубежные специалисты уделяют высотно-декомпрессионным нарушениям и своевременному выявлению признаков гипоксии и выведению летчика из этого опасного состояния. В 1994-2012 годах было зафиксировано 73 случая развития декомпрессионной болезни у экипажей самолетов-разведчиков, летающих на предельной высоте. Декомпрессионные нарушения и гипоксия возникают при выполнении маневренных полетов с резким перепадом высот, при катапультировании, разгерметизации и в других случаях. Даже при умеренной гипоксии самочувствие летчика ухудшается, нарушаются его психомоторика и когнитивные функции.

В целях профилактики наступления высотной декомпрессии предусмотрено использование противоперегрузочного костюма, обеспечивающего противодавление, соответствующее высоте 10,6 км, и возможность его регулирования пилотом в случае появления симптомов декомпрессии. Перед взлетом летчик в течение 60 мин дышит чистым кислородом для выведения из организма азота и продолжает это делать в течение всего полета. В последние годы предусматривается дополнительное 10-минутное глубокое дыхание перед полетом. На аэродромах обеспечивается оперативная возможность использования современных технологий выведения организма из опасного состояния посредством дозированного по времени дыхания с повышенным содержанием кислорода под повышенным давлением.

Проблемами предупреждения гипоксии занимаются исследователи многих стран. В одних случаях внимание концентрируется на своевременном выявлении признаков и проведении диагностики гипоксии, в других акцент делается на выявлении и отборе летчиков с повышенной устойчивостью к ней. Получены данные, свидетельствующие о возможности формирования и закрепления в организме способности функционировать в условиях умеренной гипоксии. Однако все признают важность и значимость тренировок по распознаванию гипоксии и повышению устойчивости к ней посредством специальных средств, методов и способов.

Исследования зарубежных специалистов в области авиационной и космической медицины показали, что по мере приобретения опыта и в результате специальных тренировок, в том числе в барокамерах, удается повысить способность летчиков распознавать признаки гипоксии и их готовность пользоваться практическими рекомендациями в складывающихся условиях. В целях предупреждения высотно-декомпрессионных нарушений принимаются организационные меры по своевременному их выявлению, информированию пилота о действиях и необходимости доклада и сообщения о симптомах и признаках, а также разрабатываются меры дополнительного обеспечения его готовности к высотным полетам в случае вылета ранее чем через 72 ч после предыдущего.

В связи с тем что острая гипоксия может привести к потере летчиком работоспособности и сознания и соответственно к авиакатастрофе, тренировки в барокамерах являются составной частью физиологической подготовки летного состава США, ФРГ, Франции, Италии. Разработаны и применяются различные методы высотной тренировки, в том числе с повышенным или пониженным содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе. Летчиков обучают распознавать признаки и симптомы гипоксии, моделируя в барокамере ее воздействие с помощью различных методов и способов. Одновременно в процессе тренировок происходит ознакомление летного состава с кислородным снаряжением и возможными трагическими последствиями гипоксии в авиации.

Полученные навыки позволяют пилоту самостоятельно выявлять признаки гипоксии в полете и немедленно реагировать на них адекватными действиями. Эффект высотных тренировок летчика по самостоятельному распознаванию признаков гипоксии сохраняется не менее трех лет. Некоторые из них распознавались даже по истечении 4-5 лет после тренировок. В отдельных случаях способность распознавать признаки гипоксии сохранялась до шести лет. В связи с этим в ведущих зарубежных странах планируются повторные тренировки по обучению летчиков распознаванию таких признаков в период между третьим и шестым годами практических полетов в зависимости от индивидуальных особенностей организма. Выполнение не в полном объеме указанных мероприятий существенно повышает риск возникновения аварийной ситуации в связи с ошибочными и несвоевременными действиями пилота, а также способствует снижению его профессионального уровня и безопасности полетов.

В последние годы летный состав стал предъявлять жалобы на болевые ощущения, а иногда и острую боль в области шеи, влияющую на самочувствие и ухудшающую функциональное состояние. В связи с этим в ВВС развитых зарубежных стран проведены исследования по выявлению факторов, особенностей конституции и антропометрических характеристик, способствующих появлению таких болей.

Установлено, что возникновение болезненных ощущений у экипажей вертолетов зависит от многих факторов, в том числе массы шлема, времени полета, массы тела и физической подготовки летчика, состояния и рабочей позы в полете. У летчиков маневренной авиации боли мышц шеи возникают чаще и связаны с типом самолета, массой шлема и основной рабочей позой. Имеет значение состояние мышц верхнего плечевого пояса, и особенно мышц шеи, продолжительность пребывания в рабочей позе, а также направленность и частота рабочих движений рук пилота, прежде всего в условиях воздействия перегрузки.

Показано, что оборудование гермошлема прибором ночного видения значительно повышает напряжение мышц шеи, особенно в условиях маневрирования с пилотажными перегрузками выше семи единиц. Для укрепления мышц шеи разработаны специальные упражнения. Выполнять их рекомендовано три раза в неделю в течение трех месяцев для укрепления мышц шеи, что приводит к заметному снижению случаев возникновения болей в этой области во время полетов.

Подготовка летного состава требует значительных материальных затрат и времени. Последствия ошибочных или несвоевременных действий летчика, равно как и тех, кто готовит авиационную технику к полету, измеряются не только колоссальными экономическими потерями, но и человеческими жизнями, а также чреваты падением конкурентоспособности и снижением престижа отрасли. Вот почему за рубежом осуществляется переход от установления ограничений или ориентации на лучшие показатели либо отдельные качества и характеристики будущих летчиков к индивидуальному подходу в прогнозе их профессиональной надежности, работоспособности и психосоматического состояния и принятию на его основе экспертных или организационных решений.

Следствием всего этого является разработка или совершенствование методов, средств и технологий индивидуальной оценки психофизиологических резервов и ресурсов организма по сохранению функциональной готовности к решению задач профессиональной деятельности в условиях воздействия различных факторов.

Несмотря на существование стандартов медицинского обследования кандидатов для обучения летной профессии, не снижается актуальность определения показателей и критериев оценки годности к летной работе и прогноза профессионального долголетия. Психологический отбор не ограничивается тестированием отдельных свойств и качеств, а включает моделирование процесса взаимодействия и оценку совместной работы в группе в условиях воздействия стрессовых факторов.

Применение методов индивидуального прогноза профессиональной надежности летчика предполагает сравнение и анализ динамики показателей, используемых для ее оценки. Отсюда возникает необходимость периодического обследования психосоматического состояния таких пилотов. И этим обусловлено появление за рубежом тенденции ведения динамического наблюдения за состоянием и работоспособностью летного состава с соматической симптоматикой. Эффективность пилотирования, точность выдерживания параметров полета и отслеживания целей на мониторе существенно влияет на выполнение полетного задания и обеспечение безопасности полетов.

В программе подготовки летного состава ВВС США, Франции, ФРГ, Италии, Великобритании большое внимание уделяется формированию навыков пилотирования по монитору, выдерживанию заданных параметров полета и решению задач слежения. Показано, что наличие этих навыков способствует повышению летного мастерства и существенно сокращает количество ошибочных и несвоевременных действий и решений.

По-прежнему актуальной проблемой за рубежом остается обеспечение безопасности катапультирования. Несмотря на усовершенствованные кресла и системы спасения катапультирования более чем в 14% случаев заканчиваются трагически. При этом вероятность успешного катапультирования на высоте менее 150 м существенно снижается. Этим обосновывается продолжение исследований и разработок в интересах обеспечения безопасности катапультирования при маловысотном полете.

В качестве предпосылок летных происшествий за рубежом рассматривается утомление и переутомление летчика и степень восстановления его функционального состояния, особенно после перерывов в летной работе. Общий подход к проведению восстановительных и реабилитационных мероприятий в отношении летного состава недостаточно эффективен. Поэтому акцент в этом процессе делается на целенаправленном восстановлении сниженной устойчивости к перегрузкам, гипоксии и укачиванию, а также на укреплении мышц шеи.

Анализ зарубежных публикаций и докладов на международных научных форумах по проблемам обеспечения психофизиологической надежности летчика говорит о следующем. Исследования летной деятельности и определение факторов, влияющих на функциональное состояние и работоспособность летного состава, ведутся на постоянной основе. В частности, развивается направление исследований, связанное с обоснованием и разработкой индивидуальных рекомендаций по отбору, психологическому обследованию, обучению и оценке готовности летчика к полетам в рамках избирательного подхода к прогнозу его профессиональной надежности и работоспособности.

В связи с этим разрабатываются методы, средства и технологии индивидуальной оценки психофизиологических резервов и ресурсов организма по обеспечению устойчивости к воздействию факторов полета и сохранению функциональной готовности к эффективному решению задач профессиональной деятельности. Ведется мониторинг психосоматического и функционального состояния летного состава в интересах формирования индивидуальной базы данных для прогноза профессиональной надежности и принятия экспертных решений, в том числе при восстановлении психофизиологической надежности, утраченной вследствие продолжительных перерывов в летной работе (в частности, связанных с переутомлением, болезнью и т. д.).

В целом пристальное внимание за рубежом к обеспечению безопасности полетов за счет поддержания функциональной готовности летчика к полету и использования современных средств, методов и подходов к повышению их устойчивости к факторам полетов позволяет сохранять профессиональную надежность летного состава и поддерживать безопасность полетов на мировом уровне. При этом учет психологии и психофизиологических характеристик и возможностей летчика, формирование и поддержание его мотивации на уровне, обеспечивающем его психофизиологическую надежность, а также проведение необходимых для этого исследований рассматриваются как эффективное направление обеспечения безопасности полетов.

Зарубежное военное обозрение. 2017, №9 С. 57-63