Образ в системе психической регуляции деятельности - (реферат)

Образ в системе психической регуляции деятельности - (реферат)

Обратимся к полученным результатам (табл. 6. 6). Прежде всего обращает на себя внимание факт полного отсутствия ошибок у летчиков.

У операторов же число ошибок увеличилось с 34, 3% при работе на имитаторе до 41, 3% в реальном полете. При этом весьма характерно, что возросло число ошибок второго рода—с 19, 8 до 31, 6%, в том числе ошибок в определении направления крена с 11, 1 до 18, 4%. (И это в условиях реального полета, когда через окно видна не только земля, но и крыло самолета! )

Латентный период времени речевого ответа у летчиков в реальном полете существенно уменьшился, у операторов увеличился. По субъективным отчетам, операторы в полете испытывали большие затруднения в определении положения, но не из–за того, что изменилось изображение, а из–за увеличившейся скорости перемещения лучей: "Лучи в полете слишком подвижны, не успеваешь за ними следить". При этом лучи в реальном полете, как и на имитаторе, воспринимались операторами как перемещающиеся относительно него. Что касается летчиков, то восприятие ими лучей в полете принципиально иное по сравнению с восприятием изображения лучей на экране телевизора: в полете коридор, образуемый лучами, воспринимается как лежащий на земле, протяженный в пространстве наземный ориентир, неподвижный, подобно самой земле. И летчик сразу непосредственно воспринимает— видит, где находится его самолет. Отсюда — быстрота и высокая точность определения пространственного положения. В данном случае получены экспериментальные доказательства: а) специфичности образа восприятия, регулирующего действия летчика в полете, в отличие от образа восприятия нелетчика и б) того, что летчик в визуальном полете не только представляет, но и воспринимает (видит) землю и земные ориентиры неподвижными. Специфика содержания оперативного образа, формируемого на основе концептуальной модели летчика в полете, и обусловливает безошибочность оценки пространственного положения.

Рассмотрим, есть ли разница в действиях операторов при работе на имитаторе и в реальном полете.

Судя по количеству и характеру ошибок (табл. 6. 6), эта разница чисто внешняя, определяемая различием "картинок на индикаторах", ибо для оператора СВП в реальном полете является таким же индикатором, как телевизионное изображение лучей. Но в связи с тем что в реальном полете лучи (в видимом поле) перемещаются ("бегают", "скачут") значительно быстрее, чем на экране телевизора, восприятие и оценка фигуры, образуемой ими, в полете затруднены. С точки зрения оператора, "индикация" в реальном полете хуже: больше зашумлена, чем на имитаторе, но различия этих вариантов не являются принципиальными, они чисто количественные. И в реальном полете, и при работе на имитаторе оператор использует обыденный образ пространства, который содержит символ–эталон, сопоставляемый с воспринимаемым символом. Цель его действий и в полете, и на имитаторе—опознать форму предъявляемой фигуры и отнести ее к одному из хранящихся в памяти эталонов.

Иначе говоря, внутреннее содержание действий оператора одинаково как при работе на наземном имитаторе, так и в реальном полете: оперативный образ, регулирующий действия, содержит только представления о конфигурации лучей при различных изменениях положения самолета. Поэтому и различия в показателях эффективности действия оператора определяются только тем, что в полете индикация несколько хуже, чем на наземном имитаторе, в связи с зашумленностью, а не их принципиальным различием.

Сравнение действий летчиков в реальном полете и при работе на имитаторе заставляет предположить, что эти действия различаются принципиально: не только по эффективности, но и по внутреннему содержанию. Они обусловлены различием не только воспринимаемой информации, но и внутреннего содержания оперативных образов, регулирующих действие.

На имитаторе летчик получает от индикатора информацию, которую приходится преобразовывать, и прилагает умственные усилия для формирования правильного представления о положении самолета. То, что имитация СВП построена по принципу "вид с самолета на землю", усугубляет трудности переработки, увеличивает время и число ошибок. При этом возрастает и латентное время исправления режима полета: если в полете оно не превышало 2 с, то при работе на имитаторе за такое время действия выполнялись только в 45% случаев. Анализ маршрутов перемещения взгляда показал, что если в полете летчик определял свое положение только по лучам, то при работе на имитаторе более чем в 50% случаев он обращался к обычным пилотажным приборам—авиагоризонту и навигационному. Кроме того, на имитаторе первые движения штурвалов в 12% случаев были ошибочными. Сопоставление эффективности действий летчика на имитаторе и в полете позволяет считать нецелесообразным конструирование индикаторов пространственного положения путем изображения на его лицевой части картины, видимой из окна самолета. Летчик, который адекватно воспринимает землю и земные ориентиры, несмотря на искажение чувственной основы образа, не может перемещающиеся индексы воспринимать как неподвижные. Чтобы представить себе подвижные индексы "привязанными" к земле, он должен приложить умственные усилия для преобразования информации в образ–представление. Поэтому изображение, в котором в качестве начала отсчета принят самолет, нельзя приравнивать к действительной визуализации полета. Более того, как показали многие эксперименты [76, 80, III, 152], для повышения надежности ориентировки в пространстве более приемлемо изображение по типу индикации "вид с земли на самолет". В наших исследованиях это было подтверждено путем сравнения действий летчиков, использующих при работе на имитаторе попеременно изображение лучей СВП и обычные пилотажные приборы с авиагоризонтом, сконструированные по типу "вид с земли".

Рассмотрим основные результаты экспериментов, в которых принимали участие 8 летчиков, выполнивших 120 заходов на посадку. Качество управления практически не зависело от используемого способа передачи информации. При "пилотировании" по изображению СВП летчики активно использовали информацию от авиагоризонта—на нем взгляд летчика фиксировался 12, 3% времени полета. Оценка отклонений от заданного положения самолета (по крену, курсу и глиссаде) осуществлялась по изображению СВП медленнее, чем по приборам, также медленнее они и исправлялись: по приборам максимальное время составляет 30 с, по изображению СВП—50 с. Особенно существенным было отличие в числе ошибок определения положения: по изображению СВП в 4 раза больше, чем по обычным приборам. Обращает на себя внимание, что направление крена определялось неправильно в 34% случаев всех предъявлений крена.

Важный материал дает субъективное мнение летчиков об изображении лучей СВП. Прежде всего отмечается, что по такому изображению оценка пространственного положения затруднена при отклонениях от посадочной траектории. При этом особенно сложно определение положения, когда индицируется крен самолета. При отклонениях от заданной траектории, отмечали летчики, наглядность индикации мала, "символ воспринимался абстрактным". По изображению лучей "трудно ориентироваться, и задача пилотирования сводилась к удержанию нормальной эталонной формы символа" (Т–образной конфигурации, образуемой лучами). У летчиков изображение лучей на экране не ассоциировалось с неподвижной землей, и они воспринимали конфигурацию лучей как перемещающуюся, "стремились остановить лучи в определенной точке экрана".

Не обладая преимуществом наглядности, изображение СВП, как отметили летчики, не дает в то же время и количественной информации о параметрах полета, что, конечно, затрудняет пилотирование.

В наших исследованиях летчики использовали три системы информации: систему визуального полета (СВП в реальном полете), телевизионное изображение лучей СВП и систему электромеханических пилотажных приборов, выдающих в основном информацию о параметрах полета и положении самолета в пространстве. Материалы экспериментов показали, с одной стороны, явное преимущество данной системы посадки по сравнению с обычной системой приборной индикации, с другой—преимущество обычной системы приборной индикации по сравнению с телевизионным изображением СВП.

Различия в эффективности и надежности действий летчика при использовании перечисленных систем обусловлены прежде всего психологически: различиями оперативного образа, формируемого в каждом случае, и его соотношением с концептуальной моделью.

Особенности формирования оперативного образа в приборном полете описаны выше. Здесь лишь отметим, что информация, выдаваемая летчику приборами, ориентирована относительно координат земли, а следовательно, соответствует концептуальной модели—геоцентрическому образу полета. Поэтому оперативный образ, формирующийся при восприятии показаний приборов и регулирующий конкретные действия летчика, адекватен задаче пилотирования, обеспечивает возможность мысленной антиципации. Но приборные сигналы адресованы преимущественно вербально–логическому уровню отражения; на основе их восприятия формируется чувственно–обедненный оперативный образ, хотя и адекватный. В нормальных условиях это не сказывается на деятельности летчика, но при их усложнении обнаруживается неполноценность образа. В этой связи возникает задача его "чувственного насыщения". Она может решаться путем визуализации полета либо специального обучения летчика, направленного на формирование у него развитой (богатой) концептуальной модели; наиболее эффективно, конечно, сочетание обоих путей. Лучи СВП также ориентированы относительно координат земли и соответствуют геоцентрической концептуальной модели, сложившейся у летчика в процессе его профессиональной деятельности. Оперативный образ, формирующийся при восприятии этих лучей, не требует специального мысленного преобразования перцептивного образа. Более того, он подкрепляет, усиливает и в некотором отношении чувственно обогащает концептуальную модель, обеспечивая вместе с тем хорошие возможности не только мысленной, но и перцептивной антиципации. При этом и фактически, и психологически полет по СВП—это визуальный полет. Этим объясняется легкость, естественность пространственной ориентировки. Оперативный образ при использовании СВП адекватен задачам такой ориентировки и пилотирования. При этом задача пилотирования даже облегчается, поскольку СВП не просто естественный ориентир, это—искусственно (в соответствии с требованиями управления летательным аппаратом) построенный в реальном пространстве протяженный ориентир (коридор), точно указывающий траекторию захода и посадку. Можно даже сказать, что это—"материализованный образ траектории", который прежде создавался в голове пилота, требуя значительных умственных . усилий.

Сложнее дело складывается при управлении самолетом по телевизионному изображению лучей СВП. В этом изображении воспроизводится не реальность, а, говоря словами А. Н. Леонтьева, "чувственная ткань" восприятия. При внешнем сходстве двух последних систем они принципиально различаются психологически. Формирующийся при восприятии телевизионного изображения оперативный образ ориентирован относительно не неподвижных земных координат, а движущегося самолета (самолет принимается за начало отсчета). Он не соответствует геоцентрической концептуальной модели, поэтому для того, чтобы этот образ мог выполнить свою регулирующую функцию, он должен быть мысленно перестроен, переструктурирован. Сознание летчика в данном случае направлено на то, чтобы отстроиться от впечатления изображаемых движущихся лучей и создать образ–представление, противоположный перцептивному образу. При этом ослабляется возможность антиципации. В результате снижается надежность и эффективность действий.

Сравнительный анализ оперативных образов, возникающих у летчика при работе с тремя разными системами (пилотажные приборы, СВП и телевизионное изображение СВП), приводит к выводу о том, что при проектировании летной деятельности, прежде всего при разработке технических средств отображения информации, а также методов и технических средств обучения, необходимо опираться на знание специфичности концептуальной модели, формирующейся у летчика в силу требований профессии—геоцентрического образа полета. Эффективность этих средств и методов в плане их влияния на надежность, скорость и точность человеческого действия зависит от того, соответствуют ли они концептуальной модели и способствуют ее подкреплению или, наоборот, мешают ее реализации. Главный вопрос здесь: на какую точку отсчета ориентирована система передачи информации (и методы обучения)— на координаты неподвижной земли или движущегося самолета. 6. 3. УЧЕТ СПЕЦИФИКИ ОБРАЗА ПОЛЕТА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИНДИКАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ САМОЛЕТА

Индикатор пространственного положения — авиагоризонт —используется в авиации более полувека. Это один из важнейших приборов, занимающих центральное место на приборной доске. Его функции—обеспечивать не только пилотирование, но и пространственную ориентировку вне видимости земли. Основу лицевой части авиагоризонта составляет изображение линии искусственного горизонта. силуэта самолета и шкалы тангажа. Существуют два основных типа этого прибора (рис. 1). На первом представлен подвижный (относительно продольной оси, т. е. по крену) силуэт самолета. Линия горизонта перемещается только относительно поперечной оси самолета, вверх и вниз, параллельно самой себе. Она разделяет изображение "земли" и "неба" на шкале тангажа. При перемещении линии горизонта вниз силуэт самолета оказывается на фоне голубого поля, и это означает положительный угол тангажа. Такой Рис. 1. Схематичное изображение авиагоризонта

1 — вид индикации "с земли на самолет": 1 — левый крен. 2 — правый крен; II — вид индикации "с самолета на землю": 1 — левый крен, 2 — правый крен

способ индикации пространственного положения самолета называют "вид с земли на самолет".

На втором типе прибора представлен неподвижный силуэт самолета и перемещающаяся линия горизонта, которая не только уходит вверх или вниз, но и наклоняется вправо (при левом крене) или влево (при правом крене). Такую индикацию принято называть "вид с самолета на землю". Положение самолета определяется через оценку положения земли и горизонта относительно самолета. Иногда этот вид индикации характеризуют как "прямой", или "естественный", основываясь на том, что на индикатор перенесено изображение видимого поля, т. е. перемещающегося относительно положения наблюдателя (в самолете) пространства. Иными словами, индикатор воспроизводит необычную "чувственную основу" образа восприятия. Сделаны попытки визуализировать слепой полет, обеспечить внешнее сходство видимых летчиком картин в визуальном и приборном полетах.

Поскольку такое направление попыток визуализации полета противоречит выводам, полученным в нашем исследовании, остановимся на проблеме визуализации несколько подробнее.

Концепция целесообразности индикации летчику аналога того, что он видит из кабины, была выдвинута в США еще в 30–х годах, и именно она реализована в большинстве авиагоризонтов, используемых в авиации зарубежных стран. Практика полетов и научные факты поставили эту концепцию под сомнение. Мы считаем эту концепцию ошибочной, так как при создании индикатора не учитывалась специфичность формирующегося у летчика образа полета. Индикатор воспроизводит лишь некоторые моменты афферентации, внешне сходные с теми, которые связаны с сенсорно–перцептивным уровнем отражения. Все же остальные уровни той сложной системы, какой является образ полета, при этом игнорируются.

И тем не менее ошибочная концепция оказалась живучей. Одна из причин этого заключается в том, что индикация создается в расчете на человека, не имеющего летного опыта.

Обычно человек нелетной профессии, в том числе и инженер–конструктор авиаприборов, воспринимает, будучи в полете, землю и горизонт перемещающимися. Отсюда стремление дать на индикаторе подвижный индекс авиагоризонта. Но можно ли такое представление информации считать шагом в визуализации полета? Нам кажется, нельзя. Под термином "визуализация полета" понимается создание такой картины, которая при отсутствии видимости земли воспроизводит ситуацию такой, какой она наблюдается в условиях визуального полета. Эта картина не обязательно соответствует реальной ситуации, которая должна была бы наблюдаться в данный момент, но впечатление, что ситуация, отображаемая в картине, реальна, создавать должна. Отсюда следует, что картина должна быть объемной при строгом сохранении масштаба, что для летчика эта картина должна занимать по горизонту угол около 150°, по углу места—около 125°, как это бывает в визуальном полете. Горизонт на картине должен при всех эволюциях самолета совпадать с невидимым естественным горизонтом. На этой картине нужно воспроизвести бег земной поверхности и многое другое. Только при выполнении этих очевидных условий можно говорить о действительной визуализации полета, создающей впечатление, подобное "эффекту присутствия". Иначе говоря, визуализация, которая могла бы быть эффективной, должна строиться с таким расчетом, чтобы она могла "запустить" всю совокупность механизмов психического отражения, которые работают в визуальном полете.

В зарубежной литературе большой интерес к вопросам визуализации полета наблюдался в 60–х годах [33, 163]. Тогда предполагалось, что разрабатываемые телевизионные, радиолокационные и инфракрасные системы с изображением внекабинного пространства на ЭЛТ послужат средством визуализации полета. Этого не произошло из–за принципиальных различий между видом внекабинного пространства и тем, что изображается на экране ЭЛТ. Малые углы обзора, изменение масштаба, отсутствие глубины на ЭЛТ привели к тому, что они не могли быть использованы в качестве систем визуализации полета. Визуализация полета, которая предполагает представление летчику информации об окружающем самолет пространстве в естественной, привычной для него форме, не была реализована. Такая информация не требует декодирования и расшифровки сигналов, и в этом ее основное преимущество перед любым другим видом информации.

В основе концепции визуализации лежит инженерно–психологический принцип, который иногда называют "принципом наглядности", иногда "принципом реализма" [163]. Его суть можно было бы сформулировать так: чем более информационная модель подобна воспроизводимому в ней объекту по тем свойствам, которые отражаются человеком непосредственно, т. е. на сенсорно–перцептивном уровне, тем легче с ней работать. Если следовать этому принципу, то нужно стремиться к созданию таких информационных моделей, при восприятии которых у человека возникало бы как можно более сильное впечатление, что он воспринимает реальный объект. Идеальным с этой точки зрения является такая информационная модель, работая с которой человек не может различить, что он воспринимает: реальный объект или его модель. И надо сказать, что научно–технический прогресс уже на современном этапе развития позволяет реализовать рассматриваемый принцип во многих отношениях. В целом преимущество информационных моделей, сенсорно–перцептивно подобных объекту, в том, что они позволяют человеку с высокой степенью полноты использовать его житейский опыт, включая 132 способы и формы действий (и поведения), которые сформировались в процессе накопления этого опыта. Такие модели особенно эффективны, когда решается задача: создать "эффект присутствия". Весьма целесообразно использовать их в процессе обучения человека, в том числе профессионального.

Однако возникает вопрос: является ли рассматриваемый принцип универсальным? На наш взгляд, нет. Ведь он, как говорилось, относится только к одному уровню психического отражения. Между тем концептуальная модель и поэтапно реализующие ее в деятельности оперативные образы многомерны и многоуровневы, и это должно учитываться при разработке информационных моделей. Человек эффективнее и надежнее работает с системой приборов, чем с телевизионным изображением ЛСП, хотя, казалось бы, "принцип наглядности" в последнем случае реализуется полнее, чем в первом. Но дело не в примерах (их можно было бы привести много). Любая информационная модель, используемая в системах "человек—машина" должна оцениваться по крайней мере в двух аспектах: а) насколько полно и точно— с точки зрения задач управления —в ней отображается управляемый объект; б) в какой мере она соответствует информационной модели, складывающейся у человека–оператора, и способу (механизму) психической регуляции его действий. В этой связи подчеркнем следующее: информационная модель должна помогать оператору быстро и точно оценивать реальную ситуацию, принимать обоснованные решения и выполнять осознанно управляющие действия. А это требует того, чтобы модель "высвечивала" прежде всего существенные для решения задач управления признаки объекта. Нередко модели, обладающие высокой степенью наглядности, не удовлетворяют этому требованию, а иногда и просто противоречат ему. Излишняя их наглядность затрудняет для оператора оценку сути происходящих событий. В этом случае получается эффект прямо противоположный тому, на который рассчитан принцип наглядности: необходимость выполнять специальные умственные действия по декодированию и перекодированию поступающей информации не только не уменьшается, а, напротив, увеличивается (правда, по своему психологическому содержанию здесь требуются действия иного типа по сравнению с действиями' преобразования знаковой информации).

Заключая, можно сказать, что принцип наглядности эффективен в той мере, в которой он соответствует концептуальной модели, подкрепляет эту модель и способствует ее реализации в оперативных образах, а также управляющих действиях оператора.

Когда речь идет о наглядных информационных моделях, возникает еще один вопрос: что именно такая модель делает наглядным, с какой точки зрения (в буквальном смысле этого слова)?

В этой связи вернемся к сравнительному анализу двух основных типов авиагоризонта. Строго говоря, ни один из них не может претендовать на визуализацию [5 *0цснивая эти приборы с психологической точки зрения, в лучшем случае можно говорить лишь об элементах визуализации. ]полета, так как информация от каждого из них требует мысленных преобразований, поэтому ни один не дает абсолютно надежного определения пространственного положения самолета в особо сложных условиях. Необходимость преобразования информации от авиагоризонта в таких условиях нередко приводит к ошибкам летчика. Поэтому главный вопрос здесь, пожалуй, в том, какой вид индикации легче поддается расшифровке.

Что же касается степени наглядности каждого из типов авиагоризонта, то она примерно одинакова. Основная разница в том, что один представляет наглядную (но очень редуцированную) картину кажущегося движения горизонта относительно самолета, другой—реального движения самолета относительно земли. Поэтому первый часто определяют как "вид с самолета на землю", а второй— "вид с земли на самолет". Поскольку второй тип авиагоризонта более соответствует концептуальной модели, формируемой у летчика, и задачам управления, поступающая от него информация преобразуется легче, чем информация от. первого типа, не соответствующего информационной модели. Поэтому очень многие летчики, оценивая авиагоризонт "вид с земли на самолет", говорят, что "он более наглядный— его легче расшифровать". Неудовлетворенность летчиков, в частности зарубежных (а они работают с авиагоризонтом "вид с самолета на землю"), приборами с подвижной линией авиагоризонта, большое число ошибочных решений при определении пространственного положения самолета вызвали к жизни научно–прикладные исследования особенностей восприятия и реакций летчиков на предъявленный вид индикации авиагоризонта. В монографии 3. Гератеволя [37] приводятся интересные данные, относящиеся к оценке принятого за рубежом вида индикации. В частности, в результате испытаний авиагоризонта в кабине Линка показано, что прибор, сконструированный по принципу "с земли на самолет", значительно лучше, чем авиагоризонт, используемый в ВВС США. Эта мысль поясняется рис. 2. Автор монографии приводит психологическое объяснение явлению ошибочного обратного движения, которое возникает из–за измененного соотношения "изображение—земля". Обычно горизонт воспринимается летчиком как неподвижная ориентирная черта, на фоне которой движется самолет. Если, например, в слепом полете действительный горизонт исчезает, то летчик рассматривает свой самолет как центр системы ориентирования, по отношению к которому все указатели, в том числе указатель авиагоризонта, указывающий движение, становятся изображениями. Короткая, близко расположенная и неточно ориентирующая поперечная черта на приборе не может заменить широкий, далекий и "непогрешимый" действительный горизонт. Это смещение значений обусловливает затем смещение в определении своего положения [37]. Автором был сделан вывод о том, что в полете по приборам действуют закономерности восприятия, отличные от закономерностей, определяющих восприятие пространства в визуальном полете.

Несмотря на отрицательную оценку принятого за рубежом вида индикации, его продолжают использовать как пилотажный прибор и как индикатор пространственного положения, т. е. нельзя отрицать, что вид индикации "с самолета на землю" обеспечивает успешность действий летчиков. Но, по–видимому, пренебрежение психологическими механизмами ориентирования не могло не сказаться отрицательно на надежности действий летчика в сложных условиях полета. Не случайно за рубежом проблема индикации обсуждается и в 60–е, и в 70–е годы. В частности, исследователи пишут о психологическом дефекте принятого принципа индикации и продолжают поиски путей ее оптимизации.

Рис. 2. Трудности использования авиагоризонта с принципом индикации "вид самолета на землю":

а — действительное показание авиагоризонта: б —так летчик должен мысленно повернуть авиагоризонт, чтобы определить истинное положение самолета по отношению к горизонту (по 37)

Индикатор пространственного положения (точнее, принцип индикации) не менялся с тех пор, как он был принят в 1929 г. И тем не менее многие исследователи и летчики ставят вопрос о недостатках— с точки зрения человеческого фактора —данного вида индикации, говорят о преимуществах вида индикации "с земли на самолет", причем часто на основании экспериментальных исследований. Крупный авторитет в области инженерной психологии (и один из ее основателей) А. Чапанис еще в 1959 г. приводил экспериментальные доказательства неудовлетворенности авиагоризонта "вид с самолета на землю". Он отмечал, что такой прибор путает даже опытных летчиков. Примечательно, что этот тип авиагоризонта приводится им как пример ошибочности решений, опирающихся только на житейский смысл(common sense). Будьте осторожны с "житейским смыслом", призывает Чапанис, когда речь идет о создании приборов; часто он приводит к неверным решениям; разработка приборов не может довольствоваться "здравым рассудком", а должна основываться на строгих научных, прежде всего экспериментальных, данных.

Экспериментальные исследования восприятия двух типов авиагоризонта проводились и позднее. В частности, в работе [167] изложены результаты сравнительного исследования эффективности их использования. В исследованиях участвовали две группы испытуемых: малоопытные (налет меньше 400 ч) и опытные (налет больше 1000 ч) летчики (32 человека). Учитывались двигательные реверсионные ошибки, время начала управления и ряд других показателей. Анализ ошибок показал, что при использовании подвижного силуэта самолета число ошибок в двух группах летчиков не различалось, тогда как при использовании подвижной линии горизонта малоопытные ошибались чаще, чем опытные. Это прослеживалось и по другим показателям: при использовании индикатора с подвижной линией горизонта качество действий малоопытных летчиков было хуже по сравнению с использованием непривычного для них авиагоризонта. В результате работы авторы предложили заменить используемый в США прибор индикатором с подвижным по крену силуэтом самолета и линией горизонта, перемещающейся параллельно самой себе по шкале тангажа. Поводом для такого предложения послужило то, что по мнению авторов, именно этот индикатор соответствует "подсознательным" стремлениям летчиков видеть горизонт расположенным перпендикулярно относительно продольной оси их собственного тела.

Мы привели эти данные, чтобы показать, что в США до сих пор ведутся исследования, направленные на пересмотр повсеместно распространенного там принципа индикации крена на авиагоризонте. Следовательно, проблема вида индикации не представляется окончательно решенной и в стране, в которой этот принцип используется в течении более чем 50 лет.

В справочнике по инженерной психологии [33], изданном в США в 1966 г. , о проблеме вида индикации говорится как о еще не решенной. В общем случае рекомендуется ориентиры пространства отображать фиксированным индексом пространства, а движение объекта—подвижным. О потребностях пересмотра принципа индикации свидетельствует и ряд исследований, посвященных обоснованию новых принципов индикации ("Киналог" с частотным разделением) [160, 166].

Принцип "Киналог" (кинетический аналог полета) основан на постулате о необходимости предъявления летчику такой информации, которая в самых сложных условиях полета позволяла бы действовать быстро и правильно. Автор прибора [166] считает, что "Киналог" позволяет получить визуальную информацию, не противоречащую кинестезическим ощущениям. Это достигается сменой видов индикации в соответствии с изменением ощущений летчика. Например, при вводе в крен летчик ощущает кренение самолета и видит на приборе кренящийся самолет. После стабилизации крена в координированном развороте летчик не ощущает крена и на приборе видит стабилизированный самолет и наклонную линию горизонта. Прибор "Киналог", насколько нам известно, не только не внедрен ни на один самолет, но и не проходил инженерно–психологических исследований. Но для нас интересен сам факт стремления разрабатывать новые принципы индикации пространственного положения. Авторы предложения сконструировать авиагоризонт с частотным разделением [160, 168] исходили из неудовлетворенности авиационной практики индикацией "вид с самолета на землю". Они указывали, что двигательные ошибки при использовании подвижной линии горизонта обычно связаны с необходимостью быстро реагировать на замеченные отклонения в пространственном положении самолета. При таких ситуациях, считают авторы, необходимо, чтобы индексы в ответ на управляющие воздействия двигались в ожидаемом направлении. Этого принятый за рубежом авиагоризонт не обеспечивает. Отсюда— большое

    136

число ошибок при выводе самолета из сложного положения: на 64 предъявления индикатора "вид с самолета" было совершено 14 ошибок, а индикатора "вид с земли"—только 3 ошибки. При этом ошибки при использовании привычного для летчиков авиагоризонта ("вид с самолета") имели устойчивый характер. В качестве теоретического объяснения недостаточной эффективности использования вида индикации "с самолета", в зарубежной психологии предлагается положение об изменении соотношений "фигура—фон" при полете по приборам. В визуальном полете любое движение самолета в пространстве летчик воспринимает как свое движение (фигура) по отношению к подвижной земле (фону). Такое восприятие генетически обусловлено: в процессе эволюции животного мира, а также онтофилогенетического развития человека сформировался биологически целесообразный геоцентрический принцип ориентации и движения в пространстве, т. е. человек в качестве основы для ориентирования использует генетически унаследованную систему координат. При этом летчик вместе со своим продолжением— самолетом —перемещается как единое целое относительно земли и горизонта. Для данного вида передвижения в пространстве глубочайший смысл состоит в том, что именно в этой системе координат органически сочетаются два компонента образа полета: а) пространственная ориентировка; б) чувство самолета.

Когда летчик управляет самолетом вне видимости земли, по приборам, вся кабина становится неподвижным фоном, по отношению к которому все указатели, в том числе и указатель крена (линии авиагоризонта или силуэт самолета), становятся фигурами. Причина двигательной ошибки при использовании индикации "вид с самолета" в том, что летчик на наклон линии искусственного горизонта реагирует как на наклон самолета.

В работе [167] аргументация авторов в пользу индикатора с подвижным силуэтом самолета состоит в следующем: прибор с подвижным по крену силуэтом самолета соответствует представлению человека о положении самолета в пространстве. ' Летчик оценивает перемещение самолета по отношению к реальному пространству, а не наоборот. В визуальном полете это стремление выражается в том, что при кренах летчик поворачивает голову определенным образом. Для иллюстрации в статье [167] приводится рисунок с объяснениями, которые направлены на обоснование принципа индикации "с земли на самолет" (рис. 3). Если в визуальном полете летчик стремится держать голову вертикально по отношению к реальному горизонту, то в полете по приборам он стремится держать ее вертикально по отношению к поперечной оси самолета. По этой причине линия горизонта на индикаторе должна оставаться горизонтальной по отношению к полу кабины. Вывод о преимуществе вида индикации "с земли на самолет" не имел практических последствий. В течение нескольких десятилетий зарубежные летчики пилотируют и ориентируются по индикатору с подвижной линией горизонта. В нашей стране до последнего времени преобладает вид индикации авиагоризонта "с земли на самолет", но около десяти лет назад начались настойчивые попытки изменить

Рис. 3. Основания для предпочтения авиагоризонта с движущимся силуэтом самолета:

а —летчик держит голову прямо по отношению к вертикальной оси самолета, и горизонт кажется ему наклонным; б — летчик вынужден поворачивать голову, чтобы горизонт остался фиксированным. 1 — ось, проходящая через голову и тело параллельно вертикальной оси самолета; 2 — реальный горизонт; 3 — плоскость, проходящая через глаза, 4 — угол между линией горизонта и плоскостью глаз; 5 — ось, проходящая через голову; 6 — ось, проходящая через тело; 7 — вертикальное перемещение горизонта (по 167) конструкцию лицевой части на противоположную. При этом одним из аргументов сторонников изменения вида индикации является ссылка на зарубежный опыт. Поэтому мы и постарались показать, что и за рубежом проблему нельзя считать решенной.

Анализ состояния проблемы индикации за рубежом позволяет сделать ряд выводов. 1. Принятый и используемый в течение вот уже пятидесяти лет прибор с подвижной линией горизонта и подвижным силуэтом самолета многие специалисты считают недостаточно пригодным для индикации пространственного положения самолета. 2. За рубежом продолжаются исследования, направленные на выбор и оценку другого принципа индикации пространственного положения, в том числе вида "с земли на самолет".

3. Критика индикации "вид с самолета на землю" основана на практическом опыте эксплуатации (наличие аварий и катастроф из–за ошибок интерпретации показаний авиагоризонта), а также на теоретических представлениях о механизмах восприятия пространства в полете по приборам (теория фигуры и фона, генетическая обусловленность геоцентрического характера представления человеком пространства).

Рассмотрим основные результаты отечественных исследований действий летчика при использовании двух видов индикации авиагоризонта.

Эксперименты, проведенные авиационными психологами в 40— 50–х годах, показали, что индикатор с подвижным силуэтом самолета обладает преимуществами, с точки зрения восприятия и оценки пространственного положения по сравнению с индикатором противоположного вида. Вероятность правильных решений и скорость реакции были выше при использовании вида индикации "с земли на самолет".

В 1977 г. описан летный эксперимент [76], проведенный с участием планеристов, обладающих летным опытом и вместе с тем не использовавших прежде ни один из оцениваемых видов индикации. Лучшие результаты по качеству пилотирования и по субъективной оценке планеристов показал авиагоризонт с подвижным силуэтом самолета.

Исследования, проведенные в наземных условиях (при помощи тахистоскопа и имитатора) [80], также показали большую эффективность действий при использовании индикатора с подвижным силуэтом самолета. Авторы объясняют преимущество индикации "с земли на самолет" более адекватным отражением реальной обстановки в субъективном пространственном образе, регулирующая функция которого тесно связана со сложившейся в фило– и онтогенезе геоцентрической системой отсчета. В исследовании, проведенном на имитаторе полета [112], при сравнении эффективности вывода самолета из сложного положения выявлены различия в способах действий в зависимости от вида индикации: при использовании индикатора с подвижным силуэтом самолета летчики, выполняя действие, осознанно представляли его пространственное положение; при использовании индикатора с подвижной линией горизонта вывод из сложного положения осуществлялся "механически". Как известно, механически выполняемые операции обладают внутренней ненадежностью, которая особенно проявляется в условиях усложнения обстановки полета.

Обобщая результаты исследований, можно заключить, что в своей попытке объяснить преимущество индикатора "вид с земли на самолет" большинство авторов так или иначе опираются на мнение, что этот вид индикации соответствует системе психической регуляции ориентировки человека в пространстве, т. е. теоретической концептуальной модели, в частности образу полета. На основании экспериментальных данных, а также многочисленных высказываний летчиков можно утверждать, что для их подавляющего большинства (> 95%) пространственная ориентировка легче осуществляется на основании принципа индикации "с земли на самолет". И это мы связываем с соответствием вида индикации содержанию образа пространственного положения.

Рассмотрим некоторые аргументы сторонников противоположного вида индикации. Первый из них, о том, что вид индикации "с самолета на землю" приближает визуализацию полета, мы, как нам кажется, сумели опровергнуть: ни один из видов индикации современных индикаторов пространственного положения не может претендовать на то, чтобы быть действительным визуализатором полета. Понятия визуализации и индикации—это разные понятия. И можно сравнивать лишь степень наглядности различных индикаторов, а не степень соответствия их визуализаторам полета. Второй аргумент против сохранения на отечественных самолетах вида индикации "с земли на самолет" заключается в следующем: данный принцип индикации неприемлем при внедрении новых видов индикации, прежде всего индикатора на лобовом стекле кабины. Поскольку индикатор на лобовом стекле(ИЛС) предназначен для пилотирования не столько в облаках, сколько при видимости земли и естественного горизонта, а также в условиях частой смены ориентировки, постольку на нем якобы должна быть изображена линия горизонта, совпадающая с видимой линией естественного горизонта. В противном случае, как полагают сторонники внедрения вида индикации "с самолета на землю", неизбежны ошибки, особенно при переходе от приборной ориентировки к визуальной. А раз на ИЛС неприемлем вид индикации "с земли на самолет", то и на приборной доске следует применить противоположный вид индикации авиагоризонта для обеспечения единообразия.

Опираясь на теоретические представления о содержании и функционировании образа полета, мы считаем данный аргумент ошибочным. Дело в том, что при переходе от приборного полета к визуальному образу восприятие реального пространства— земли и естественного горизонта —является доминирующим. В полете же по приборам, когда естественный горизонт не виден, летчик легче ориентируется по подвижному силуэту самолета. Для летчика при полете в облаках существует единственная линия искусственного горизонта на авиагоризонте и положение относительно нее искусственного силуэта самолета. Для него важно положение самолета относительно линии горизонта, поверхности земли, а не наоборот; линия искусственного горизонта при полете в облаках для летчика—единственная, и ему никогда не приходит в голову сравнивать ее положение с невидимой линией естественного горизонта. Летчик управляет самолетом, и для него естественно оценивать результат своих управляющих воздействий по крену вращения силуэта самолета относительно линии искусственного горизонта. Наше мнение, основанное на психологическом анализе образа полета, подтвердилось результатами использования в полете индикатора на лобовом стекле. По нашей просьбе высококвалифицированные летчики–испытатели высказали свои наблюдения, касающиеся особенностей восприятия информации при использовании ИЛС. “Первые полеты с ИЛС выполнялись в простых метеоусловиях. Вид индикации по крену на лобовом стекле был "с самолета на землю", а на приборной доске стоял прибор с видом индикации "с земли на самолет". Часть летчиков знали, что виды индикации на авиагоризонте и лобовом стекле различны, часть же летчиков перед полетом не обратили на это внимания. В полете были получены очень интересные факты. У тех летчиков, которые знали, что индикация крена на ИЛС вид "с самолета на землю", после полета возникало недоумение: как же так, говорили, что вид индикации на лобовом стекле "с самолета на землю", а на самом деле "с земли на самолет"? И только после сознательного анализа и концентрации внимания на том, что линии естественного и искусственного горизонтов неподвижны относительно друг друга, а относительно них обеих вращается силуэт самолета, убеждались, что вид индикации на ИЛС действительно "с самолета на землю"”. Те же летчики, которые не старались разбираться в этом вопросе, были убеждены, что вид индикации на лобовом стекле и на авиагоризонте одинаков, причем "с земли на самолет". И только после посадки, при разборе полета, они обнаруживали свое заблуждение. При 140

этом в воздухе ни у одного из летчиков не возникало каких–либо затруднений в пилотировании из–за разницы в видах индикации. Это объясняется тем, что в визуальном полете, когда виден естественный горизонт, летчик ориентируется по нему. Когда же начали выполнять полеты в сложных метеоусловиях, то при входе в облака все летчики сразу заметили, что вид индикации на лобовом стекле—"с самолета на землю". Был проведен очень простой эксперимент: на снижении за облаками при хорошей видимости естественного горизонта при пилотировании по ИЛС самолет плавно перекладывался из крена в крен. При этом вращение носовой части самолета и искусственного силуэта относительно естественного и совпадающей с ним линии искусственного горизонта воспринималось как вполне естественная реакция на дачу рулей. Как только самолет входил в облака и видимость естественного горизонта пропадала, летчик сразу воспринимал силуэт самолета неподвижным, а линию искусственного горизонта—вращающейся, причем в сторону, противоположную управляющим воздействиям на рули. Летчики сами сделали следующий вывод из своего наблюдения: для них всегда началом отсчета крена самолета является линия горизонта (естественного при визуальном пилотировании и искусственного при полете в облаках). Летчик никогда не управляет горизонтом, это для него противоестественно. Поэтому воспринимая одновременно, с одной стороны, естественный горизонт и вращение относительно него носа самолета, а с другой—индикацию: силуэт самолета на ИЛС, а также приборную доску, на которой он видит вращение силуэта самолета относительно искусственного горизонта, он даже не замечает, что виды индикации различны. Но, утверждают летчики, на индикаторе на стекле желательна индикация вид "с земли на самолет", так как это облегчает пилотирование и ориентировку в облаках. При визуальном полете летчику безразличен вид индикации, так как у него нет никакого сомнения относительно пространственного положения самолета. Полеты с ИЛС, на котором использовался вид индикации "с земли на самолет", не вызвали затруднений у летного состава. Существенным недостатком вида индикации "с самолета на землю" летчики считают трудности оценки положения при больших углах тангажа, особенно в перевернутом положении. В приборном полете при углах тангажа больше 30°, когда линия искусственного горизонта уходит из поля зрения летчика и он видит только один цвет, судить о том, что самолет находится в перевернутом положении, он может только по тому, что цифра на шкале тангажа перевернута. При виде индикации "с земли на самолет" летчику все ясно: самолет в перевернутом положении, так как силуэт самолета на авиагоризонте—колесами вверх. При этом при любых эволюциях самолета оцифровка шкалы тангажа находится перед летчиком в нормальном положении, и он без затруднений считывает значения угла тангажа.

Подводя итог, попытаемся в обобщенном виде изложить доводы в пользу представления информации о пространственном положении по типу "вид с земли на самолет".

Прежде всего мы исходим из принципа, что изображение пространственного положения на индикаторе должно соответствовать содержанию образной концептуальной модели, формируемой у летчика. Мы считаем, что подавляющее большинство летчиков—и это доказывается не только данными самонаблюдений, но и экспериментальными материалами—воспринимают в визуальном полете (и представляют в приборном) землю и горизонт неподвижными, самолет—перемещающимся относительно земли. Образ отражения летчиком пространства в полете соответствует образу пространства, сложившемуся в процессе жизни человечества на земле.

В полете по приборам функционирует адекватный по содержанию образ–представление. Изображение на индикаторе неподвижного авиагоризонта и подвижного самолета соответствует содержанию этого образа. В простых условиях полета, когда восприятие прибора происходит без значительных перерывов, функционирование образа, регулирующего ориентировку, также не требует умственных усилий, и представление информации по типу "вид с земли на самолет" способствует тому, что регуляция осуществляется подобно тому, как это происходит в визуальном полете.

В случае усложнения задач летчика и неизбежных в связи с этим перерывов в восприятии индикатора пространственного положения возможно расхождение содержания образа—представления с реальным положением самолета в пространстве. Это расхождение наиболее вероятно при незаметно возникшем изменении положения самолета по крену или тангажу. Возникает описанное выше рассогласование между сенсорно–перцептивным, с одной стороны, представленческим и понятийным —с другой, уровнями психического отражения. В такой ситуации ориентировка регулируется на речемыслительном уровне, причем использование индикатора, построенного по принципу "с самолета на землю", усложняет процесс мышления, прибавляет к циклу умственных действий дополнительное действие преобразования воспринимаемого изображения крена в представление о крене в геоцентрической системе координат.

Использование индикации "вид с земли на самолет" не требует этого дополнительного преобразования. Изображение положения самолета на индикаторе совпадает с образным представлением, сформированным у летчика: с содержанием его концептуальной модели.

6. 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ РОЛИ ОБРАЗА ПРИ ОБУЧЕНИИ ЛЕТЧИКОВ

Образ полета, или то специфическое субъективное отражение пространства и объекта управления, которое регулирует действия летчика, формируется в течение всей летной деятельности. Начинается формирование образа полета в период первоначального обучения. Летчик, у которого по какой–либо причине не сформирован полноценный образ полета, т. е. психический образ, актуально значимыми компонентами которого являются наглядное представление о положении самолета в пространстве и чувство самолета, хотя и способен точно пилотировать самолет на основе показаний приборов, надежность его действий оказывается сниженной. 142

Дело в том, что, как было показано, в случае сведения образа полета к приборному образу теряется присущая человеку гибкость поведения, а это губительно сказывается на действиях в нестандартных сложных ситуациях деятельности. Не случайно опытные летчики утверждают, что летчик, который летает, "уткнувшись в приборы", не может быть надежным: высока вероятность, что он потеряет пространственную ориентировку, растеряется в аварийной обстановке. Между тем уровень технической оснащенности современной авиации невольно способствует тому, чтобы ослабить потребность в полноценном образе полета, ослабить саму регулирующую роль образа пространственного положения и чувства самолета. Современный полет, как правило, протекает по приборам—даже при хорошей видимости летчик не может ограничиться естественными визуальными сигналами для точного выдерживания высоты, вертикальной скорости, курса, скорости, параметров работы силовой установки и т. п. Снижена сигнальная роль интероцептивных и проприоцептивных ощущений, поскольку между управляющими воздействиями человека и реакциями самолета есть ряд автоматов–посредников, загрубляющих сигналы от органов управления, а аэродинамические свойства самолета таковы, что полет возможен лишь на очень большой скорости; в определенных условиях самолет обладает повышенной инерционностью, в связи с чем увеличивается время процесса в цепи: сигнал о данном положении самолета— его восприятие, переработка, принятие решения летчиком — его управляющее действие — изменение положения самолета —сигнал летчику о результате управляющего действия, т. е. между начальным сигналом, побуждающим летчика к действию, и сигналом обратной связи о результате этого действия.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9