Авиационная инженерная психология - Денисов В.Г., Онищенко В.Ф., Скрипец А.В.

Автор: Денисов В.Г. Онищенко В.Ф. Скрипец А.В.
Теги: авиация и космонавтика летательные аппараты ракетная техника космическая техника библиографии произведений отдельных групп авторов психология авиация издательство машиностроение
Год: 1983
Похожие
Инженерно-авиационная служба и эксплуатация авиационного оборудования
Резьбы, применяемые в авиационном производстве
Справочник авиационного инженера
Авиационная метеорология
Текст
                    В. Г. ДЕНИСОВ, В. Ф. ОНИЩЕНКО, А. В. СКРИПЕЦ
АВИАЦИОННАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ
Машиностроение 1983
В.Г.Денисов, В.Ф.Онищенко, А.В.Скрипец
АВИАЦИОННАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ
ПСИХОЛОГИЯ
Утверждено
Министерством гражданской авиации СССР
в качестве учебника для высших учебных
заведений гражданской авиации
Москва Машиностроение 1983
УЖ 629.7:65.013.001
Рецензенты
д-р техн, наук, проф. В.Е.Ницай
и д-р мед.наук, проф. А.К.Подшибякин
Денисов В.Г,, Онищенко В.Ф., Скрипец А.В.
Авиационная инженерная психология.—М.: Машиностроение,
1983,—232 с., ил.
70 к.
В учебнике изложены основные положения инженерное
психологии в авиации, рассмотрены характеристики анали-
заторных систем, психофизиологические возможности и
особенности функционирования человека-оператора, систе-
мы отображения информации в авиации, вопросы професси-
онального отбора операторов и управления коллективами
авиаспециалистов.
Написан в соответствии с утвержденной программой дур-
са "Авиационная инженерная технология”.
Табл. 20, ил.77, список лит. 52 назв.
Выпущено по заказу Министерства гражданской авиации
СССР.
© Министерство гражданской авиации СССР, 1983 г.
Виктор Григорьевич Денисов, Валерий Федорович Онищенко,
Авдрей Васильевич Скрипец
Авиационная инженерная психология
Редактор Ф.Г.Тубянская
Технический редактор М.Ю.Соловьева
Корректор Л.Я.Шабашова
Подписано в печать 14.06.83 Т-09168. Формат 60x90/16 Думала
типографская * 2 Ротапринт Усл.печ.л. 14,5 Усл.кр.-отт. 14,63
Уч.-квд.л. 17,33 Тираж 2000 аки. Заказ //J/ Цена 70 к-
Ордена Трудового Красного Знамени издательства "Машиностроение"
ТО" 76, Москва, Б-76, Стромынский пер., 4
Типография НИЖАШ	~	—
Московская область, г.Щербинка, ул. Типографская, д.Ю
ПРЕДИСЛОВИЕ
В единой транспортной системе страны гражданская авиация зани-
мает одно из ведущих мест. Ей принадлежит решение крупнейших со-
циально-экономических задач народного хозяйства страны.
Линии Аэрофлота охватили почти всю территорию Советского Сою-
за, соединив между собой около 4 тыс. городов и населенных пунк-
тов. Самолеты под государственным флагом СССР летают в 87 стран.
На авиалинии вышли новые воздушные корабли - широкофюзеляжный
Ил-86 и ближнемагистральный Як-42. Новые советские самолеты поду-
чили высокую оценку у специалистов и пассажиров.
Происходит дальнейший рост перевозок пассажиров, груза и поч-
ты воздушным транспортом, особенно на дальние расстояния в труд-
нодоступные районы.
Все это стало возможным в результате совершенствования органи-
зации авиационного производства.
Для более полного удовлетворения потребностей народного хозяй-
ства в авиационном обслуживании Аэрофлот оснащается современной
авиационной техникой и разветвленной сетью аэропортов - аэродром-
ных комплексов, оборудованных новейшими средствами механизации и
автоматизации. Авиапредприятия оснащаются новейшими средствами
навигации и управления воздушным движением, радиотехническим обо-
рудованием, автоматизированными системами управления, электронно-
вычислительной техникой. Все это должно обеспечить высокий уро-
вень надежности воздушного движения, безопасность и регулярность
полетов.
Научно-технический прогресс в отрасли существенно влияет на
специфику и структуру трудовой деятельности авиаторов, предъявля-
ет повышенные требования к их взаимодействию со сложнейшей авиа-
ционной техникой. При проектировании, испытаниях, экеплуятяции,
обслуживании и ремонте авиационной техники требуются прочные зна-
ния не только самой техники, но и психофизиологических возможно-
стей ладей, применяющих и обслуживающих эту технику. Поэтову изу-
чение авиационной инженерной психологии стало необходимым услови-
ем подготовки инженеров в высших учебных заведениях гражданской
авиации.
Авиационная инженерная психология - это наука о психофизиоло-
гических возможностях человека-оператора в процессе взаимодей-
ствия его с авиационной техникой. Рекомендации авиационной инже-
3
верной психологии и реализация их при проектировании и эксплуа-
тации авиатехники, создании и применении авиационных эрратичес-
ких (человеко-машинных) систем во многом способствуют совершен-
ствованию организации авиационного производства.
Учебник написан на основе изданного в 1977 году учебного посо-
бия "Авиационная инженерная психология". При подготовке учебника
были учтены замечания и пожелания преподавателей, ведущих учебный
процесс по названному курсу в высших учебных заведениях отрасли.
В учебнике использованы материалы отечественных исследований,
проведенных в последние годы, а также данные иностранных публи-
каций.
Так как курс авиационной инженерной психологии предназначен
главным образом для будущих инженеров-эксплуатационников граж-
данской авиации, основное внимание в книге уделено прикладным
вопросам этой научной дисциплины, знание которых необходимо для
эффективного применения и обслуживания современной авиационной
техники.
Авторы приносят искреннюю благодарность за ценные советы и
замечания при обсуждении рукописи и подготовке ее к изданию
чл.-корр. АН СССР, проф. Б.Ф.Ломону, д-ру техн, наук, проф.В.Е.Ни-
цаю, д-ру техн, наук, проф.Ж.С.Черненко, д-ру мед.наук, проф.
А.К.Подшибякицу, кавд.техн.ндук, доц. В.Г.Ейенкову и кацд.техн.
наук, доц.С.Г.Унхуряцу.
Авторы глубоко признательны В.В.Ивановой, Н.К.Николаевой и
Г.И.Чавченко за помощь при подготовке учебника к изданию.
Все замечания по существу излагаемых вопросов и методике из-
ложения следует направлять по адресу: 107076, Москва, Б-76, Стро-
мынский пер., 4, издательство "Машиностроение".
ГЛАВА I. АВИАЦИОННАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ПСИХОЛОГИЯ,
ЕЕ ЗАДАЧИ И ПРОБЛЕМЫ
1,1,	Качественные изменения техники
и повышение роли человека в авиации
Гражданская авиация как отрасль народного хозяйства является
сложным автоматизированным производством. Масштабы воздушных пе-
ревозок, количество линий и техники, занятых в этом виде транс-
порта, растут с каждым годом. Повышаются требования к уровню бе-
зопасности полетов, что является задачей большой государственной
важности.
Под безопасностью полетов понимается свойство авиационной
транспортной системы, заключающееся в способности осуществлять
воздушные перевозки без угрозы для жизни и здоровья ладей. Проб-
лема безопасности полетов имеет несколько аспектов, поскольку она
4
зависит от комплекса факторов, включающих уровень технической на-
дежности самолета и его систем, совершенство наземного обслужива-
ния, степень профессиональной подготовки персонала, организацию
работ летно-диспетчерских, технических и медицинских служб, дис-
циплину летного и технического состава взаимодействие людей с тех-
никой и между собой, интенсивность и условия полетов и др.
Таким образом, проблема повышения безопасности полетов является
комплексной и может быть решена совместными усилиями летно-диспет-
черского, инженерно-технического и медицинского состава граждан-
ской авиации, а также учеными и конструкторами различных специаль-
ностей. Особое значение для повышения уровня безопасности полетов
имеет и учет психофизиологических возможностей людей при создании
авиационной техники и обеспечении высокоэффективного функциониро-
вания системы оператор - машина - среда на борту и на земле в
процессе эксплуатации и обслуживания самолетов. Особенно это ста-
ло важным в связи с качественным изменением авиатехники, ее даль-
нейшим усложнением и расширением функциональных задач.
В настоящее время гражданская авиация оснащена новейшей авиа-
ционной и наземной техникой, обеспечивающей совершенство массовых
и аэродинамических характеристик, высокую техническую надежность
самолетов и вертолетов, увеличение ресурса и экономичности авиа-
ционных двигателей.
Широкое применение в гражданской авиации получают современные
средства объективного контроля техники пилотирования и состояния
авиационной техники в полете, сложная тренажерная техника, новые
перспективные бортовые и наземные системы управления воздушным
движением, навигации и посадки. Повышается уровень автоматизации
районных автоматизированных систем, что позволяет значительно
увеличить пропускную способность воздушного пространства, повы-
сить оперативность управления, обеспечить непрерывность радиоло-
кационного контроля на большой территории, создать возможность
безопасного эшелонирования самолетов при их интенсивном движении.
Создаются и внедряются в практику Аэрофлота новые прогрессив-
ные, соответствующие лучшим мировым образцам средства механизации
и автоматизации основных технологических процессов воздушного
транспорта.
Сложность оборудования, устанавливаемого на современных само-
летах, вызвала существенное повышение технической оснащенности
эксплуатирующих и ремонтных предприятий гражданской авиации. В
авиационно-технических базах и на заводах отрасли больше стало
средств диагностики технического состояния самолетов и вертоле-
тов, которые позволяют своевременно выявлять даже малейшие откло-
5
нения в работе систем, узлов и агрегатов, принимать эффективные
меры для устранения дефектов.
О сложности самолетного оборудования можно судить по объему
электронного оборудования, устанавливаемого на самолете. Так, в
1937 г. применялось не более 60 радиоламп; в 1944 - 350, в 1952г.
- 3200, а на современных реактивных самолетах число электронных
элементов превышает сотни тысяч. Современные самолеты оборудованы
мощными первичными и вторичными энергоустановками - реактивными
двигателями, электро-, гидро- и пневмосистемами с разветвленной
и многократно резервируемой сетью. За последние 30 лет количество
средств индикации контроля и управления в кабинах экипажей увели-
чилось в десять-пятнадцать раз и сейчас превышает огромную цифру -
600.
За это хе время поток информации для экипажей самолетов вырос
примерно в 10-15 раз, а психофизиологические возможности челове-
ка по существу не изменились. Более того, из-за увеличения ско-
ростей полета время, которым располагает экипаж для принятия ре-
шений и выполнения необходимых операций, за этот период уменьши-
лось в 2-3 раза. Занятость экипажа работой в кабине сильно увели-
чилась не только из-за большого числа органов управления и средств
контроля, но и вследствие изменения характера ведения радиосвязи
с землей. В настоящее вр»емя при полете на реактивном самолете ра-
диосвязь осуществляется в среднем один раз в минуту, что значи-
тельно сокращает время для обзора забортного пространства, слеже-
ния за складывающейся воздушной обстановкой. При этом возникает
реальная угроза опасного сближения самолетов, особенно в зонах с
интенсивным воздушным движением. Так, время внешнего обзора для
самолетов некоторых зарубежных авиакомпаний при наборе высоты и
в наиболее критической фазе снижения составляет всего 12-15% (для
первого летчика) и 26-32% (для второго летчика) от общего времени
полета на этих участках. Число элементов контроля, управления и
сигнализации по мере развития авиации продолжает увеличиваться,
возрастает загрузка экипажа и вследствие этого уменьшается рас-
полагаемое время на принятие решения.
Опыт эксплуатации самолетов показывает, что вследствие некото-
рых психофизиологических особенностей,. присущих человеку, экипаж
может доцускать ошибки, приводящие к летным происшествиям (про-
исшествиям, связанным с выполнением летного задания и случив-
шимся в период с момента запуска двигателя летчиком на стоянке
самолета при подготовке к полету до момента выключения его на
стоянке после окончания полета).
По данным мировой статистики, в авиации два из каждых трех
летных происшествий происходят по вине так называемого "челове-
6
ческого фактора”. В содержание этого понятия входят психофизио-
логические свойства оператора, его возможности и ограничения, оп-
ределяемые при взаимодействии с объектом управления.
Роль "человеческого фактора" повышается и в других областях
деятельности специалистов-авиаторов: при обслуживании и ремонте
сложной авиатехники, при управлении воздушным движением, при уп-
равлении производством, особенно в условиях применения автомати-
зированных систем управления (АСУ).
От эффективной работы специалистов по обслуживанию авиатехники
зависят безопасность и регулярность полетов, а также экономические
показатели эксплуатационных и авиаремонтных предприятий. Под peiy-
лярностью понимают отношение количества полетов, выполненных стро-
го по расписанию, к общецу количеству запланированных полетов в
течение одного и того же периода времени.
Качественное изменение бортевого и наземного оборудования при-
вело к усложнению его обслуживания в полете и на земле. Количест-
во точек контроля на самолете значительно возросло, возникла не-
обходимость создания сложных автоматизированных систем и устройств
для определения работоспособности оборудования, а также устройств,
предсказывающих поведение той или иной системы, узла, агрегата на
самолете. Так, усложнение оборудования самолета за последние ТО-
12 лет привело к повышению трудозатрат на его обслуживание в 2,2
раза. За этот же период наземный персонал для обслуживания авиа-
техники увеличился более чем в 4 раза; время ручной поверки само-
летного оборудования возросло в 4 раза по сравнению с поверкой си-
стемами автоматического контроля; стоимость ручной поверки возрос-
ла в 2,2 раза по сравнению с автоматической. Дело в том, что спе-
циалисту по обслуживанию, применяющему ручной способ проверки,
все труднее стало находить отказы авиатехники: из общего времени
на обслуживание 87% приходится на определение неисправностей сис-
темы, узла, агрегата, детали и только 13% - на их устранение.
Усложнение самолетного оборудования, высокая степень взаимоза-
висимости в работе его отдельных систем и агрегатов приводят к
ухудшению эксплуатационной технологичности. Под экоцуатащонной
технологитаостью понимается свойство конструкции самолета, его
оборудования, заключающееся в приспособленности их к выполнению
всего комплекса работ по техническому обслуживанию и ремонту с
использованием наиболее экономичных технологических процессов.
Уровень эксплуатационной технологичности самолетов во многом за-
висит от таких факторов, как удобство подходов-при выполнении ре-
гулировочных, монтажных, демонтажных и других работ в процессе
экепдуатации и обслуживания, контролепригодность, легкосъемность,
взаимозаменяемость систем, узлов, агрегатов и деталей, рецулируе-
7
мость, преемственность оборудования и контрольно-поверочной аппа-
ратуры, формы организации выполнения обслуживания и ремонта, ква-
лификация обслуживающего персонала, система обеспечения запасными
частями и материалами, полнота и качество эксплуатационно-ремонт-
ной документации и др. Ухудшение эксплуатационной технологичности
самолета влияет на качество и время подготовки его к полету, на
экономические показатели авиапредприятий,и в конечном счете снижа-
ет безопасность и регулярность полетов.
По данным отечественных исследователей, от 25 до 35% летных
происшествий и предпосылок к ним в гражданской авиации за послед-
ние двадцать-двадцать пять лет происходили по вине инженерно-те-
хнической службы в основном из-за низкого качества обслуживания.
По американским данным, из общего числа отказов аппаратуры назем-
ной электронно-вычислительной техники 30% происходило вследствие
недостаточной квалификации обслуживающего персонала. Таким обра-
зом, роль человека в системе обслуживания авиатехники значительно
возросла.
В' настоящее время для обеспечения безопасности полетов в усло-
виях интенсивного воздушного движения и большого числа одновремен-
но находящихся в зоне движения самолетов повышается роль диспет-
чера в системе управления воздушным движением (УДЦ). Деятельность
диспетчера в этих условиях чрезвычайно сложная: она характеризу-
ется всеми особенностями, связанными с работой человека по приему
и переработке информации, а также принятию в сжатые сроки един-
ственно правильных решений по управлению воздушным транспортом.
Так, диспетчер УВД в периоды, когда интенсивность движения само-
летов в секторе управления достигает 40-50 в час, должен одновре-
менно контролировать 12-15 самолетов, при этом свыше 70% времени
затрачивается им только на осуществление радиообмена с экипажами
самолетов и смежными службами УВД.
Роль человека возрастает также в условиях применения на разных
уровнях, в различных звеньях сложной организационной структуры
Аэрофлота автоматизированных систем управления, основу которых
составляют современные электронно-вычислительные машины.
Для всех основных авиационных специальностей - летчиков и шту-
рманов, инженеров и техников, диспетчеров и работников АСУ - ха-
рактерен операторский труд. При этом оператор взаимодействует с
объектом управления не непосредственно, а с помощью средств ин-
формации и органов управления. Здесь под оператором понимается
человек, принимающий участие в управлении объектами или процесса-
ми и являющийся составным элементом системы управления.
В настоящее время в рабочей деятельности оператора, определяе-
мой как совокупность действий и поступков человека, направленных
8
на достижение определенных целей, преобладают элементы умственно-
го труда. А это значит, что решающую роль в гражданской авиации
стали играть не мускульные и двигательные усилия человека-операто-
ра, не физическая его энергия, а умение правильно вести себя в
конкретных ситуациях, искать и находить оптимальные варианты ре-
шения технологических задач и организационных структур, рациональ-
но управлять производством.
Может показаться, что в условиях широкого применения богатого
современного арсенала автоматики и вычислительной техники следует
вообще "заменить" человека автоматом в системах управления, про-
ектировать и создавать полностью автоматические системы. Однако
практика показала, что это возможно в какой-то мере лишь для от-
носительно простых устройств. Наибольшая эффективность сложных
систем может быть достигнута только при активном участии, человека
в функционировании системы в качестве одного из ее важнейших
звеньев.
Таким образом, в большинстве случаев наибольшей эффективностью
обладают не чисто автоматические, а человеко-машинные системы
оператор - машина - среда (СОМС), которые и являются основными
в гражданской авиации. Центральное место в таких системах отво-
дится их основному звецу - человеку-оператору. Создание оптималь-
ных (по выходным критериям) СОМС связано с непременным определе-
нием психофизиологических возможностей оператора, поскольку без
участия оператора технические устройства СОМС не могут эффективно
функционировать ни в воздухе, ни на земле.
В эксплуатации и обслуживании авиатехники и в управлении про-
изводством занято большое число людей различных специальностей и
различного уровня квалификации, которые взаимодействуют не только
с техническими устройствами, но и между собой, составляя микро-
коллективы (экипажи, бригады, звенья).
Для эффективного функционирования микроколлективов и коллекти-
вов в целом необходимо всесторонне учитывать психофизиологические
возможности людей, включаемых в эти коллективы.
В настоящее время психофизиологические возможности учитывают-
ся на различных этапах создания, применения и обслуживания авиа-
ционной техники:
при выработке требований Министерства гражданской авиации к
новым типам воздушных судов и их систем, а. также при их проекти-
ровании, разработке, испытаниях;
при разработке методов и средств отбора и обучения операторов,
формировании их в эффективно действующие микроколлективы;
при эксплуатации, обслуживании и ремонте самолетов, их систем,
узлов и агрегатов.
9
Изучением психофизиологических возможностей оператора в авиа-
ции и занимается новая недавно возникшая и интенсивно развивающа-
яся научная дисциплина - авиационная инженерная психология (ЛИП).
1,2,	Авиационная инженерная психология
и ее научное содержание
Авиационная инженерная психология как ветвь общей инженерной
психологии является одной из наук о человеке. Она изучает психо-
физиологические возможности человека-оператора в процессе взаимо-
действия его с авиатехникой.
Выделение в общей инженерной психологии ее отдельной ветви АИП
вполне правомерно, если учесть, что человек-оператор как авиацион-
ный специалист работает в специфических условиях, которые в обыч-
ной земной практике не встречаются. Они вызываются различными фа-
кторами, которые, в частности для экипажей самолета, могут быть
разделены на три большие группы:
физические факторы пространства (барометрическое давление, га-
зовый состав, особенности температурных режимов, различные виды
ионизирующей и неионизирующей радиации и др);
факторы, обусловленные условиями полета (перегрузки, щумы, ви-
брация, большие относительные скорости, дефицит времени и др.);
факторы, обусловленные пребыванием в замкнутых, сравнительно
малых объемах (относительное ограничение двигательной активности,
особенности микроклимата, повышенная утомляемость и др.).
Любая наука имеет объект изучения, предмет исследования, свою
цель и свои методы. В общей инженерной психологии (в том числе ив
АИП ), как в части психологии, объектом изучения является человек
выполняющий функции оператора. Предметом исследования АИП являют-
ся психофизиологические возможности человека, проявляющиеся в про-
цессах, где он выступает в роли оператора, воспринимающего и пе-
рерабатываппего предъявляемую ецу информацию, в которой закодиро-
вано состояние управляемого или контролируемого им какого-либо
процесса (объекта). Конечной целью исследований АИП является раз-
работка (на основании изученных психофизиологических возможностей
оператора) требований к психофизиологическим свойствам человека-
оператора и выработка рекомендаций для учета "человеческого фак-
тора" при проектировании, эксплуатации и обслуживании авиатехники.
В инженерной психологии (в том числе и в АИП) применяются все
методы, которые свойственны психологии. Это экспериментальные ме-
тоды инженерно-психологических исследований, методы моделирования
(методы кибернетического исследования, применяемые в психодогии),
а также аналитические методы исследования психофизиологических
возможностей оператора.
10
Однако не всегда результаты, полученные в ходе исследований по
общей инженерной психологии, мотут быть использованы для нужд АИП..
Это объясняется тем, что основными методами в общей инженерной
психологии являются экспериментальные методы исследования психо-
физиологических возможностей оператора. Психофизиологические воз-
можности оператора по управлению и контролю во многом определяют-
ся условиями, в которых проводится эксперимент, и характером
выполняемых оператором функций. Однако условия эксперимента и
характер работ, выполняемых оператором на земле и в полете, как
правило, не совпадают. Поэтому распространить результаты исследо-
ваний, полученных в рамках общей инженерной психологии, на объ-
екты и процессы гражданской авиации не всегда представляется воз-
можным, их приходится проводить заново, в рамках АИП.
На оператора во время полета воздействует одновременно комплекс
факторов, сказывающих влияние на его психофизиологические возмож-
ности. Воссоздать на земле этот комплекс факторов не всегда удает-
ся, а проведение инженерно-психологических исследований непосред-
ственно в полете связано с большими трудностями, иногда непреодо-
лимыми. Это, естественно, несколько сдерживает развитие исследова-
ний в рамках АИП и не позволяет делать окончательных суждений о
психофизиологических возможностях оператора в полете на основе
использования результатов исследований в земных условиях.
В инженерной психологии для исследования психофизиологических
возможностей человека-оператора широко используются математичес-
кие и кибернетические модели, адекватно отражающие и описывающие
эмпирические характеристики человека-оператора.
В настоящее время в АИП для получения и обработки результатов
исследований психофизиологических возможностей оператора наиболь-
шее распространение получили статистические методы, что во мно-
гом связано со следующими обстоятельствами:
операторы имеют большие индивидуальные различия, определяемые
как типологическими свойствами высшей нервной деятельности, так
и уровнем профессиональной подготовки и закрепленными навыками;
психофизиологические показатели оператора, связанные с рабо-
чими действиями человека, представляют собой варианты статисти-
ческих совокупностей и распределяются согласно статистическим
законам;
внешние условия среды, в которой проявляются психофизиологи-
ческие возможности оператора, непостоянны.
1,3.	Связь авиационной инженерной психологии
с другими учебными дисциплинами
АИП является необходимой научной дисциплиной для формирования
специалистов по эксплуатации современной сложной и многофуижцж—
II
овальной авиационной и наземной техники. Знания ее основных по-
ложений необходимы для более полного и глубокого изучения и ос-
воения будущими специалистами таких учебных дисциплин как летная
эксплуатация авиационной техники, техническая эксплуатация авиа-
техники, безопасность полетов. Это связано с тем, что эффективность
и качество летной и технической эксплуатаций и уровень безопас-
ности полетов определяются не столько характеристиками самой тех-
ники, сколько психофизиологическими свойствами и возможностями
ладей, применяющих и обслуживающих эту технику.
Изучение и освоение таких учебных заведений, как экономика и ор-
ганизация производства, охрана труда и техника безопасности, на-
учная организация труда, дает наибольший эффект лишь в том случае,-
если студенты уже освоили основные положения АИЛ, изучили психо-
физиологические свойства человека-оператора как составного звена
системы организации производства и как объекта труда.
1,4.	Краткие сведения о развитии авиационной
инженерной психологии и состоянии ее проблем
Начало инженерно-психологическим исследованиям в авиации было
положено в период второй мировой войны. Уже тогда наметилась тен-
денция к усложнению авиационной техники и повышению роли челове-
ка-оператора в авиации.
Развитие АИЛ проходило в рамках инженерной психологии, создание
которой в качестве самостоятельного научного направления обязано
ленинградской школе психологов, возглавляемой действительным
членом АПН СССР проф.Б.Г.Ананьевым. Однако уже в 20-х годах
проводились инженерно-психологические исследования по изучению
различных органов управления, восприятию сигнальных знаков и др.
Так, выдающийся психофизиолог Н.А. Бернштейн изучал в те годы
рабочее место вагоновожатого, Н.А.Эпле - авиационные индикаторы
на приборной доске летчика. Начало интенсивному развитию инженер-
ной психологии положила организация в 1959 г. в Ленинградском
государственном университете первой в СССР научно-исследова-
тельской лаборатории инженерной психологии под руководством
Б.Ф.Ломова. Ецу принадлежит одна из первых в нашей стране моно-
графий по инженерной психологии*.
В развитии отечественной инженерной психологии имеются некото-
рые закономерности. До середины 60-х годов ее исследования связа-
ны главным образом с анализом психофизиологических особенностей
восприятия индикаторов, моторных действий, выявлением ошибок че-
ловека-оператора и поиском научно обоснованных решений для их ис-
* Ломов Б.В. Человек и техника.М.: Советское радио, 1963,464 с.
12
правления. В середине и в конце 60-х годов исследования были на-
правлены на разработку обобщенных оценок работы человека-операто-
ра и, в частности, его надежности. С начала семидесятых по насто-
ящее время инженерно-психологические исследования связаны с обоб-
щением полученных результатов, сведением их в единую систему, а
также с анализом коллективной деятельности малых групп ладей, уче-
том их взаимодействия при проектировании ООМС, разработкой мето-
дов и критериев эффективности рабочей деятельности человека-опера-
тора.
В последние годы в системе АН СССР и союзных республик созда-
ны институты психологии, в которых разрабатываются многие вопро-
сы инженерной психологии, в том числе и авиационной инженерной
психологии. В сферу деятельности инженерных психологов включились
сравнительно многочисленные коллективы научных работников и спе-
циалистов НИИ и предприятий, объединенные в лаборатории инженерной
психологии, куда входят не только психологи, но и физиологи, вра-
чи, математики, инженеры и представители других смежных направле-
ний.
К настоящему времени наиболее полно изучены характеристики
зрительного анализатора - основного анализатора, через который
поступает до 85-90% информации из внешнего мира. К ним относятся:
поле зрения, абсолютная и относительная световая и цветовая чув-
ствительность, закономерности функционирования механизмов адап-
тации, аккомодации, конвергенции и др.
На основе этого разработаны рекомендации к лицевой части инди-
каторов, читаемости приборов, методом кодирования информации,
размещению и размерам источников визуальной информации, формам
приборных панелей. Обоснованы рекомендации по общим принципам
рациональной компоновки органов управления, наиболее рациональ-
ной конструкции органов управления в отношении величины, формы,
направления движения, прилагаемого усилия к органам управления.
Исследованы вопросы восприятия и передачи информации оператором
по различным каналам (зрительному, слуховому, тактильному и др.),
проблемы перехода от приема сигналов одной модальности к другой,
использования различных форм представления информации, восприятия
информации вне системы ее отображения, принятия решения бператрров
в маловероятных ситуациях и др.
Проводятся исследования, направленные на изучение тех психиче-
ских и физиологических процессов, которые реализуются в актах
приема и обработки информации, осуществляемых человеком при кон-
троле и приложении управляющих воздействий. Общая теоретическая
задача АИП состоит, таким образом, в изучении информационных си-
стем человека-оператора, закономерностей нервного кодирования
внешнего сигнала, формирования психического образа и его резуль-
13
тирующей функции. Однако эти вопросы в инженерной психологии
разработаны специалистами недостаточно. Это объясняется тем, что
они связаны с исследованиями довольно сложных психических процес-
сов, которые пока еще не имеют достаточно адекватной формы ко-
личественного выражения, а также с изучением такой мало изучен-
ной категории, как мышление - активного процесса отражения в
сознании человека реальной действительности.
1,5,	Структура курса
авиационной инженерной психологии
В состав курса АИП кроме общих вопросов, связанных с причинами
возникновения этого научного направления, определения его объекта,
предмета, целей,'задач и методов, а также связей с другими учебны-
ми дисциплинами, входят следующие основные разделы:
психофизиологические характеристики анализаторных систем опера-
тора;
особенности функционирования человека-оператора в авиационных
системах управления и контроля;
особенности оператора, проявляющиеся при приеме и переработке
информации и принятии решений, его информационные, временные, на-
дежностные и точностные характеристики;
психофизиологические особенности систем отображения информации
в авиации;
принципы формирования психофизиологических свойств оператора,
адекватных характеристикам управляемого объекта, системы, про-
цесса.
Эти разделы в основном соответствуют тем задачам, которые дол-
жны решаться в авиационной инженерной психологии.
Таким образом, АИП занимается исследованием психических процес-
сов и явлений, связанных с операторской деятельностью человека.
Результаты этих исследований должны быть положены в основу раз-
работки требований и рекомендаций для-конструкторов, технологов,
организаторов производства и эксплуатационников.
При изучении курса АИП студенты выполняют комплекс лаборатор-
ных работ и проходят практические занятия, на которых решают за-
дачи, необходимые для закрепления и углубления теоретических раз-
делов курса. Задачи и лабораторные работы должны быть конкретизи-
рованы применительно к специальности будущего эксплуатационника.
Это обусловлено тем, что на лекциях, как правило, даются лишь
только общие для всех специальностей материалы по АИП.
При изучении цурса авиационной инженерной психологии необходи-
мо учитывать, что АИП находится в стадии формирования и развития.
Границы этой новой научной дисциплины в ходе дальнейших исследо-
14
ваний уточняются, все глубже обосновываются отдельные ее положения
и законы; разрозненные многочисленные эмпирические данные обобщае-
тся и систематизируются; наряду с экспериментальными разрабатыва-
ются и аналитические методы исследования основных проблем этой
науки.
ГЛАВА 2. НЕКОТОРЫЕ ПСИХОЖШОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕТИСТИКИ
АНАЛИЗАТОРНЫХ СИСТЕМ ОПЕРАТОРА
Надежность функционирования эрратической системы в гражданской
авиации (как и в других отраслях народного хозяйства в значи-
тельной степени зависит от того, находятся ли в соответствии
психофизиологические возможности оператора и характеристики тех-
нических звеньев, с которыми взаимодействует оператор. В системе
летчик - самолет рабочая деятельность оператора состоит в восприя-
тии информации, поступающей к нему через зрительный, слуховой или
кожный анализаторы, ее декодировании, интерпретации, принятии ре-
шений и выдаче управляющих сигналов с помощью двигательного ана-
лизатора.
Анализаторы - это органы чувств, состоящие из трех функциональ-
но связанных звеньев: периферического, или воспринимающего, про-
водникового и центрального, или коркового. Периферическое звено
анализатора представлено органами чувств (глаза, уши, кожа и т.д.)
а также специальными чувствительными элементами (рецепторами),
заложенными во внутренних органах и мышцах. Проводниковое звено^-
это центростремительные цути, по которым имцульсы идут через
спинной, продолговатый и промеяуточный мозг в кору больших полу-
шарий мозга.
Центральное звено представляет собой соответствующие участки
коры больших полушарий, в которых происходят тончайший анализ и
синтез поступившего возбуждения.
Периферические отделы анализаторов - органы чувств - специ-
фичны. Одни органы чувств воспринимают только световые раздраже-
ния, другие - звуковые, третьи - температурные, четвертые.- ося-
зательные и т.д.
К анализаторам, при помощи которых происходит анализ восприя-
тий внешнего мира, относятся внешние анализаторы - зрительный,
слуховой, кожный, вкусовой, обонятельный и анализатор простран-
ства. Рецепторный аппарат анализаторов, при помощи которого прои-
сходит анализ процессов, протекающих в организме, представлен вну-
тренними анализаторами, расположенными в мышцах, сухожилиях, связ-
ках и внутренних органах (рис.2.1).
Восприятие информации в процессе рабочей деятельности опера-
тора наиболее часто осуществляется с помощью зрительного, слухо-
15
Рис.2.I. Схема связи анализаторов с отделами кори головного мозга
вого, двигательного и кожного анализаторов, меньше - с помощью
вкусового и обонятельного. Психофизиологические возможности опе-
ратора зависят от многих причин, но прежде всего от того, на ка-
кой анализатор воздействует сигнальный раздражитель, или, иначе
говоря, от модальности опущения, регулирующего ответные движения.
Проиллюстрируем это на примере скрытого (латентного) периода про-
стой сенсомоторной реакции оператора при воздействии раздражителей
на разные его анализаторы:
Анализатор и вид сигнала
Тактильный (прикосновение) ..
Слуховой (звук) .............
Зрительный (свет) ...........
Обонятельный (запах) .........
Температурный (тепло и холод)
Вестибулярный аппарат .......
Втусовой:
соленое...................
сладкое ..................
кислое ...................
горькое ..................
Болевой...........•..........
Латентный период (сред-
няя величина), мс
...... 90-220
...... 120-180
...... 150-220
...... 310-390
...... 280-1600
......400
310-1080
...... 310
......450
......540
...... 1080
...... 130-890
16
Параду с этим всем анализаторам присущи общие свойства, к ко-
торым прежде всего следует отнести: высокую возбудимость (даже
небольшой силы раздражитель вызывает очаг возбуждения); радиа-
цию (распространение) возбуждения; адаптацию (приспособление к
силе действующего раздражителя).
Как же воспринимается оператором оигнал-раздражитель?
Для органов чувств человека в некоторых пределах справедлива
логарифмическая зависимость, называемая законом Вебера - Фехнера:
S = с tn R
где S - интенсивность ощущения; с - коэффициент пропорцио-
нальности; R - величина раздражителя.
Из этого закона следует, что при малом уровне раздражителя ор-
ганы чувств наиболее восприимчивы. Но для того, чтобы процесс раз-
дражения начался, необходима какая-то минимальная сила сигнала,
превышающая "порог" раздражения. После этого раздражение протека-
ет независимо от того, насколько сила сигнала превышает минималь-
ную.
Сигналы раздражения, пройдя по "цепочке" от рецептора к опре-
деленным участкам головного или спинного мозга, "выдают" соответ-
ствующие команды на эффекторы - цусвулы рук, ног и опины. Эффе-
кторы по этим командам совершают работу на "выходе".
2.1, Зрительный анализатор и его функции
2.I.I. Устройство зрительного анализатора
Зрительный анализатор является сложной функциональной системой,'
которая состоит из воспринимающего прибора зрения (глаза), зри-
тельного нерва, по которому из окружающей среды сигналы поступа-
ют в кору больших полушарий мозга, и воспринимающих клеток, рас-
положенных в затылочной области коры.
Орган зрения человека - глаз состоит из основного аппарата -
глазного яблока и вспомогательного - век, мышц и слезных желез
(рис.2.2). Глазное яблоко помещается в глубоких впадинах черепа -
глазницах. В^три глазное яблоко наполнено прозрачным студенистым
содержимым, которое называется стекловидным телом.
Стенки глазного яблока имеют три оболочки: наружную - белковую,
среднюю - сосудистую и внутреннюю - сетчатую.
Передняя часть белковой оболочки, выпуклая и совершенно прозра-
чная, носит название роговой оболочки, или роговицы; через нее
лучи света проникают вцутрь глазного яблока.
Сосудистая оболочка, следующая за белковой, образует в своей
передней части цветную радужную оболочку, имеющую отверстие -
зрачок, изменение величины которого регулирует поступление в глаз
света.	Т7
Передняя
камера
Ресничная
мышца
Роговица
Радужная
оболочка
Сетчатка
Стекловидная
масса
центральная ямка
Зрительная ось
Рис.2.2. Строение глаза человека
Хрусталик
Сетчатая оболочка, или сетчатка, наиболее важная. Она образо-
вана тончайшими разветвлениями зрительного нерва и состоит из
двух типов светочувствительных рецепторов - палочек и колбочек.
Палочки расположенн на внешней площади сетчатки и приспособлены
главным образом к ночному и сумеречному зрению, поэтому их называ-
ют аппаратом сумеречного зрения, т.е. зрения при слабом освещении.
Общее количество палочек в сетчатке глаза человека достигает 30
млн. Колбочки являются рецепторами, которые возбуждаются ярким
дневным светом. Они в основном предназначены для дневного зрения,
поэтому их называют аппаратом дневного зрения, но они чувствитель-
ны и к восприятию цвета (цветовое зрение).
В каждом глазу человека насчитывается до 7 млн. колбочек, кото-
рые в основном расположенн против зрачка, т.е. в месте наиболее
отчетливого и резкого видения сетчатки при дневном освещении.
Это место называется желтым пятном. В центре желтого пятна имеет-
ся углубление - центральная ямка. В области центральной ямки скон-
центрированы исключительно колбочки. Плотность их здесь достига-
ет 100 000 на I мм^. От разветвления зрительного нерва в сетчатой
оболочке в задней части глаза отходят волокна, они собираются в
один ствол - зрительный нерв, который идет к головному мозгу и
несет к нему зрительные раздражения. Место вхождения зрительного
нерва в глаз называется слепым пятном, так как в нем нет палочек
и колбочек. Площадь слепого пятна в среднем равна около 3,5 мм^.
За радужной оболочкой позади зрачка находится двояковыцуклая
линза (хрусталик), обеспечивающая схождение световых лучей на
сетчатке. Таким образом, оптическую часть глаза составляют свето-
преломляющие среды: роговица, хрусталик и стекловидное тело. Све-
товые лучи, идущие от предметов внешнего мира, преломляясь в них,
дают на сетчатке четкое изображение наблюдаемых объектов.
18
2.1.2. Основные функции зрительного анализатора
Глаз человека - это самый точный и наиболее чувствительный ор-
ган и анализатор наших внешних ощущений. Через глаз человек полу-
чает до 90% информации. Зрительный анализатор обладает и наиболь-
шей процускной способностью и может передавать в мозг в 30 раз и
больше информации, чем, например, слуховой анализатор, хотя зри-
тельный сигнал достигает мозга через 0,15 с, слуховой - через
0,12 с, а тактильный - через 0,09 с.
Установлено, что 3/4 ошибок летчиков возникает из-за нарушений
зрительного анализатора. Среди психофизиологических факторов, лежа?-'
щих в основе летных происшествий, 14% приходится на расстройство фун-
кций зрения. Достаточно сказать, что за период от посадки в каби-
ну самолета до начала выруливания летчик выполняет до 300 рабо-
чих операций, большинство которых связано со зрительным контро-
лем. В воздухе более половины полетного времени экипаж затрачива-
ет на визуальное наблюдение за показателями десятков разнообраз-
ных приборов. Таким образом, зрительный анализатор - наиболее
надежный источник информации о воздушной обстановке.
Воспринимающим прибором глаза - рецептором света - является
сетчатка, а стимулом - электромагнитные колебания определенной
длины (видимый свет).
Глаз человека реагирует на световые излучения, которые нахо-
дятся в диапазоне волн от 280 до 770 нм, вызывая у нас ощущения
света и цвета. В дневное время максимум чувствительности глаза
приходится на волну в 555 нм (желто-зеленая часть спектра), а в
вечерние часы и при наступлении сумерек - на волну в 507 нм (го-
лубовато-зеленые лучи). Глаз обеспечивает получение представления
об освещенности предмета, его яркости, форме, величине, цвете, о
движении предмета, о расстоянии, на котором он находится от на-
блюдателя и т.д. Рассмотрим некоторые основные функции зритель-
ного анализатора.
Как было отмечено выше, ясное видение наблюдаемого объекта
обеспечивается оптической частью глаза, собирающей лучи в фокусе
на сетчатке. Изменение степени щзеломлеяия лучей в глазу дости-
гается путем аккомодации.
Аккомодация - это способность глаза приспосабли-
ваться к отчетливому видению различно удаленных предметов. Физио-
логические возможности аккомодации глаза велики, но имеют пределы.
Так, если предмет расположен близко от глаза (на расстоянии ме-
нее 7 см), то ясность его видения теряется. С возрастом в резуль-
тате потери хрусталиком своей эластичности способность глаза к
аккомодации постепенно утрачивается и к старости теряется пол-
ностью. Наступает так называемая старческая дальнозоркость.
19
Скорость аккомодации глаза особенно важна в работе летчика при
наблюдении им дальних и ближних объектов. Отмечено, что во время
полетов на больших высотах, особенно в условиях безориентирован-
ного поля зрения, дальность обнаружения объектов и зрительная
оценка расстояний до них ухудшаются и возникает явление близо-
рукости наблвдателя (пространственная мопия). Она наблвдается
в тех случаях, когда в поле зрения оператора нет ни одного пред-
мета, на котором он мог бы остановить и аккомодировать свой
взгляд. Например, если человек смотрит в чистое небо в ясный
день, у него наступает своеобразная дисфункция зрения, т.е. глаз-
ные мышцы расслабляются таким образом, что фокус зрения устана-
вливается всего лишь в пределах 10-12 м от глаза, обеспечивая
наилучшую видимость только в этой зоне. Объекты, находящиеся
за пределами этой зоны, будут видны, но нечетко. Для улучшения
их видимости наблюдателю потребуется новая аккомодация глаз, ко-
торая занимает определенное время.
Экспериментальными исследованиями установлено, что для эффек-
тивного выполнения оператором зрительной работы на близком рас-
стоянии (многочасовые наблюдения за приборной информацией) необ-
ходим определенный запас силы аккомодации (около 1/3 ее величины).
При его отсутствий у оператора может наступить преждевременное
зрительное утомление. В этих случаях необходимо попользовать спе-
циальные корригирующие очки.
Конвергенция. Для улучшения видимости объектов на
близком расстоянии глаза оператора принимают такое положение, при
котором зрительные лучи пересекаются на фиксируемом предмете.
Эта способность глаз называется конвергенцией. Иными словами, кон-
вергенция и сходимость глазных яблок являются процессом нацелива-
ния обоих глаз в одну и ту же точду наблюдаемого объекта. Этот
зрительный акт выполняется машцами глаз и хрусталиками. Среднее
время, требуемое для нацеливания глаз и фокусировки их на ноцую
точку, равно примерно 167 мс.
Движение глаз - это функция зрительного анали-
затора, способствующая видению тех или иных объектов. При наблю-
дении какого-либо объекта глаза человека совершают своеобразные
синхронные "инспектирующие" скачки, как бы уточняя этим отдель-
ные детали наблюдаемого объекта с целью формирования зрительно-
го изображения в мозгу. Установлено, что глаз человека совер-
шает до 120 фиксирующих скачков и остановок в минуту. Продол-
жительность скачков глаза у всех ладей совпадает с большой
точностью: i0,005 с.
Время, в течение которого глаза остаются неподвижными или
фиксированными при наблюдении какого-либо объекта, лежит в пре-
20
делах от 0,2 до 0,8 с. За это время глаза успевают разглядеть на-
блюдаемый объект, а мозг - запомнить увиденное. Одним из интерес-
ных парадоксов зрительного анализатора является то, что во время
движения глазного яблока человек ничего не видит. Он становится
на какой-то момент времени "слепым". Повтор метод поиска како-
го-либо объекта цутем постоянного сканирования наблюдаемого про-
странства не <5удет наилучшим. Более эффективным является поиск
при секторном просматривании пространства: сначала в течение
1-2 с просматривается сектор пространства, угол которого равен
примерно 45°, затем следующий сектор таких же размеров и т.д.
Оператору приходится работать в разнообразных световых усло-
виях и различать объекты разных яркостей. В этих условиях особым
проявлением реакции зрения на внешние световые раздражения яв-
ляется адаптация.
Адаптация - свойство зрительного анализатора при-
спосабливаться к видению при различной освещенности.
Различают два вида адаптации: темновая адаптация (приспособле-
ние глаза к видению в условиях темноты) и световая (приспособле-
ние глаза к видению при яркой освещенности).
Адаптация зрения является сложным физиологическим и биохими-
ческим процессом переключения глаза с работы колбочковым аппарат-
том на палочковый аппарат (темновая адаптация) или наоборот
(световая адаптация).
Адаптация не происходит мгновенно. Требуется некоторое время
для того, чтобы глаз привык к новым условиям видения. Так, в
процессе темновой адаптации чувствительность глаза к свету сна-
чала быстро повышается, и уже через 25-40 мин она возрастает
примерно в 15 000 раз. Особенно резкое повышение чувствитель-
ности наблюдается в первые мицуты. После пребывания в темноте в
течение 60-80 мин чувствительность глаза при темновой адаптации
повышается примерно в 200 000 раз. При обратном переходе от
темноты к свету процесс адаптации до восстановления некоторой
"постоянной" чувствительности длится всего лишь 1-2 мин, а чувст-
вительность изменяется всего лишь в 20-40 раз. К световод зрению
глаз адаптируются за 3-8 мин. Скорость адаптации зависит от исход-
ного состояния зрительного анализатора.
Световая чувствительность сетчатки глаза неоднородна: при
темновой адаптации она в наибольшей степени выражена на пери-
ферии сетчатки, в наименьшей - в центральной ее части. Поэтому
чтобы отчетливо видеть предмет ночью, он должен находиться в
поле зрения наблюдателя сбоку, под углом примерно в 10 градусов.
Для глаза, адаптированного к свету, характерен противоположный
эффект: рассматриваемый предмет должен находиться в центре поля
зрения.	от
Существует несколько способов повышения темновой адаптации.
Няпримяр, для улучшения адаптации, а следовательно, зрительного
восприятия при работе ночью специалистам операторских профессий
(в том числе летчикам) рекомендуется днем носить темные очки.
Если оператор непосредственно перед переходом к темноте на-
ходится в слабо освещенном помещении, то включение красного
света ускоряет процесс темновой адаптации. Но если оператор
должен очень быстро "привыкнуть" к темноте, то для этого на-
иболее эффективным способом является предварительное пребывание
оператора в полной темноте.
К другим функциям зрительного анализатора, наиболее важным
в операторской деятельности, относятся: скорость зрительного
восприятия, оотрота зрения, устойчивость ясного видения, кон-
трастная чувствительность, цветовая чувствительность и др.
Зрительное восприятие (временные
характеристики). Зрительное восприятие является
сложным психофизиологическим процессом. Оно соотоит из несколь-
ких этапов: обнаружение объекта, различение объекта и его опо-
знавание. На этапе обнаружения оператор только замечает появле-
ние в поле зрения какого-то объекта, но он еще не может судить
о каких-либо признаках этого объекта (форме, размере, цвете и
т.д.). На этапе различения оператор выделяет некоторые детали
наблюдаемого объекта и определяет его форму. Этап опознавания
предполагает сравнение наблюдаемого объекта с заранее известным
эталоном.
Как известно, между моментом светового воздействия и момен-
том возникновения зрительного ощущения проходит некоторое время,
так называемое время ощущения,., Время ощущения - это промежуток
между началом действия раздражителя на сетчатку и наступлени-
ем ощущения. Оно состоит иэ времени, которое необходимо для
светового (цветового) возбуждения элементов сетчатки (латент-
ное время рецептора), времени проводимости в зрительных нерв-
ных волокнах (латентное время проводникового звена зрительно-
го анализатора) и времени, которое требуется для получения
определенного состояния возбуждения в зрительных центрах (цен-
тральное латентное время).
Время ощущения изменяется в зависимости от интенсивности и
цветовой окраски раздражителя, от разницы в яркости раздражи-
теля и фона, от адаптационного состояния глаза (приспособле-
ние глаз к видению днем или в сумерки), а также в зависимости
от участка сетчатки, на который падает световое раздражение,
и, наконец, от скорости, с которой световые раздражения про-
ходят через сетчат1у.
22
Световое ощущение возникает обычно через 0,05-0,1 с. Продол-
жительность ощущения зависит от интенсивности раздражителя. Ес-
ли интенсивность света в 400 раз превосходит пороговую (прв
адаптации к слабому свету), время ощущения составляет 0,1 с.
Диапазон яркостей, которые воспринимает глаз, равен 3,18 (10“7...
Ю4) кд/м2.
Передача светового возбудителя от глаза к мозгу по зрительно-
му нерву и объединенная ответная реакция, возникшая в результа-
те интерпретации переданного сигнала, - сравнительно длительный
процесс: между действием на глаз светового возбудителя и посту-
плением в мозг соответствующего нервного имцульса проходит
0,03-0,3 с.
Опознавание предмета требует дополнительного времени, кото-
рое составляет не менее 0,5 с. После опознавания информация оце-
нивается, интерпретируется и принимается то или иное решение.
Время, необходимое для принятия решения, составляет примерно
I с, а иногда и несколько секунд. После принятия решения следу-
ет ответная реакция; минимально потребное время для этого сос-
тавляет несколько десятых секунды (до 0,4 с).
При обычной операторской деятельности в наземных условиях
этот промеяуток времени не имеет большого практического значе-
ния. Иначе обстоит дело в условиях полета на больших скоростях,
например на реактивном самолете, летящем со скоростью 300 м/с.
Если при этом в пространстве появляется неподвижный объект, то
прежде чем его увидеть (при условии, что зрительное ощущение
составляет 0,1 с), самолет приблизится к нему на 30 м.
Время восприятия оператором элементарной информации и ее пе-
реработки составляет в среднем 0,25-0,8 с. Латентный период про-
стого оптического восприятия составляет 0,02-0,3 с. Скрытый пе-
риод при периферическом восприятии равен 0,2 с; восприятие при
низкой освещенности и на периферии требует еще большего времени.
Время от возникновения периферического стимула до фовеального
(центрального) зрения равно 0,43 с. Для фовеального зрения при
дневном освещении время восприятия составляет 0,5 с. Для фик-
сационного движения глаз требуется 0,18 с, а для зрительного
воприятия геометрических фигур различной формы и яркости
33-102 не.
В процессе работы авиационным операторам приходится постоян-
но вести наблюдения за показаниями множества приборов и индика-
торов, элементы которых представляют собой различные геометри-
ческие фигуры (табл.2.1)
23
Таблица 2.1
Эффективность опознавания геометрических фигур
Фигура	Количество правиль- ных ответов, %	Латентный период реакции, с
Круг	100,0	0,72
Треугольник	99,1	0,75
Квадрат	99,1	0,82
Ромб	100,0	0,85
Пятиугольник	94,1	0,85
Шестиугольник	96,6	0,86
Аккомодация длится от 0,5 до 1,2 с, мигание - от 0,2 до не-
скольких секунд. Мигание вызывает снижение функции зрительного
восприятия и часто сопровождается периодом "подвижного зрения",
т.е. движением глазных яблок. Средняя продолжительность этого
периода составляет 0,55 с. В это время глаз не способен воспри-
нимать визуальную информацию, необходимую для выполнения опера-
торской деятельности. Продолжительность отсутствия визуальных
опущений вследствие мигания соответствует при современных скоро-
стях на завершающем этапе полета следующим расстоянием:
Скорость, км/ч
180
200
240
260
300
Расстояние,
эа 0,55
$6
29
35
38
43
проходимое
с, м
С развитием зрительного утомления количество миганий увели-
чивается. Например, при напряженном зрительном наблюдении час-
тота миганий через 8 мин увеличивается в 4 раза. Время воспри-
ятия показаний приборов колеблется от 0,2 до 0,8 с. В отдель-
ных случаях время считывания показаний приборов увеличивается
и составляет 0,8-1,2 с.
Минимальное время реакции на быстроследующие сигналы со-
ставляет около 0,5 с при интервалах между ними от 0,57 до 2,91 с;
предельный интервал между сигналами - не менее 0,5 с. При мень- '
шем интервале реакция оператора на следующий сигнал опаздывает.
Как было отмечено выше, время опознавания оператором объек-
та составляет не менее 0,5 с, но оно может значительно увели-
чиваться в зависимости от типа предмета и условий его наблюде-
ния. Например, положение самолета определяется летчиком визуаль-
но в среднем за 1,35 с, а по приборам - за 1,55 с (здесь необхо-
дим "запас" времени на декодирование информации и воссоздание сво-
еобразного "образа" полета).
24
Предельные значения параметров полета, при которых летчик счи-
тает, что самолет летит горизонтально и прямолинейно, составляют
15-20° по поперечному крену, 3 градуса/с по угловой скорости раз-
ворота и 10-20 м/с по вертикальной скорости. Скорость зрительного
восприятия зависит от яркости.
Прагегически глаз обнаруживает разность яркостей в 1,5-2%, а в
благоприятных условиях - до 0,5-1%. Минимальная интенсивность
света, еще видимая глазом, называется абсолютным порогом зрения.
Видимость точечного источника света в чистом воздухе на расстоянии
приблизительно 10 км в зависимости от его силы следующая (в
кавделах):
в полной темноте .............. 0,11
при свете звезд ............... 0,85
при свете дуны.................5,0
в сумерках....................85,0
при дневном свете............8500,0
Указанные величины меняются в зависимости от фона: при темном
фоне источник света может быть меньшей интенсивности, при светлом
фоне он должен иметь гораздо больщую яркость. Кроме того, чем
больше площадь светового стимула, тем ниже порог видимости.
Замечено, что короткая вспышка света должна иметь больщую ин-
тенсивность, чем длинная. Однако отдельные вспышки продолжитель-
ностью менее 0,1 с видны одинаково, если они- содержат одинаковую
энергию. Наименьшая, еще различимая разница между двумя интенсив-
ностями света называется дифференциальным порогом. Он возраста-
ет с длиной волны и понижается с возрастанием интенсивности.
Заметность проблескового и постоянного огней, обладающих рав-
ной эффективной силой света, неодинакова. Заметность проблес-
ковых сигналов выше, чем постоянных. Это относится и к сигналам,
близким к пороговым, и особенно к пороговым, где проблесковый
сигнал по отношению к постоянному заметнее в несколько раз.
Пропускная способность зрительного анализатора колеблется
в интервале от 0,6 до 1000-1200 бит/с. Постоянная времени зри-
тельного анализатора в среднем составляет 170 мс. С возрастом
скорость зрительного восприятия оператора меняется: в 50 лет
латентный (скрытый) период реакции почти в два раза больше,
чем в возрасте 25 лет.
Восприятие оператором каких-либо объектов всегда ограничено
полем зоения, Поле_зрения - это часть видимого пространства, в
котором неподвижный глаз одновременно различает все объекты.
Различают бинокулярное поле зрения (пространство, видимое
обоими глазами) и монокулярное (пространство, видимое одним
глазом). Движение глаз позволяет увеличить угловую величину
просматриваемого пространства. Наилучшее восприятие объектов •
обеспечивают поля зрения, показанные на рис.2.3.	.>-
Величина поля зрения обычно выражается в угловых единицах. Гра-
ницы его несколько отличаются у разных ладей и, кроме того, зави-
сят от размеров, контраста и цвета наблюдаемого объекта. Так,
для белого цвета границы монокулярного поля зрения выражаются
следующими цифрами: вниз 70°, вверх 50°, к носу (внутрь) 65°,
к виску (наружу) 90°. Для бинокулярного поля зрения эти величины
будут соответствовать развернутому углу 60°.
Монокулярное поле зрения оператора можно условно разделить на
три зоны, которые имеют большое практическое значение в оператор-
ских профессиях:
I)	зона наиболее ясного зрения - центральная с полем зрения
около 2° (по данным других исследователей - около 3°);
2)	зона ясного зрения, в которой различаются предметы без мел-
ких деталей, с полем зрения около 30° по горизонтали и около 22°
по вертикали;
3)	зона периферического зрения, которая важна для ориентации,
но детали предметов ясно не различаются.
Бинокулярное поле зрения значительно больше монокулярного и
дает возможность видеть окружающие объекты рельефно. Оно обеспе-
чивает восприятие глубины расположения объектов и расстояния,
на котором они находятся. Таким образом, чем больше поле зрения,
тем больше число воспринимаемых объектов, а чем больше поле
бинокулярного зрения, тем лучше условия для глубинного зрения и
оценки расстояния до наблюдаемых объектов. Это особенно важно

Рис.2 3. Пеля зрения опереток:
I -бинокулягное; 2. - монокулярное
vправим глазом); 3 - при свободном
движении головы
в связи с большой вертикальной скоростью приземления современных
вертолетов. Поэтому коррекция дефектов бинокулярного зрения
(особенно миопии) у пилотов вертолетов должна быть своевременной
и исключительно тщательной.
Знание характеристик полей зрения оператора имеет большое
практическое значение, особенно когда речь идет о работе членов
летных экипажей или диспетчеров службы управления воздушным
движением. Например, при посадке самолета летчик должен видеть
все возможные сигналы опасности, появляющиеся в поле зрения
(другие самолеты или какие-либо объекты в месте посадки). В
то же время он обязан следить за показаниями приборов на при-
борной доске своего самолета и выполнять другие операции, свя-
занные с режимом посадки.
В этом сдучае при сужении поля зрения восприятие других объ-
ектов значительно ухудшается. Это возможно, например, в резуль-
тате утомления, под действием ускорений или вследствие гипоксии,
возникающей на высотах 1000-1500 м. На самолетах с герметичес-
кой кабиной при полете на большой высоте все же ощущается не-
достаток кислорода, как на высотах 2500-3000 м. Недостаток ки-
слорода даже в незначительной степени воздействует на дневное
зрение, способствуя субъективному "затуманиванию зрения" и более
длительному исчезновению последовательного образа.
сужение поля зрения летчика зависит и от других факторов:
от конструктивных и аэродинамических особенностей самолета,
влияющих на обзор из кабины, места расположения кабины на фюзе-
ляже, конструкции фонаря кабины, оптических свойств остекления,
расположения в кабине самолета других членов экипажа и даже от
оправы очков.
Острота зрения. Под остротой зрения понимают
способность глаза видеть раздельно два объекта, находящихся очень
близко друг к другу, -а единицу остроты зрения принята разреша-
ющая сила глаза в I мин, т.е. способность глаза различать две
точки с угловым размером I мин, что соответствует линейной ве-
личине 0,004 мм. Углом зрения называется такой угол, под кото-
рым видны крайние точки рассматриваемых предметов.
Различают остроту зрения бинонулярцую (наблюдение двумя гла-
зами) и монокулярную ( наблюдение одним глазом).
Монокулярная острота зрения в среднем на 10% меньше, чем би-
нокулярная, причем это соотношение практически не зависит от
возраста (от 25 до 45 лет). После 45 лет в связи с возрастными
изменениями такое соотношение нарушается.
чествуют понятия статической (различение неподвижных объ-
ектов? и динамической остроты зрения (различение движущихся
объектов). Они находятся во взаимосвязи при благоприятных ус-
27
ловиях наблюдения за объектом: хорошая статическая острота
зрения является необходимой, но недостаточной для хорошей ди-
намической остроты зрения, являющейся функцией не только раз-
личных оптических свойств глаза (это свойство статической ос-
троты зрения), но и функцией глазодвигательного аппарата зри-
тельного анализатора. Как статическая, так и динамическая ос-
трота зрения играют больщую роль в пространственной, зрительной
ориентировке летчика в условиях полета.
Принято считать, что оператор, имеющий нормальную остроту зре-
ния или разрешающую способность глаза, может читать газетный
текст (при нормальных условиях освещения) с расстояния 1,5 м.
Острота зрения имеет и индивидуальные различия. Так, напри-
мер, опытные шлифовщики различают просветы в 0,6 мкм, тогда
как обычно человек с нормальной остротой зрения способен заме-
тить просвет в 10 мкм.
Устойчивость ясного видения. Спо-
собность глаза удерживать отчетливое изображение рассматриваемо-
го объекта называется устойчивостью ясного видения. Эта способ-
ность определяется" отношением времени ясного видения к общему
времени рассматривания объекта. Устойчивость ясного видения за-
висит от времени работы и уровня освещенности (см.рис.2.4). С
увеличением освещенности время ясного видения резко повышается,
но до определенного уровня. Расстояние наилучшего видения, на
котором нормальный глаз человека не испытывает напряжения при
рассматривании деталей предмета, составляет 25-30 см. На рис.
2.5 представлена зависимость остроты зрения от освещенности
Рис.2.4. Зависимость устойчи-
вости ясного видения от време-
ни и освещенности
Рис.2.5. Зависимость остроты
зрения от различных условий
освещенности
28
Рис.2.6. Зависимость остроты зрения от яркости и контраста К
объективов с фоном (а), а также от времени Т Их предъявления (б)
при набладеикж оператором объекта, удаленного на 6 м (перегиб
кривой на рисунке соответствует переходу от колбочкового к па-
лочковому ярению).
При повышении освещенности острота зрения оператора улуч-
шается. Оптимум освещенности, необходимой для наивысшего улуч-
шения зрения, равен примерно 300 лк. Это соответствует освещен-
ности в полдень ясного солнечного дня. При дальнейшем увеличе-
нии освещенности наступает ослепление, приводящее к резкому
ухудшению остроты зрения.
Под ослеплением понимается такое состояние, при котором
все освещенные элементы сетчатки уже настолько сильно возбуж-
дены, что дальнейшее увеличение освещенности не вызывает никеь
кого прироста силы возбуждения.
Отмечено, что к восприятию слепящих яркостей имеется инди-
видуальная чувствительность. Так, например, результаты исследо-
ваний, проведенных при.яркости фона 0,1 кд /м , предварительной
адаптации 20 мин и яркости тест-объекта 3,5* Ю-3 кд /м , позво-
лили разделить испытуемых на три группы:
I)	устойчивые к ослеплению (время предъявления тест-объекта
составляло 1-8 с);
2)	имеющие средние показатели (время различения 9-30 с);
3)	неустойчивые к ослеплению (время - более 30 с).
Таким методом можно пользоваться при отборе лиц, деятель-
ность которых может быть связана с возможностью ослепления.
На рис..2.6 показана зависимость остроты зрения оператора
29
от яркости, контраста объектов с фоном (а) и времени их предъ-
явления (б).
Особое значение приобретает острота зрения оператора в
сумерках и ночью. В этих условиях, например, зрительная ориен-
тировка летчика зависит от следующих факторов: остроты зрения,
условий освещенности земной поверхности, прозрачности атмосфе-
ры, контраста земных объектов. Например, освещенность в су-
мерках уже в первые 20-25 мин снижается в 16 раз от значений
ее во время захода солнца, а начиная с 35-й минуты медленно
приближается к нулевому значению.
Показатели освещенности при продолжительности сумерек в I ч
следующие:
Время после начала
сумерек, мин
ю
20.......................
30...........
40.......,
50.........
60.........
Освещенность, лк
........38
........25
........ 13
........ 8
........ 2
........ I
........ 0
Освещенность земной поверхности, создаваемая отдельными
светилами ночью, также различна:
Характеристика ночи	Освещенность, лк
Полная луна при ясном небе ............. 0,2-0,3
Полная луна при облачности средней
плотности .............................. 0,05-0,1
Безлунная ясная	ночь .................. 0,001-0,003
Безлунная ночь при облачности средней
плотности ............................. 0,0005-0,001
Бездунная ночь при	сплошной облачности . 0,0002
Исследованиями установлено, что разрешающая сила глаза ночью
в 100 раз меньше, чем днем. 0 уменьшением освещенности острота
зрения и глубинное зрение заметно понижаются (табл.2.2).
Таблица 2.2
Изменение остроты зрения и глубинного зрения
в зависимости от освещенности
Условия освещенности	Освещенность на зем- ной поверхности, лк	Острота зрения	Острота глубинного зрения, %
Солнечный день	100 000	I	80
Облачный день	100	—	-
Лунная ночь	0,25	0,5	40
Безлунная ночь	0,003	0,08	9
30
На зрительное восприятие, остроту зрения и устойчивость ясного
видения определенное влияние могут оказывать и некоторые факторы
полета, особенно различающиеся по амплитуде и частоте вибрации,
а также перегрузки. Так, под действием вибрации с частотой
25-40 и 60-90 Гц острота зрения снижается, причем в большей
степени снижается бинокулярное зрение и в меньшей — монокулярное.
Восприятие движения объекта (ди-
намическая острота зрения) — зто спо-
собность глаза реагировать на непрерывно изменяющееся положение
предмета. Порог восприятия минимальных движений объекта в угло-
вых величинах составляет:
На свету при наличии неподвижных предметов .. 0,21/с ,
В темноте без неподвижных предметов ........ 1,15-155/с
Едва заметная скорость перемещения фиксируемого объекта:
В освещенном пространстве при наличии в поле
зрения неподвижных предметов................. Х/с
В темноте без объектов сравнения ............15-20/с
Разрешающая способность зрительного анализатора по угловой
скорости равна 0,3-2/с.
Восприятие движения объектов приобретает особое значение при
взлете и посадке самолета, а также при полете на малых высотах.
На рис.2.7 показана зависимость динамической остроты зрения от
угловой скорости движения и времени наблюдения объектов.
При слежении за перемещением сигналов важно знать величину
зрительного восприятия скорости движения. Нижний порог ее вос-
приятия равен I-2/с. Эта величина действительна для тех случаев,
когда человек оценивает движение точки относительно покоящегося
объекта. Если таких объектов нет, то порог возрастает до
15-30/с.
Скорость движения точки влияет на остроту зрения. Чем боль-
ше скорость, тем выше порог остроты зрения. Следовательно, при
Рис.2.7. Зависимость динами-
ческой остроты зрения от ус-
ловий скорости движения и
времени наблюдения объекта
31
отображении, например, на экране электронно-лучевого индикато-
ра движущихся объектов необходимо вносить в диаметр светового
пятна поправки на скорость. Это, в частности, надо учитывать
при конструировании электронных индикаторов, которые передают
информацию о быстропротекающих процессах. Оценивая обстановку,
отображенную на экране такого индикатора, оператору часто при-
ходится экстраполировать движение, например при решении задач
подхода и посадки самолета в аэропорту. Точность зрительного
экстраполирования зависит прежде всего от времени наблюдения
за движением: чем дольше оператор следит за точкой, тем точнее
решается задача экстраполирования. При эктраполировании мед-
ленных движений большинство ошибок состоит в преувеличении ско-
рости, при экстраполировании быстрых - в преуменьшении.
Время реакции оператора изменяется в зависимости от гради-
ента скорости сигнала. С увеличением исходной скорости движе-
ния увеличивается чувствительность к различению ускорения и
замедления и соответственно уменьшается время реакции.
Скорость перемещения взгляда и точность восприятия прибор-
ной информации во время полета и особенно в режиме посадки во
многом зависят от динамической остроты зрения. Во время посадки
для подучения приборной информации о положении самолета летчик
меняет направление взгляда от 130 до 200 раз в минуту. Исполь-
зуя киносъемку взгляда летчика, можно определить его зритель-
ную загруженность на различных этапах полета как по числу фик-
саций взгляда на приборах (рис.2.8), так и по времени, затрачен-
ному на зрительные связи между приборами (рис.2.9).
Данные киносъемки показывают, что среднее время фиксации
взгляда на авиагоризонте при ручном пилотировании по приборам
слепой посадки значительно меньше, чем при пилотировании с ис-
пользованием директорного индикатора. Относительно индикатора
глиссады и посадочного курса наблюдается обратная тенденция.
Эти результаты являются очень важными, так как считывание по-
казаний с авиагоризонта и индикатора глиссады и посадочного
Курса составляет 80-90% общей рабочей загрузки летчика при
сканировании приборов.
Устойчивость динамической остроты зрения зависит от воздей-
ствия многих факторов полета, но в особенности - от воздействия
вибрации. При воздействии вибрации и пределах частот от 2 до 5 Гц
наблюдается ограниченность скорости прослеживающих движений и
нарушение видимости показаний приборов на приборных досках
самолета.
Контрастная чувствительность
зрения, или яркостный контраст -
это восприятие разницы в яркости между фоном и наблюдаемым объ-
32
Рис.2.8. Продолжительность зрительной фиксации и число фиксаций
на приборах во время слепой посадки:
t - продолжительность цикла фиксации, с; /г - число Фиксаций
в минуту; 7^ - время, затрачиваемое на снятие показаний с при-
боров, проц.
Рис.2.9. Схема переключения внимания летчика при сканировании при-
борной доски в режиме захода на посадку (цифры на стрелках обоз-
начают время в долях секунды):
а - при ручном пилотировании по приборам; б - при ручном пилоти-
ровании по директорному индикатору
33
ектом. Контрастная чувствительность — самая важная характери-
стика условий видимости. Различают два вида яркостного контра-
ста: прямой и обратный. Если наблюдаемый объект темнее фона, то
контраст называется прямым, если же объект более яркий, чем
фон, то контраст называется обратным.
Яркостный контраст определяется с помощью следующих формул:
при Вф > Во (прямой контраст)
К = (Вф-Вв)/В<р-100%;
при	Вв > В/p	(обратный контраст)
К=(В0 -Bv)/Bo W07o,
где В<р - яркость фона; Во - яркость объекта.
Контраст величиной до 20% считается малым, до 50% - средним
и выше 50% - высоким. На практике наиболее оптимальным является
контраст 85-90%. Контраст выше 90% можно использовать в тех
случаях, когда требуется высокая четкость изображения. В авиа-
ции широко используются различного рода индикаторные приборы,
имеющие прямой и обратный контраст. Индикаторы с прямым кон-
трастом создают для работы глаза лучшие условия, чем индика-
торы с обратным контрастом. Малая освещенность или темнота сни-
жают зрительное различение (вызывают перенапряжение зрения),
что способствует быстрому утомлению.^
Однако необходимо помнить, что при расстояниях наблюдения до
800 мм (например, при наблюдении цифр на индикаторах) лучше вос-
принимаются черные цифры на белом фоне, так как пороговый кон-
траст для темных цифр на светлом фоне на 15% меньше, чем для
светлых цифр на темном фоне. При больших расстояниях (свыше
800 мм) и в условиях малой освещенности белые цифры на черном
фоне различаются лучше. При прямом контрасте оптимальная яр-
кость фона, при котором наблюдается наибольшая различитель-
ная чувствительность, составляет 500-700 кд/м^. Дальнейшее
увеличение яркости не приводит к повышению различительной
Чувствительности.
Контрастная чувствительность резко снижается при наличии
в поле зрения слепящих источников света. При обратном контрас-
те, если высвечиваемые на экране индикатора знаки небольших
размеров (в пределах 3-5 мм), величины контраста должны быть
равны 65-94%. При обратном контрасте ниже 65% существенно ухуд-
шается работа оператора, увеличивается время считывания показа-
ний приборов и растет число ошибок. Чем меньше размер индициру-
емых знаков, тем больше должен быть контраст (85-94%). Таким
образом, яркостный контраст является самым важным фактором ви-
димости объектов как на малых, так и на больших расстояниях.
34
Цветовая чувствительность. Глаз че-
ловека способен различать не только форму, размеры поверхности
тех или иных объектов, но и их цветовую окраску. Способность
глаза воспринимать разницу в спектральном составе между фоном
и наблюдаемым объектом называется цветовым контрастом^. В осно-
ве восприятия цвета глазом лежит так называемая трехкомпонентная
теория Ломоносова - Юнга - Гельмгольца. Все предметы в природе
имеют определенный цвет, обусловленный длиной спектра их излу-
чения. Глаз человека воспринимает излучения с длинами волн,
находящихся в пределах от 380 до 760 нм. Он может различать
более 120 оттенков в солнечном спектре по цветовому тону, более
10 оттенков по насыщенности каждого цветового тона и более 25
ступеней по яркости.
Как известно, солнечный спектр состоит из семи основных
цветов: фиолетового, синего, голубого, зеленого, желтого, оран-
жевого, красного.
Ниже приведены границы участков основных цветов непрерывного
спектра:
Цвет	Границы участков, нм
Фиолетовый ....................  *СГ|
Синий ......................
Голубой ....................
Зеленый ....................
Еелто-эеленый ..............
Желтый .....................
Оранжевый ..................
Красный ....................
450-480
480-510
510-550
550-575
575-585
585-620
620-770
На рис.2.10 показаны пределы бинокулярного различения цветов
в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Различают две груп-
пы цветов: ахроматические (белый, черный и серый со всеми мно-
гочисленными оттенками - их более трехсот), хроматические (все
остальные цвета, не входящие в группу ахроматических).
Ахроматические цвета отличаются друг от друга только по
светлоте: одни из них светлее, другие - темнее. Хроматические
цвета отличаются друг от друга не только по светлоте, но и по
цветовому признаку. Цветовое восприятие определяется насыщен-
ностью, цветовым фоном, яркостью, контрастностью и цветовой
адаптацией. Каждому хроматическому цвету соответствует другой
хроматический цвет. При смешении в определенном соотношении
они дают ахроматический цвет. Такие два цвета называются вза-
имно дополняющими. Ко взаимно дополняющим цветам относятся:
красный-голубой, оранжевый-голубой, желтый-синий или голубой,
желто-зеленнй-щгрпурный, зеленый-цурцурный, голубой-красный
или пурпурный, синий-желтый, фиолетовый-желто-зеленнй.
Различают две категории.понятий о цвете: физическую и пси-
35
/Ж- Белый
Красный
40°
Красный
Зеленый
Зеленый
6)
Рис.2.10. Пределы поля зрения оператора при различении цветов:
а - в вертикальной плоскости; б- в горизонтальной плоскости
холотеокую. Физическая категория цвета определяет следующие
понятия: яркость, коэффициент яркости, коэффициент отражения,
чистоту цвета, доминирующую длину волны. Психологическая кате-
гория цвета включает: цветовой тон, насыщенность интенсивность
и светлоту. Это должно учитываться при проектировании и создании
цветового климата кабин и цветового кодирования органов управ-
ления на современных самолетах. Очень эффективны, например,
предупреждающая окраска и цветовой контраст элементов рабочего
места оператора, некоторые сочетания цвета и символов и т.д.
Как было отмечено выше, зрительный анализатор оператора
очень чувствителен к кислородному голоданию. Так, например, в
условиях кислородного голодания на высоте 2000-3000 м снижает-
ся световая чувствительность и нарушается цветовосприятие. На
высоте 5000-6000 м белый цвет кажется желтовато-серым, а чер-
ный — сероватым; утрачивается способность отличать синий цвет
от зеленого. Острота зрения при достаточной освещенности на
высотах до 4500-5000 м изменяется мало, но в условиях неболь-
шой освещенности снижается, а поле зрения суживается.
Экспериментальные исследования показывают, что под влиянием
кислородного голодания нарушается мышечный батане глазных мышц,
что снижает глубинное зрение. Например, на высоте 3000 м эти
нарушения были отмечены у 30% испытуемых, а на высоте 6000 м -
у всех 100%.
Однако на практике утвердилось неверное представление, что
использование противоположных цветов дает наиболее зримый кон-
траст. При этом не учитывается, что при одновременном их предъ-
явлении они взаимно уничтожаются. Предпочтительное сочетание
цветов сигнала и фона следующее:
36
Цвет сигнала	Цвет фона
Желтый ............... Черный
Белый ................ Синий
Черный .............. Оранжевый
Черный ............... Желтый
Белый.................Красный
Оранжевый.............Черный
Черный................Белый
Красный ..............Желтый
Зеленый...............Белый
Оранжевый.............Белый
Красный .............. Зеленый
Если общий фон кабины самолета имеет темный тон, то наиболее
важные контрольные приборы и ручки управления должны хорошо
контрастировать с фоном либо по цвету, либо по светлоте. Опыт
показывает, что наилучшим фоном является светлый тон.
Цвет также оказывает психологическое воздействие на рабочую
деятельность оператора. Благодаря только оптимальной окраске
рабочих мест можно увеличить производительность труда более
чем на 25%. Однако не все люди одинаково воспринимают цвет.
Есть категория людей, которые воспринимают цвет по-разяоцу.
Их можно разделить на три группы; к первой группе относятся
лица с ослабленным цветовым восприятием. Они, хотя и различен
юг все главные цвета спектра (красный, желтый, зеленый, синий),
но нуждаются в повышенном цветовом раздражителе. Ко второй
группе относятся лица, имеющие частичную цветовую слепоту. Они
имеют выраженное расстройство цветового зрения, чаще всего к
красно-зеленому спектру и воспринимают только спектр, который
состоит из желто-голубых цветов. Такие лица не могут выполнять
функции, связанные с операторской деятельностью, особенно там,
где имеется красно-зеленая сигнализация. К третьей группе от-
носятся лица, имеющие полную цветовую слепоту. Они воспринимают
окружающий мир в виде бесцветной черно-белой фотографии.
Патология цветоощущения может быть врожденной и приобретен-
ной. Врожденным нарушением цветоощущения страдает 8-13% муж-
чин (т.е. каждый пятнадцатый) и 0,5% женщин (т.е. одна из двух—
сот). Согласно статистическим данным в мире сейчас насчитыва-
ется более ста миллионов человек, страдающих расстройствами
цветового зрения.
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных
ученых выявлен характер психологического воздействия на человека
каждого из цветов. Например, чисто психологическое восприятие
цвета у человека всегда связано с представлениями о температуре.
Отсюда возникли понятия о теплых цветах (красновато-желтый). Они
ассоциируются у человека с высокими температурами. Холодные
цвета (голубовато-зеленые) ассоциируются с представлениями о
37
более низких температурах; они вызывают ощущения свежести и
чистоты.
Доказано, что зеленый, желтый ( и их оттенки), а также белый
цвет больше всего стимулируют функциональцую способность зри-
тельного анализатора, уменьшая его утомление и повышая устой-
чивость ясного видения. Напротив, цвета крайних участков спе-;
ктра (красный, фиолетовый и т.д.) при большол их насыщенности
вызывают утомление зрительного анализатора. Из., стный фран-
цузский специалист по цветовому климату Жак Вьено высказал
оригинальную мысль о цвете: "Цвет способен на все: он может
родить свет, успокоение или возбуждение. Он может создавать
гармонию или вызвать потрясение:-' от него можно ждать чудес,
но он может вызвать и катастрофу.
Действительно, с помощью цвета можно создать определенный
"эмоциональный тон"; влияя тем самым на работоспособность и
эффективность его деятельности, можно " нейтрализовать " ощуще-
ние жары или холода, "снять" напряженность или чувство монотон-
ности и т.д.
Таким образом, умело используя цветовую гамму, можно повы-
сить эффективность деятельности оператора, стимулировать его
психическую активность, снять утомление; можно нейтрализовать
некоторые негативные факторы физической среды; наоборот, нера-
циональное цветовое оформление может привести к нежелательным
последствиям.
В этой связи возникает целый комплекс вопросов, касающихся
цветового оформления рабочих мест операторов (летчиков н дис-
петчеров УВД) и интерьеров салонов современных и перспектив-
ных самолетов.
Решение этих вопросов является одной из составляющих систе-
мы мероприятий по повышению безопасности и регулярности полетов
в гражданской авиации.
2,2	. Слуховой анализатор и его функции
2.2.1.	Устройство слухового анализатора
Слуховой анализатор состоит из трех отделов: рецепторного ап-
парата, воспринимающего звуковые раздражения (ухо;, проводнико-
вой системы с передаточными центрами и коркового отдела, распо-
ложенного в височной части головы; с его помощью осуществляются
высший анализ и синтез принимаемой информации.
*1утусов В.П. Экономика и эстетика в технике. М.: Знание.
1966, 78 с.
38
Молоточек
Рис.2.II. Схема строения слухового анализатора человека
Орган слуха человека - ухо - состоит из трех частей: наруж-
иого, среднего и внутреннего уха (рио.2.П).
Наружное ухо (звукоулавливающая часть) состоит из ушной ра-
ковины и наружного сдухового прохода, который заканчивается
мембраной, или барабанной перепонкой. Она служит границей меж-
ду наружным и средним ухом и отгораживает остальную часть уха
от внешнего воздушного пространства. Перепонка имеет свальцую
форму и немного втяцута внутрь. Площадь ее около 0,65 с№.
В среднем ухе (звукопроводящая часть) находятся три слуховые
косточки: молоточек, наковальня и стремя. Свои названия эти
косточки получили благодаря внешнему сходству с соответствую-
щими предметами. Они очень малы по размерам и все вместе ве-
сят 0,05 г. Расположены эти косточки так, что образуют рычаг,
который одновременно передает колебания барабанной перепонки во
внутреннее, ухо и преобразует эти колебания в колебания с мень-
шим размахом, но большим давлением. Молоточек, наковальня и
стремя передают всю энергию колебания барабанной перепонки
на очень маленькое овальное окно внутреннего уха; таким обра-
зом, внутреннее ухо получает давление раз в 50-60 больше того,
которое испытывает барабанная перепонка. Для уравновешивания
воздушного давления между наружным и средним ухом существует
узкий канал - евстахиевая труба, соединяющая среднее ухо с
задней частью глотки.
Устройство внутреннего уха (зцуковоспринимающая часть) весь-
ма сложно. Основное его назначение - воспринимать только те
колебания, которые посылает барабанная перепонка в орган слу-
хового восприятия. Орган слухового восприятия заключен в особую
оболочку, называемую улиткой? или кортиевым органом. Вдоль всей
39
дайны улитка разделена перегородкой и наполнена особой студени-
стой жидкостью. Внутри улитки находится перепонка - основная
мембрана. На ней расположены разветвления слухового нерва, ко-
торый состоит из 25 тысяч мельчайших проводников слухового раз-
дражения, идущих затем по нервному отводу к коре головного мозга.
Во внутреннем ухе расположены еще три полукружных канала, не
имеющих никакого отношения к слуху. Это органы равновесия - ве*-
стибулярный аппарат человека, устройство и функции которого
описаны в разд.2.4.
2.2.2.	Основные функции слухового анализатора
В основе восприятия оператором звукового раздражения лежит
резонансная теория слуха. Сущность ее состоит в следующем. Зву-
ковые волны от источника звука попадают прежде всего на ушную
раковицу, которая по наружному слуховому проходу передает их к
барабанной перепонке и, колебля ее, приводят в движение всю цепь
сдуховых косточек (молоточек, наковальню и стремя).
Для свободного колебания барабанной перепонки необходимо, что-
бы давление воздуха с обеих сторон ее было одинаковым. Это осо-
бенно важно при изменении внешнего давления, например при спуске
самолета для посадки. В этих случах, т.е. при отсутствии выра-
внивания давления, у членов экипажа или пассажиров может появить-
ся временная глухота, звон и боль в ушах, затрудняющие воспри-
ятие звуковой информации. Глотательные движения быстро снимают
эти неприятные ощущения.
При малейших изменениях давления наружного воздуха перепон-
ка, не встречая противодействия с другой стороны, легко при-
ходит в колебательное движение. Под действием звуковой волны,
переходящей из вибрирующей барабанной перепонки, вибрирует мо-
лоточек и бьет по наковальне, поднимая и опуская стремя. Эти
звуковые колебания передаются в улитку, где расположена основ-
ная мембрана кортиевого органа с окончанием слуховых нервов. Функ-
ция улитки заключается в преобразовании механических колебаний в
нервные импульсы - слуховые ощущения, которые по слуховому нерву
передаются в кору головного мозга.
Различные части основной мембраны колеблются (резонируют)
избирательно в зависимости от частоты звуковых колебаний. Если
в улитке происходит восприятие отдельных звуковых тонов, то в
коре головного мозга осуществляется уже высший анализ и синтез
слуховых понятий и образов.
существует и другой путь восприятия звука: через кость чере-
па с помощью слухового прибора-протеза. В этом случае звуковые
колебания минуют наружное и среднее ухо и непосредственно до-
40
стирают улитки, а затем по слуховому нерву - коры головного
мозга.
Ухо человека является одним из наиболее сложных и тонких ана-
лизаторов, воспринимающим очень слабне и очень сильные звуки.
Слуховые опущения являются вторым наиболее важным источником
получения информации из окружающего мира.
2.2.3.	Восприятие звука. Звук и его характеристика
Колебательное волновое движение упругой среды - звук - воспри-
нимается органом слуха. Звук характеризуется тремя основными
свойствами: высотой, силой и тембром. Все звуки делятся на две
группы: музыкальные звуки и щумы.
Музыкальные звуки имеют определенную периодичность колебаний
и точную частоту, пумы - зто множество самых различных, одно-
временно несущихся звуков без определенной периодичности и без
точней частоты.
Звук обладает свойством распространяться в различных средах.
Скорость распространения звуковой волны в какой-либо среде на-
зывается скоростью звука. В различных средах (а при некоторых
условиях в одной и той же среде) скорость распространения звука
не одинакова.
Как физическое явление звук представляет собой волновое коле-
бание упругой среды и характеризуется громкостью (или силой) и
частотой звуковых колебаний.
Громкостью звука называется количество энергии, переносимое
звуковой волной ежесекундно через площадку в I см2, перпенди-
кулярную направлению распространения волны. Она зависит от
величины размаха (амплитуды) колебаний частиц воздуха. Чем боль-
ше амплитуда колебания, тем сильнее звук.
Частота звуковых колебаний измеряется единицей, называемой
герцем (Гц). Один герц - это частота, при которой в одну секунду
совершается одно колебание. Тысяча герц составляет один кило-
герц (кГц).
Физиологической мерой восприятия звуковых колебаний явля-
ется фон. Фоном называется наименьшее изменение в уровне гром-
кости звука, которое различается ухом человека.
Единицей громкости звука является бел (Б). Наиболее часто для
определения уровня громкости звука (щума) используется десятая
часть бела - децибел (дБ).
От частоты колебаний воздуха зависит высота звука. Разли-
чают -высокие тона звука - они имеют большую частоту колебаний
и низкие - с малой частотой колебаний. Ухо человека очень чув-
ствительно к тону звука. Например, спаренный музыкальным слу—
41
хом человек может различать два звука, имеющие одан 1000, а
другой 1003 Гц. Большинству людей такое тонкое дифференцирова-
ние звуковых колебаний недоступно.
Ухо  человека также чувствительно к тембру звука, который
представляет собой его особое качество (звуковую окрасу),
характерное для каждого звука.
Скрытый пёриод восприятия оператором звукового раздражителя
составляет II0-I80 мс.
Время реакции оператора на восприятие звукового сигнала в
значительной степени зависит от громкости звука и в меньшей
мере от его частотн. Например, время восприятия оператором зву-
кового сигнала в 30 дБ составляет 150 мс, а при ЮО дБ время
восприятия сокращается до НО мс.
Установлено, что скорость звукового восприятия оператором не
зависит от его профессионального опыта (например, пилотирования
самолета) и, по-видимому, не поддается тренировке.
Были проведены два эксперимента для выяснения того, возможно
ли путем накапливания профессионального опыта (пилотирования)
или цутем какой-либо тренировки добиться увеличения скорости ре-
акции по восприятию звуковой информации. В первом эксперименте
принимали участие опытные летчики и абитуриенты в летные учили-
ща. Установлено, что у летчиков время реакции на восприятие
звукового раздражителя составляло 0,1832^0,0238 с , ау абиту-
риентов 0,1824^0,026 с.
Во втором эксперименте время реакции на слуховой раздражи-
тель измерялось у абитуриентов летных училищ дважды: первый
раз при поступлении их в училище, второй раз - во время очеред-
ного осмотра их, уже ставших летчиками. Результаты обследова-
ний были следующими: у 11,8$ время реакции не изменилось; у
42,2$ время реакции понизилось (в среднем на 0,0254 с); у 46,0$
время реакции повысилось (в среднем на 0,0295 с).
Длительность звука влияет на его громкость. Максимальная
громкость наступает примерно через 0,5 с, после чего она может
несколько снизиться, так как ухо привыкает к звуку. Для очень
коротких тонов (около 0,15-0,2 с) замечаетсг некоторая потеря
громкости. Тоны низкой частоты теряют громкость больше, чем
тоны высокой частоты такой же длительности. Длительность так-
же влияет на высоту звука. Качественные характеристики звука
улучшаются с возрастанием длительности до 0,1 с. У большинства
операторов имеется значительная разница в чувствительности пра-
вого и левого уха, и эта разница увеличивается с возрастанием
частоты звука. Разница порога слышимости по громкости для двух
ушей меньше, чем для одного уха.
42
Рис.2.12. Область звуков,
человеком
Бели источник звука невидим, направление звука можно опреде-
лить и одним ухом, но неточно. Гораздо сложнее оператору опре-
делить по слуху дальность источника звука. В ряде опытов было
установлено, что человек способен легко определять, оттуда
раздается звук, слева или справа, но испытывает большое за-
труднение в определении направления, если источник звука нахо-
дится спереди или сзади него.
Восприимчивость уха человека к звукам не безгранична. Так,
например, звуковые колебания в диапазоне частот от I до 16 Гц -
так называемые инфразвуки - не воспринимаются ухом человека.
Колебания с частотами 16-20000 Гц - акустические колебания - ухо
человека воспринимает как звук. Колебания с частотой выше 20
тысяч герц - ультразвуки - человек не воспринимает. Существуют
еще гиперзвуковые волны - их частота выше 1000 Гц
Чувствительность уха характеризуется тем наименьшим уровнем
звуковых колебаний, который необходим для того, чтобы звук был
услышан - зто порог слышимости. Чем выше чувствительность уха,
тем ниже порог слышимости.
На рис.2.12 изображена области звуков, слышимых ухом человека.
Нижняя кривая соответствует порогу слышимости, верхняя - пороху
болевого опущения. Звук громкостью в 120 дБ неприятно слушать,
при 130 дБ возникают болевые ощущения, а при 140 дБ появляется
заметная боль.
Слышимость звука зависит от многих факторов: расстояния между
источником звука и оператором, углового расположения источника
звука по отношению к оператору, возраста оператора и др. В зна-
чительной мере слышимость звука зависит от воздействия на опе-
ратора различных щумов.
2.2.4.	Восприятие щума. Щум и его характеристика
Как известно, звук характеризуется правильным повторением
воли, а щум состоит из звуков различной частоты (непериодических
или нерегулярных) и не связанных между собой. В зависимости
от спектрального состава различают следующие щумы: низкочастот-
ные (частота колебаний до 400 Гц), среднечастотные (частота
43
Неизбежный бред
Рис.2.13. Степень шумовой нагрузки на операторе в зависимости от
интенсивности щума и его длительности
колебаний до 800 Гц) и высокочастотные (частота колебания вы-
ше 800 Гц).
Щум оказывает отрицательное воздействие на централизую и
вегетативную ыервцую систему человека, создает помехи при вос-
приятии и передаче информации, является причиной многих забо-
леваний. Степень воздействия пума на человека зависит от ин-
тенсивности, спектрального состава, продолжительности, внезап-
ности, времени суток, частоты повторяемости пума и индивидуаль-
ных особенностей человека.
Чем интенсивнее пум, тем быстрее утомляется оператор. Дли-
тельность воздействия пума способствует развитию профессиональ-
ной тугоухости и глухоты. Потеря слуха обычно развивается по-
степенно, в течение ряда лет и наблюдается у лиц, деятельность
которых связана с частым воздействием пумовнх факторов (рис.
2.13). В табл.2.3 приведены данные, характеризующие влияние
общего налета летчиков на изменение их слуха.
Чем больше преобладают в спектре шума высокие частоты, тем
он опаснее для развития тугоухости, тем сильнее его раздражающее
действие, тем скорее возникает утомление. Отмечено, например,
что даже при кратковременном действии низкочастотных и средне-
частотных щумов интенсивностью 70-90 дБ порог слуховой чувстви-
тельности снижается на 4-7 дБ, а при щуме интенсивностью
110-120 дБ - на 12-15 дБ. При воздействии на оператора высокоча-
44
Таблица 2.3
Изменение слуха летчиков (в процентах)
в зависимости от налета
Группа	Общий налет по группам, ч
	до 500	ДО 1000	ДО 1500	ДО 2000	ДО 2300
С нормальным слухом I степень тугоухости (по-	80	63	45	35	-
теря слуха от 20 до 40 дБ) II степень тугоухости (по-	12	32	27	29	17
теря слуха от 10 до 60 дБ) степень тугоухости	5	7	22	7	33
(потеря слуха более 60 дБ)	2	2,3	5,7	28,5	50
стотных щумов отрицательные последствия со стороны органа слуха
усухубляются.
Интенсивный высокочастотный щум при длительном воздействии
на организм человека может вызвать серьезные необратимые про-
цессы.
Отмечено, что не все люди в одинаковой степени восприимчивы
к воздействию шумов, т.е. реакция их на щум различна. Ниже
показана чувствительность отдельных лиц к щуцу при 5-часовом
воздействии на человеке.
Уровень шума, дБ
80
85
90
95
100
Количество лиц, жалу-
ющихся на вредное воз-
действие шума, %
.......... 6
......... 18
......... 43
......... 78
......... 98
Женщины более чувствительны к щумам, чем мужчины.
0 течением времени большинство людей в определенной степени
привыкают к щущу.
Большой интенсивностью и выраженным раздражающим действием
на человека характеризуются авиационные щумы.
Среди многих источников щума в аэропортах основным являются
реактивные двигатели самолетов. Они создают уровни щума, пре-
вышающие пороги переносимости. Например, некоторые реактивные
самолеты зарубежных фирм на расстоянии 75 м сзади от себя созда-
ют щум, при котором допустимое время пребывания оператора состав-
ляет 2,5 мин в день. При работе двигателя с форсажной камерой
это цоцустимое время сокращается на 75%. Щум от некоторых ти-
пов реактивных двигателей при наличии на них форсажных камер
45
на расстоянии до 30 м достигает 135-145 дБ, а на расстоянии до
2 м доходит до 160-170 дБ. Ниже приведены данные, характеризу-
ющие интенсивность шума при работе различных авиационных дви-
гателей.
Источник щума	Суммарный	уровень
пума, дБ
Турбовинтовой двигатель	(выхлоп) .......... 95
Поршневой двигатель	(на	вертолете) ........ 94
Поршневой двигатель	(выхлоп) ..............108
Ддухконтурный двигатель.....................119
Турбореактивный двигатель ,.................126
Турбореактивный двигатель (с форсажной
камерой) ................................135
Реактивный двигатель........................145-160
На рис.2.14-2.17 показаны зоны зашумленности территории
при взлете и посадке самолетов различных типов.
Авиационные шумы в зависимости от типа двигателей характе-
ризуются ие только интенсивностью, но и частотой (табл.2.4).
Посадка	Взлет
I— ।—।—।__।_।_।_।__।__।_।__।_।__।_।__।_।__।_।__।_।__।
28 29 20 16	П 8	if	О	4 8 12 16	20 24 28 J2 36 40 44 48 52км
Рис.2.14. Зона зашумленности территории при взлете и посадке
самолетов I группы (Ту-104, ЧУ-114) Р	посадке
Рис.2.15. Зона зашумленности территории
молетов II группы (Ил-62, Ty-I24, Ty-t'MI
при взлете и посадке са-
46
моллов'Pl SnlaKlgi0^-lB)P₽№r0PM ПрП ВЗЛете И П0СЭДКе са-
Рис.2.17. Зона зашумленности территории при взлете и посадке само-
летов П груши (Ил-14, Ан-24, Ли-2)'
Т а б л ц а 2.4
Средний уровень щума на расстоянии
приблизительно 42,2 м под углом 45°, дБ
Тип испытательного аппарата	Частота, Гц							
	20- 75	Тб- 150	150- 300	300- 600	600- 1200	1200- 2400	2400- 4800	4800- 10000
Вертолет	102	108	Ю4	1Ю	104	100	96	92
Транспортный самолет	104	106	108	106	104	102	100	94
Реактивный самолет при 80-процентной на- грузке двигателя	IID	114	116	120	122	120	118 II6-II8	
Данные табл.2.5 показывают, что частоты шума, создаваемого
поршневыми двигателями, включая вертолеты и самолеты с фиксиро-
ванными крыльями, находятся в пределах 20-4800 Гц, в то время
как частоты щумы от реактивных двигателей выходят за пределы
слышимого участка.
Определенная зашумленность, возбуждаемая шумом двигателя и
аэродинамическим кумом, наблюдается и в кабинах самолетов
(табл.2.5).
47
Таблица 2.5
Уровни пума (в дБ) в кабинах современных зарубежных
самолетов гражданской авиации
Тип самолета	Крейсерская скорость	Скоростное снижение
ЗС-6	78	85
р -27	78	78
F -227	72	72
I -188	71	79
’’Боинг-707"	80	82
"Боинг-720"	74	74
"Боинг-727”	78	82
Рассмотрим два примера. При оценке эффективности деятель-
ности членов экипажа (способность интерпретировать информацию
индикаторов и решать задачи, связанные с проведением и принятием
решения) в течение восьмичасового полета при воздействии на
экипаж щума в 10 дБ было установлено, что во второй половине
полета значительно возросло число ошибок. Вы отмечен также
существенный сдвиг порога слышимости, наблюдалось снижение про-
пускной способности сдухового анализатора (особенно у команди-
ра и радиста). После полета слух восстанавливался до исходного
значения в течение 48 ч.
При обследовании слуховых функций у членов экипажей верто-
летов (здоровых, не жалующихся на потерю слуха) было установ-
лено, что под действием щумов и других факторов полета в
76,4% случаев замечено снижение слуха, особенно к восприятию
высокочастотных звуков. Отмечен еще один важный аспект в нару-
шении слуховых функций у членов экипажей вертолетов (после
четырехчасовых полетов): снижение слуха по костной проводи-
мости в речевой зоне. Это обстоятельство может ухудшать вос-
приятие операторами речевых сигналов во время радиообмена в
условиях полета. Для восстановления исходных значений слуха
требуется суточный отдых.
В помещениях малого объема (до 140 м2) при использовании
голосовых средств связи уровень щума не должен превышать 60 дБ.
Возникающие повреждения слухового анализатора при указанных
интенсивностях щума в основном сводятся к временному снижению
слуха. Так, после воздействия в течение часа щума интенсивностью'
120 дБ требуется 5 ч, чтобы вернуться к нормальной остроте слу-
ха, а после четерех часов щума этого требуется 20 ч. Двухминут-
ный щум интенсивностью 140 дБ вызывает потерю слуха на 2 ч
(полное восстановление слуха наступает через сутки).
Потеря слуха в результате воздействия щума объясняется вре-
48
менным смещением порогов восприятия звуков и может рассматри-
ваться как следствие утомления звуковосприиимающих клеток кор-
тиевого органа.
При длительном воздействии пума его вредное влияние, сказыва-
ется и на других функциях организма: снижается слух, ухудшает-
ся острота зрения, появляется беспричинное чувство страха, на-
растает нервное раздражение, нарушается сон (что характерно
при действии ультразвука), появляется головокружение, и потеря
равновесия, учащается сердцебиение, нарастает утомляемость,
снижается оперативная память на текущие события. Если неблаго-
приятное воздействие пума продолжается, появляются патологи-
ческие изменения в нервных клетках органа слуха. Таким образом,
щум оказывает вредное влияние на слуховой, зрительный и вести-
булярный анализаторы, снижает слышимость, устойчивость ясного
видения, рефлекторную и психическую деятельность.
Систематическое воздействие щумов вызывает изменение не толь-
ко в нервных клетках, воспринимающих звук. Вредное воздействие
шумов сказывается и на состоянии центральной нервной системы:
ослабляются приспособительные реакции человека к постоянно из-
меняющимся условиям внешней среды, резко ухудшается самочув-
ствие.
В зависимости от интенсивности щума различают четыре степени
его влияния на организм:
1-я степень (40-50 дБ) - возможно возникновение психических
реакций;
2-я степень (60-80 дБ) - наблюдаются расстройства вегетатив-
ной нервной системы (нарушение сердцебиения, дыхания, повыше-
ние потливости);
3-я степень (90-110 дБ) - отмечается понижение слуха (осо-
бенно восприятие звуков в области высоких'частот);
4-я степень (свыше 120 дБ) - возможно повреждение органа
слуха.
Любое возрастание щума выше уровня слышимости ведет к уве-
личению мышечного напряжения, к замедлению решения задач логи-
ко-информационного типа и соответственно - к . повышению затра-
ты энергии. Щум неблагоприятно влияет на работу, требующую вы-
сокой степени мышечной координации и точности или глубокой со-
средоточенности. Щум способствует также увеличению ошибок в ра-
боте, снижает производительность труда на 10-15%, а в ряде слу-
чаев до 66%.
Таким образом, шум - не только большая помеха в восприятии
слуховой информации, но и фактор, вредно влияющий на здоровье
человека.
49
2.2.5.	Методы снижения щума
Снижение самолетного щума является частью важнейшей обще-
государственной задачи - защиты окружающей среды.
Самолетный щум неблагоприятно воздействует на людей, живу-
щих вблизи аэропортов, на экипаж и пассажиров, а также на пер-
сонал, обслуживающий авиационную технику. На рис, 2.18 показа-
ны типичные зоны, различающиеся характером воздействия щума на
человека, И возможности привенения средств защиты.
В последние годы разработан ряд эффективных мероприятий, напра-
вленных на снижение щума, разработаны и внедрены требования, рег-
ламентирующие уровень щумов вновь создаваемых самолетов (ГОСТ
17228-78 и ГОСТ 17229-78) и расположение жилой застройки в
окрестностях аэропортов.
Методы снижения самолетного щума можно объединить в несколь-
ко групп:
создание малошумного самолета;
применение специальных приемов пилотирования;
применение специальных приемов организации воздушного дви-
жения и эксплуатации самолетов на земле;
строительно-планировочные мероприятия;
применение индивидуальных средств защиты.
Создание малощумного самолета предусматривает совершенство-
вание в целях уменьшения щума как двигателей (рациональный
выбор типа, геометрических и газодинамических параметров дви-
гателя; применение щумоглушащих сопел, эжектора или эжектора
с щумоглушащим соплом; снижение окружной скорости лопаток ком-
прессора, рациональный выбор соотношения числа лопаток ротора
и статора и зазора между ними; разгрузка первых ступеней ком-
прессора; применение компрессора без направляющего аппарата и
Рис.2.18. Зоны воздействия
шума на человека:
I - применение защитных
средств не требуется; П и
Ш - защита органов слуха
обязательна; 1У - пребыва-
ние человека с любой защи-
той запрещено
др.), так и конструкции самолета (рациональный выбор тяговоо-
руженности, числа двигателей; их компоновка на самолете; улуч-
шение взлетно-посадочных характеристик самолета).
Применение специальных приемов пилотирования заключается в
использовании при наборе высоты с большим градиентом, снижения
взлетного режима работы двигателей, разворотов, а при заходе на
посадку - увеличения угла однолучевой глиссады снижения, сни-
жения по двухлучевой глиссаде, оптимального профиля снижения и
выбора точек выпуска шасси и полного отклонения закрылков, а
также ограничения режима работы двигателей при применении ре-
верса или отказа от него.
Специальные приемы организации воздушного движения и эк-
сплуатации самолетов на земле включают использование самолетов
менее думных типов, системы предпочтительных ВПП по щуцу, трасс
минимального щума ангаров для наземных гонок двигателей, смеще-
ние старта или точки приземления вдоль ВПП, уменьшение взлетной
массы самолета, ограничение ночных и тренировочных полетов,
применение аэродромных шумоглушителей, сокращение времени го-
нок благодаря совершенствованию методов контроля исправности
двигателей, ограничение режима работы двигателей при гонках,
ограничение количества одновременно работающих двигателей при
гонках, сокращение времени гонок иди запрещение их в ночное
время, правильную ориентировку самолета на площадках для т'л-
земных гонок и учет преобладающих метеоусловий.
Ограничение жилищного строительства в окрестностях аэро-
порта с учетом трасс полета, рельефа местности и преобладающих
метеоусловий, удлинение или постройка дополнительных ВПП, уси-
ление звукоизоляции помещений, рациональное расположение площа-
док для наземных гонок двигателей, создание экранирующих ограж-
дений, а также перенос близкорасположенных населенных пунктов
или создание нового аэропорта являются составными частями стро-
ительно-планировочных мероприятий, направленных на снижение щу-
ма самолетов.
К индивидуальным средствам защиты оператора от неблагопри-
ятного воздействия щума относятся противочумные устройства
разной конструкции (втулки, полувтулки, заглушки, щумозащитные
шлемы и др.). Применяя заглушки, можно снизить интенсивность
щума реактивного двигателя с 130 дБ перед шлемом до 100 дБ на
входе в слуховой проход. В качестве индивидуальных противощу-
мов используются также волокнистые материалы, иэ ультратонких
перхлорвиниловых волокон типа ФП или РЙ4-Ш, называемые "беру-
шамцр’ (от слов "береги уши")."Беруши" вставляются в наружный
слуховой канал и обеспечивают ослабление щума в наружном слу-
51
ховом канале на IO-I5 дБ для полосы частот до 500 Hi и на
17-30 дБ для частот выше 500 Гд.
В табл.2.6 приведены некоторые индивидуальные средства
защиты от щума. Эффективным средством защиты органа слуха от
Таблица 2.6
Эффективность шумоглушения некоторых индивидуальных средств защиты
Средства защиты	Среднее ослабление щума (дБ) на частотах, Гц						
	124	250	500	1000	2000	4000	8000
Тампоны из хлопковой ваты	3 Тампоны иэ ультратонкого стекловолокна (УТВ)	5 Тампоны из ультратонкого волокна ФПП-15*	8 Днепропетровские втулки ф-ки "Украина"	10 Противощумы П.И.Калмыкова	10 Ушные втулки конструкции А.И.Вожжовой	8 Ватно-пластилиновые противо- щумы П.П. Кудрявцева	20 Вакуумные антифоны А.И.Вож- жовой	14 Гарнитуры типа: АГ-2	I АГ-2М	2 Г-63	22 Авиагарнитур типа H-I57	I Противощум "Сигнал"	15 Наушники ИГАЛ с вязкой массой 20 Наушники ВИАМ № 17 с вяз- кой массой	25 Теоретический предел ослаб- ления звука противоцумами типа: втулок, тампонов и вкла- дышей	21 наушников	25 и ФШ - марка противочумного мате] локон на базе фильтрующих полотен ' 52		3	4	8	15	15 5	10	18	24	30 10	15	22	25	32 12	16	18	20	25 14	16	18	24	34 Ю	12	15	22	30 23	25	32	40	45 16	17	. 20	30	36 13	2	10	15 2	5	6	21	27 25	28	30	34	40 I	I	13	16	30 15	15	15	25	35 30	25	25	25	55 30	30	30	30	55 22	21	26	33	36 27	32	41	48	50 оиала иэ перхлорвиниловых во д.В.Петрякова					16 38 17 30 42 30 35 42
Рис.2.19. Зависимость зву-
коизолирующей способности
наушников от частоты звука
Среднегеометрическая
частота
воздействия щума являются наушники или шлемофоны типа ШПЛ-65
с телефонами или без них. Значительный интерес представляют
шлемофоны, в которых используется кольцевая эластичная трубка,
наполненная жидкостью. Такая конструкция обеспечивает равномер-
ное давление по всей плоскости прилегания наушника'к голове.
Применяются и другие типы щютивошумвых ваушшков, например,
наушники с регулируемой системой прижима. Они особенно эффек-
тивны в условиях, где шум не является- непрерывным. Звукоизо-
лирующая способность наушников зависит от частоты звука
(рис.2.19).
Дня защиты организма оператора от воздействия чрезвычайно
высокого уровня щума (более 130 дБ и выше) применяется специ-
альная противощумная одежда - щумозащитные пояса и видодемпа-
рирующая обувь. Достигаемая с их помощью защита оператора от
щума показана на рис.2.20.
В нашей стране тщательно соблюдается нормы пребывания опе-
раторов в условиях, характеризующихся повышенными параметрами
щума. Результаты исследований показывают, что авиационные шу-
мы, воздействующие на летно-технический состав, не должны пре-
вышать следующих величин:
для экипажей при продолжительности полета:
до 2 ч......................... 85-88 дБ
до 30 ч 2................... 70	"
для инженерно-технического состава при работе в течение
6 ч............................ 100	дБ
1ч.......................... ПО	"
30 мин......................115	"
Знание функциональных возможностей слухового анализатора
оператора дает возможность конструкторам самолетов и другим
специалистам предъявлять научно обоснованные требования к си-
стеме звуковой сигнализации, создавать оптимальный звуковой
климат в кабине экипажа, находить средства снижения щума,
воздействующего на оператора" в полете и на земле.
53
ВБ
150
1W
130
120
110
100
go
so
70
Рис.2.20. Допустимое время воздействия шумов различной характери-
стики:
Сплошная линия - без применения средств защиты:
пунктир - с применением средств защиты
О12 3Ч 5 6 7 в Я К 11 ч
2,3	, Дьдратолыщй анализатор и его йуыкцаи
2.3.1.	Устройство двигательного анализатора
Двигательный анализатор состоит из трех звеньев: перифе-
рического - рецепторов, заложенных в мышцах, сухожилиях,
связках и оболочках мышц (фасциях); проводникового, проходя-
щего в системе задних столбов спинного мозга, и коркового -
область передней центральной извилины - головного мозга.
Основу двигательного анализатора составляют мышцы. У челове-
ка имеется около 636 мышц. По отношению к общей массе чело-
века мышцы составляют от 30% (у женщин) до 50% (у мужчин). Все
мнппгн снабжены двигательными и чувствительными нервными во-
локнами.
Различают два вида мышц: поперечно-полосатые, или скелет-
ные (они составляют основную мышечную массу тела человека), со-
кращение которых регулируется нашим сознанием, и гладкие мышцы,
54
работающие непроизвольно, т.е. помимо нашей воли, например,
они суживают или расширяют зрачок глаза при изменении условий
освещенности, суживают или расширяют сосуды, помогают продви-
жению пищи по пищевому тракту и т.д.
Мышечная ткань имеет волокнистую структуру. Отдельное воло-
кно - это как бы мышца в миниатюре. Оно представляет собой до-
вольно длинный цилиндр - до 10 см при диаметре около 0,1 мм.
Одна мышца складывается из тысячи таких волокон.
С помощью скелетных мышц, являющихся двигатадьными элемен-
тами системы рычагов скелета человека, осуществляются различ-
ные движения: грубые, плавные, сложные, координированные и др.
2.3.2.	Основные функции двигательного анализатора
Двигательный анализатор имеет исключительно большое значе-
ние при выполнении управляющих воздействий, прикладываемых
оператором к объекту управления. Для осуществления этих воз-
действий оператору необходимо приложить определенные физичес-
кие усилия. Величина усилия, которое может быть развито опера-
тором, определяется положением тела и его частей, прилагающих
усилие, направлением его действия и объектом, к которому оно
приложено. Максимально усилие оператор развивает при притяги-
вании рычага управления к корпусу, причем это усилие ему разви-
вать легче сидя, чем стоя.
Благодаря тому, что рычаги управления расположены перед
оператором, он может приложить к ним максимальное усилие. Уси-
лие увеличивается, если воздействуют вся рука и плечо. Кратко-
временное растягивающее усилие может достигать свыше 10,2 Н, а
установившееся усилие равно примерно 3,06 Н. При движении в
стороны толканием оператор также может развивать значительное уси-
лие, максимальная величина которого достигает 4,08 Н. Правая
рука может в среднем развивать усилие на 0,45 Н больше, чем
левая. Точное приложение усилия одинаково может производиться и
руками и ногами. Усилия, превышающие 1,22-1,83 Н для рук и 2,55 Н
для ног, утомительны.
Усилие ног и рук достигает максимума к 25 годам и уменьша-
ется примерно на 50% в 30-40 лет.
Мощность, развиваемая руками составляет 2,3 Вт в течение
I мин и 4,6 Вт в течение 0,1 мин; мощность, развиваемая ногами,
- 4,3 Вт в течение I мин и 7,6 Вт в течение 0,1 мин. При необ-
ходимости человек может развивать еще большую мощность. Напри-
мер, велосипедисты на соревнованиях в течение нескольких секунд
развивают мощность до 15,3 Вт, а сильнейше штангисты при подъ-
еме штанги достигают на мгновение мощности около 76,5 Вт.
55
В табл.2.7 приведены данные об усилии различных мышечных
групп у мужчин и у женщин.
Чрезмерное развитие усилия мышечных групп мешает развитью
быстроты движений, а чрезмерное развитие быстроты (как и срав-
нительно малая быстрота) мешает координации движений.
При разработке требований к новым типам самолетов, в част-
ности к органам управления, конструкторы должны учитывать уси-
лия отдельных мышечных групп в конкретных инженерно-психоло-
гических условиях, в которых мышцы оператора осуществляют свое
механическое действие. При этом необходимо помнить о том, что
максимально развиваемое усилие не может быть принято за опре-
деляющее. Это также относится и к минимальному усилию, так как
при полном отсутствии сопротивления теряется точность управле-
ния и увеличивается количество ошибок.
Таблица 2.7
Показатели усилия различных мышечных групп
Мышечная группа	Мужчины		Женщины	
	Количе- ство ис- следуемых	Усилие, Н	Количе- ство ис- следуемых	Услиие, Н
Тучная (сжатие ди- намометра) :				
правая рука	3923	3,83	1945	2,26
левая рука Бицепса:	3923	3,68	1945	2,08
правая рука	3108	2,84	1744	1,38
левая рука Мышцы кисти (сги-	3108	2,73	1744	1,32
бание):				
правая рука	1728	2,84	572	2,21
левая рука	1728	2,71	572	2,11
Мышцы кисти (разги- бание):				
правая рука	1728	2,38	572	1,88
левая рука	1728	2,22	572	1,69
Мыщцн большого паль-				
ца:				
правая рука	2510	1,21	1574	0,92
левая рука Становая мышца,	2510	1,П	1574	0,84
выпрямляющая согнутое туловище 56	3089	12,56	1754	7,24
Рис.2.21. Области движения рук
оператора, не ограниченные
одеждой
Рис.2.22.-Области движения ног
оператора, не ограниченные
одеждой
Оптимальное усилие, которое оператор должен развивать и со-
хранять в течение всего рабочего времени, является определяющим
для конструирования органов управления.
Время двигательных реакций оператора зависит от степени тре-
нированности. Например, у тренированного оператора время ре-
акции при движении его пальцев составляет 0,15 с, для кисти
рук 0,17 с, для движения предплечья в локтевом суставе 0,20 с,
при движении плеча 0,20 с. У нетренированного оператора показа-
тели времени двигательной реакции значительно хуже.
Правой рукой оператору удобнее совершать вертикальное движе-
ние против часовой стрелки, левой - по часой (у левши - иначе).
Непрерывные криволинейные движения совершаются с меньшим
временем, чем движения с резкими изменениями направления. Дви-
жения со свободным размахом оператор выполняет с меньшим вре-
менем и с меньшей затратой энергии, чем движения ограниченные.
На рис.2.21 и 2.22 показаны зоны движения рук и ног чело-
века, не ограничиваемые одеждой. Без нагрузки рука может со-
вершать до пяти движений в секунду, предплечье - восемь, за-
пястье II-I2. 1ука обычно движется быстрее по горизонтали,
чем по вертикали.
57
Эргатическую систему на самолете принято рассматривать как
своеобразную систему управления замкнутого типа. Дудучи по
характеру прерывистой, эта система может быть представлена
эквивалентной системой непрерывного действия. Устойчивость
системы управления с участием человека зависит от запаздыва-
ния реакции нервно-мышечной системы оператора на входной сиг-
нал. Входные сигналы должны быть достаточно мощными и четкими,
в связи с чем ставятся определенные требования в отношении
четкости шкал, освещения, тональности, громкости звука, цвета,
направления перемещения индексов прибора, движений органов
управления и др. Показателе точности выполнения двигательных
реакций оператором зависят от движения измерительного индек-
са и органа управления (табл.2.8).
Таблица 2.8
Показатели,.точности выполнения двигательных реакций
оператором в зависимости от движений измерительного
индекса и органа управления
Отношение между движением органа управления и индекса	Среднее число ошибок на 60 проб	
	Действие одной рукой	Действие двумя ру- ками
Рычаг вверх - индекс вверх Рычаг вперед (от себя) -	3,0	4,2
индекс вверх	4,5	5,3
Рычаг направо-налево-индекс		
вверх Рычаг назад (к себе) - ин-	7,0	9,0
деке вверх	6,8	П,1
Рычаг вниз - индекс вверх	8,0	11,9
Эффективность двигательных реакций оператора зависит от многих
причин, в том числе от геометрических размеров рабочего места
(кабины самолета), компоновки постов управления, формы органов
(рукояток) управления, от воздействия на оператора перегрузок,
вибраций и других факторов полета. Очень важным фактором при
выборе оптимальных параметров кабин, збн рабочего места опера-
тора, является учет антропометрических данных человека-оператора
(рис.2.23, 2.24).
При выборе правильного расположения органов управления ре-
комендуется принимать во внимание частоту, продолжительность
и порядок пользования ими. При этом необходимо исходить из
следующих требований: функционально взаимосвязанные органы
управления следует располагать рядом, главные из них - разме-
58
Рис.2.23. Средние антропомет-
рические данные человека в
положении сидя и стоя (в сан-
тиметрах)
Рис.2.24. Зоны рабочего
места оператора:
I - оптимальная; 2 приемлемая;
3 - наименее удобная
щать в наиболее доступных местах; при групповом расположении
органов управления располагать их следует в порядке пользова-
ния ими: наиболее часто используемые органы управления должны
быть расположены ближе к оператору (например, органы ручного
управления самолета следует располагать на расстоянии не более
70 см от спинки кресла.).
В условиях полета при воздействии перегрузок основные ха-
рактеристики мышечных двигательных способностей оператора на-
рушаются, в частности уменьшаются максимальные мышечные усилия
рук оператора, нарушаются плавность и равномерность их движе-
ния, а также тонкая двигательная координация. Например, при пе-
регрузках в 3-4 $ , действующих в направлении голова - таз,
контроль над произвольными движениями теряется и оператор в
состоянии делать лишь небольшие движения руками. При перегруз-
ках более 6 д движения в больших суставах рук и ног практиче-
ски невозможны.
Эффективность управления в режиме слежения при воздействии
на оператора продольных перегрузок величиной 2-5 $ определяет-
ся величиной и временем действия перегрузки, градиентом ее
нарастания и зависит от индивидуальной устойчивости и степени
тренированности оператора.
На двигательную деятельность операторов отрицательное влия-
ние оказывают также вибрации. Установлено, что вибрации часто-
той 75-120 Гц и амплитудой 0,01 мм оператором не ощущаются;
вибрации частотой 60-75 Гц и амплитудой 0,01-г0,02 мм временно
отвлекают оператора от работы и раздражают его, при частоте
вибраций 50-65 Гц и амплитуде 0,02-0,03 мм оператор полностью
отвлекается от работы, а при частоте 50-65 Гц и амплитуде бо-
лее 0,03 мм условия для работы становятся невозможными.
59
В табл.2.9 показана зависимость действий летчиков от линей-
ных ускорений и вибраций.
Защита от неблагоприятного действия на операторов вибраций
должна обеспечиться. прежде всего комплексом мероприятий, на-
правленных на снижение величины вибраций двигателей, механизмов
и устройств путем усовершенствования конструктивных, техноло-
гических и эксплуатационных характеристик самолета.
Влияние линейных ускорений и вибраций
на операторскую деятельность летчиков
Таблица 2.9
Характер работы	Собственная оценка операторами работоспособности при уровнях вибрационных перегрузок (усл.ед)				
	0,14	0,30	0,53	1,36	1,65
Отсчет по стрелкам скорости (±2$)	2	4	6	8	9 Отсчет по счетчику времени	256	9	10 Отсчет по акселерометру	245	89 Отключение стартового дви- гателя	1	2	3	4	6 Голосовая связь	134	79 Различение световых сигналов включения двигателя	123	45 Действие тумблерами	346	89 Слежение са давлением воз- духа в кабине	2	4	5	8	9 Примечание. Цифры, означают: I - нормальная оценка; 2,3 - незначительное ухудшение; 4,5,6,7 - умеренное ухудшение; 8,9,10 - сильное ухудшение.					
2.4	'. Вестибулярный анализатор и его функции
2.4.1.	Устройство вестибулярного анализатора
Вестибулярный анализатор является органом восприятия поло-
жения и движения тела в пространстве, а также органом сохране-
ния равновесия. Он является частью внутреннего уха и состоит
из двух частей: периферической (преддверие трех полукружных ка-
налов) и центральной (расположена преимущественно в височной
области коры головного мозга) (рис.2.25).
Преддверие заполнено тканевой жидкостью, или эндолимфой./
Чувствительные клетки рецепторов вестибулярного аппарата окан-
чиваются волосками, погруженными в эндолимфу, в которой нахо-
60
Рис.2.25. Схема вестибулярного аппарата
человека
дятся специальные кристаллические включения, или отолиты.
Эти рецептор! связаны с вестибулярными волокнами слухового
нерва.
Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикуляр-
ных плоскостях и своими концам!, открываются в полость преддве-
рия. В этой части каждый полукружный канал расширяется и обра-
зует так называемую ампулу. В ампуле находятся рецепторы ве-
стибулярного аппарата, которые возбуждаются при перемещении
эндолимфы. Возбуждение передается скачала в продолговатый мозг,
а затем в кору больших полушарий. Степень изменения давления
эндолимфы в каналах, например при вращательных движения, явля-
ется раздражающим фактором рецептора вестибулярного нерва.
Так, головокружение, которое испытывает человек при быстром
вращении, происходит из-за движения эндолимфы, наполняющей
эти каналы.
2.4.2.	Основные функции вестибулярного анализатора
Рецепторы вестибулярного анализатора возбуждаются центро-
бежными ускорениями, возникающими при поворотах головы, и пря-
молинейным ускорением или замедлением движения. Принято счи-
тать, что адекватным раздражителем отолитов является ускорение
свободного падения, а адекватным раздражителем полукружных
каналов - угловое ускорение. В результате раздражения рецепто-
ров преддверия (отолитов) и полукружных каналов вследствие
движения эндолимфы изменяется тоцус мышц шеи, туловища и конеч-
ностей, появляются ритмическое непроизвольное подергивание
глаз (нистагм) и вегетативные реакции (изменение сердечной де-
ятельности, потоотделение (и др.). Сокращение указанных мышц
способствует установлению головы в определенном положении и
изменению положения всего |тела.
Благодаря постоянному раздражению отолитового рецептора
силой тяжести рефлекторно Поддерживается правильное распреде-
61
ление тонуса мышц шеи, туловища, конечностей, и человек в по-
кое занимает нормальную симметричную позу, без которой затруд-
нено любое движение. Но не все имцульсы, идущие от вестибуляр-
ного аппарата, ощущаются человеком в одинаковой степени. Для
ощущения возникающих импульсов необходимо, чтобы их раздраже-
ние было достаточно интенсивным, т.е. чтобы оно было выше по-
роговой величины.
Пороговой величиной раздражений называется наименьшая вели-
чина раздражителя, в данном случае ускорения, вызывающая какой-
либо эффект в реакциях организма. Раздражения, лежащие ниже
пороговой величины, человеком не воспринимаются. В табл. 2.10
приведен" сравнительная характеристика пороговых величин раз-
дражений вестибулярного аппарата, воспринимаемых человеком.
При сильных раздражениях вестибулярного аппарата вегета-
тивные реакции человека достигают значительной интенсивности,
выражаясь в симптомокомплексе укачивания;он чувствует голово-
кружение, повышение потоотделения, побледнение, у него изменя-
ется деятельность сердца, ритм дыхания, появляется тошнота и
рвота. Однако все лвди одинаково чувствительны к равным по
силе вестибулярным раздражениям. Существуют, например, люди с
повышенной чувствительностью вестибулярного аппарата. У этих
лиц даже при поездке в поезде или на пароходе, при полете в
Таблица 2.10
Пороговые величины раздражения вестибулярного аппарата,
воспринимаемые человеком
Характер движения	Пороговая величина ускорения, ощущае- мая человеком	Примеры движений и средняя величина ускорений
Изменяющееся	Угловое ускорение	Быстрые танцы* с из-
вращательное движе-	(1,21/с2)	менением направления
ние		вращения тела (6- -10 1/с2)
Равномерное вра-	Центростремит ель-	Вращение на карусе-
щательное движение	ное ускорение	ли (3-4 м/с2). Выпол-
	(I м/с2)	некие фигур пилотажа (20-80 м/с2)
Прямолинейное дви-	Линейное ускорение	Лвпжсние в лифте
жение	(0,1 м/с2)	(2-3 м/с2)
Разбег спортсмена на
старте (8-10 м/с2)
Катапультирование из
самолета (200 м/с2)
62
самолете часто возникают явления так называемой морской, или
воздушной, болезни: побледнение кожи лица, появление холодного
пота, головокружение, тошнота, иногда рвота. После прекращения
поездки или полета эти явления быстро проходят.
Категория этих лиц имеет определенные ограничения при выбо-
ре профессии, особенно в авиации. Отмечено, что у хорошего
летчика после раздражения' вестибулярного аппарата наступает
короткий нистагм, а затем следуют слабо выраженные вегетатив-
ные нарушения. В связи с этим в настоящее время при профотборе
в летчики с большой точностью определяется и учитывается степень
устойчивости вестибулярного аппарата обследуемых лиц. Летчик,
имеющий повышенную возбудимость вестибулярного аппарата, при-
водящую к головокружениям, подвержен более быстрой потере
пространственной ориентировки в условиях полета. Летчик, у ко-
торого возникает головокружение или потеря пространственной
ориентировки, неправильно оценивает положение, высоту и ха-
рактер движения самолета.
Случаи потери пространственной ориентировки у летчиков мо-
гут протекать по-разному: они мохут воспринимать свое положение
как нормальное или у них могут возникать иллюзии нарушения
пространственного положения (табл.2.II). Под иллюзиями про-
странственного положения понимается искаженное отражение в
сознании летчика своего положения в пространстве. Они наблюда-
ются не у всех людей и мохут быть неодинаково сильно выражены.
Для предотвращения возникновения иллюзий необходимо, что-
бы перерывы в контроле положения летчика в пространстве не бы-
ли очень большими. За короткий отрезок времени самолет, враща-
ясь со сравнительно небольшими угловыми скоростями, не успе-
вает существенно изменить режим полета и летчику легче оценить
создавшуюся ситуацию и исправить отклонение.
Другим важным средством предотвращения иллюзий является
дублирование полетной информации. Необходимо, чтобы летчик,
получив после перерыва сведения о пространственном положении
самолета из одного источника, всегда мог проверить их по дру-
гому. Например, в визуальном полете можно сравнить положение
естественного горизонта с авиагоризонтом, а при полете в слож-
ных метеоусловиях - показания взаимосвязанных между собой при-
боров. При крене самолета исправность авиагоризонта можно про-
верить по указателю поворота и компасу, набор высоты или сни-
жение - по вариометру, высотомеру и указателю скорости. Совпа-
дение сведений, получаемых из двух источников, указывает на
правильное определение положения самолета в пространстве.
В заключение отметим, что изучение психофизиологических
63
2
Таблица 2. II
Некоторые вида-иллюзий, обусловленные движением тела в пространстве
Состояние наблюдателя	Состояние визуального стимула (объекта)	Характер иллюзии
Начинает двигаться	Неподвижен	Наблюдатель видит объект движущимся в противопо- ложном направлении, считая, что сам он находится в состоянии покоя Неподвижен	Начинает двигаться	Наблюдатель видит объект покоящимся, считая, что он начал двигаться сам Вращается с увеличением ско-	Медленное вращение	Объект теряет движение и смещается в направлении, рости 15 об/мин (затемненная	вокруг головы наблю-	противоположным его фактическому движению* комната, освещен только объект) дателя в направлении его ускорения Вращается с постоянной ско-	То же	Наблюдатель теряет ощущение собственного движения, ростью 15 об/мин	объект кажется движущимся в противоположном на- правлении с большей чем прежде скоростью* Внезапно прекращает сильно	Неподвижен	Сначала и объект и сам наблюдатель кажутся дви- вращаться	жущимися. Затем наблюдателю кажется, что он не- подвижен, а объект вращается вокруг него в на- правлении, противоположном первоначальному движе- нию наблюдателя. Эта иллюзия называется глазодви- гательной иллюзией. После того как кажущееся дви- жение прекращается, человек испытывает неприятное опущение*		
*Котда эксперименты приводятся в светлой комнате, эти иллюзии не наблюдаются.
характеристик анализаторных систем оператора является одной из
важных проблем в инженерной психологии. В настоящее время инже-
нерная психология располагает обширным экспериментальным мате-
риалом, касающимся функционирования анализаторных систем. Одна-
ко имеется ряд вопросов, которые подлежат глубокому и всесто-
роннему изучению.
Широкие исследования предстоит провести в области обосно-
вания и выработки требований к системам отображения информации.
Для этого необходимы: создание трехмерных (объемных) индикаторов
воздушной обстановки для экипажей самолетов и диспетчеров; раз-
работка наилучших методов кодирования информации (с предваритель-
ной ее обработкой) с целью обеспечения операторов необходи-
мой информацией для эффективного принятия решений; расширение
типов модальностей сигналов с целью разгрузки зрительного ана-
лизатора и вовлечения в действие других анализаторных систем,
недостаточно участвующих в информационном обмене между операто-
ром и машиной (проблема соответствия информации и органов
чувств - анализаторных систем оператора).
Для расширения возможностей зрительного восприятия перспе-
ктивной является разработка технических приспособлений, пере-
дающих оператору зрительный образ с необходимым замедлением,
применение особых светофильтров - экранов, сохраняющих на не-
которое время быстродвияущееся и уходящее из поля зрения изоб-
ражение.
В отношении улучшения слуховой функции возникают аналогич-
ные проблемы. Траснформирующие устройства могут преобразовывать
ультра- и инфразвуковые колебания в обычные, воспринимаемые
ухом человека, а также способствовать длительному сохранению
определенного звукового образа. Одной из возможностей улучше-
ния характеристик анализаторных систем является применение ле-
карственных веществ, которые могут менять порог раздражения в
ту или другую стороцу, оказывать влияние на взаимодействие
различных анализаторов.
ГЛАВА 3. ЧЕЛОВЕК-ОПЕРАТОР В АВИАЦИОННЫХ
СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
В зависимости от уровня автоматизации процесса управления
можно выделить два основных типа производственных процессов:
автоматический и зргатический. В первом типе процессов все
операции полностью автоматизированы и человек лишь включает и
выключает оборудование; во втором типе процессов человек-опе-
ратор является центральным звеном, воспринимающим информацию,
перерабатывающим ее, принимающим решения И оказывающим опреде-
65
ленные воздействия на органы управления, полная автоматизация
всего производственного процесса в авиации (комплексная авто-
матизация) не всегда осуществима или же не всегда необходима.
Это в значительной мере определяет то, что в авиации эргати-
ческие производственные процессы представляют собой весьма обшир-
ный класс процессов, а эргатические системы являются, по су-
ществу, основными.
Качество работы эргатической системы во многом зависит от
психологических возможностей оператора.
Психофизиологические возможности человека-оператора нельзя
считать строго определенными, так как они изменчивы и зависят
от многих причин: от индивидуальных особенностей оператора, от
степени его профессиональной подготовки, навыков, состояния
здоровья, возраста, морально-политических качеств, мотивации
(мотивов желания и нежелания выполнять возложенные функции).
Кроме того, на психофизиологические возможности оператора
влияют следующие факторы:
условия среды (параметры микроклимата, состояние рабочего
места);
характер и условия деятельности (располагаемое время, ре-
жим работы м отдыха, аварийные ситуации, количество и слож-
ность одновременно решаемых задач и др.);
характеристики технической части системы (динамические
свойства машины, ее эстетичность и др.).
характеристики взаимодействия оператора и машины (распре-
деление функций, степень психофизиологической напряженности и
др.) и взаимодействия в составе группы (экипажа, бригады).
По характеру функционирования и специфическим условиям ра-
боты авиационные операторы разделяются на четыре .группы:
члены экипажа, работающие в составе бортовых систем само-
лета;
диспетчеры управления воздушным движением;
специалисты по обслуживанию авиатехники;
операторы автоматизированных систем управления.
Члены экипажа самолета прежде всего выполняют определенные
функции в системах пилотирования, взлета и посадки (рис.3.1).
Они также входят в состав и других эргатических систем, напри-
мер в систецу навигации (рис.3.2), в которой оператор (штур-
ман) осуществляет главным образом наблюдение, контроль, изме-
рение навигационной информации. На самолетах операторы входят
также в системы, которые предназначены для контроля за рабо-
той сжлойых установок и управления ими, в электро-, пневмо-,
гидроэнергетические бортовые системы, в системы жизнеобеспече-
66
Усилители систем
индикации
Индикаторы
Датчики параметров
режима полета
Вычислительное
устройство
Усилители систем
автоматизации
Бустеры
Органы
управления
Рис.3.1. Блок-схема эрратических систем пилотирования, взлета
и посадки самолета
Рис.3.2. Блок-схема эрратической навигационной система самолета
ния. Как правило, эти системы обладают высоким уровнем авто-
матизации, и главная функция членов экипажа состоит в их конт-
роле и в частичной ручной коррекции их работы.
Все эрратические системы на самолете в случае отказа их
элементов могут работать в режиме поиска неисправностей и в
режиме восстановления (после определения места отказа). В этих
условиях операторы-специалисты по обслуживанию авиатехники ис-
пользуют, как правило, автоматизированные системы поиска неис-
правностей, осуществляют контроль параметров систем и их эле-
ментов, а также (вручную) производят замену отказавших узлов.
67
Операторы в системах управления воздушным движением, как
правило, выполняют функции контроля воздушной обстановки по
экранам радиолокационной аппаратуры, ведут интенсивный радио-
Обмвж с экипажами самолетов, принимают определенные решения по
управлению самолетами с земли.
Главные функции операторов, находящихся в системах автомат
тизированого управления производством, также состоят в конт-
роле за работой систем, обработке получаемой информации, выра-
ботке и принятии того или иного решения и подаче команд управ-
ления.
Непосредственно участие человека-оператора в работе авиа-
ционных систем, в частности на самолете, в конечном итоге .
направлено на решение основной задачи, которая заключается в
реализации заданной программы полета. Выполнение программы по-
лета - это комплекс действий экипажа по сбору и переработке
информации, поступающей к оператору через систему анализаторов
от приборов, визиров, экранов, сигнализаторов, линий связи,
из окружающего пространства, от других операторов, входящих
в состав экипажа или находящихся на пунктах управления поле-
том, а также действий, связанных с выработкой команд управле-
ния и приложения управляющего воздействия к самолету и его
системам.
Рассмотрим условия функционирования перечисленных выше
четырех групп авиационных операторов и некоторые сравнитель-
ные оценки возможностей оператора и машины.
3.1.	Человек-оператор на самолете
Пилотируемый летательный аппарат представляет собой слож-
ную биомеханическую систему. Под биомеханической системой уп-
равления следует понимать такой комплекс многоконтурных и мно-
гоканальных (в общем случае замкнутых) систем, который включа-
ет в себя оператора (операторов) и малицу и характеризуется
многообразием используемых оператором в процессе управления
источников информации и органов управления.
Схема взаимодействия оператора и машины дана на рис.3.2.
Системы управления с участием оператора в промежутках между
интервалами контроля параметров и приложения управляющего
воздействия остаются как бы разомкнутыми. За эти промежутки
времени на выходе интегрирующих звеньев накапливаются отклоне-
ния, пропорциональные коэффициентам усиления звеньев, величине
промежутка времени и значениям входных величин. Для обеспечения
заданной точности системы управления с участием оператора необ-
ходимо выбирать вполне определенную периодичность контроля. Пе—
68
Рис.3.3. Структурная схема взаимодействия оператора и лещины в
процессе управления
риодичность контроля должна быть согласована также с характером
произвольного изменения управляемого параметра по времени.
В ходе разработки систе?л управления и их элементов, при под-
готовке операторов к профессиональной деятельности необходимо
проводить оценку сиотем управления с участием оператора. Для об-
работки единого подхода к исследованию этих систем представля-
ется целесообразным все многообразие систем управления свести
к нескольким типовым системам, в которых были бы выделены основ-
ные элементы, работы которых должна оцениваться при исследовании
любой системы.
Типовые полуавтоматические (с участием оператора) схемы управ-
ления обычно работают по принципу "слежения с преследованием"
или по принципу "слежения с компенсацией". Эти два принципа
поясняются на рис.3.4; обычно они могут различаться по применяе-
мым индикаторным устройствам. На рис.3.4,а показана система
"слежения с преследованием", в которой оператор видит величину
входного и выходнсго сигналов системы. Задача оператора заключа-
ется в том, чтобы свести к минимуму рассогласование между распо-
ложением отметки цели и следящим индексом управляемого объекта,
причем как от летки, так и индекс подвижны. Примером такого сле-
жения является управление самолетом по углу тангажа или крена по
авиагоризонту.
На рис.3.4,б показана система слежения компенсаторного типа,
в которой оператор видит только рассогласование e(t) между
возмущающим воздействием L(t) и выходом системы r(t) . За-
дача оператора состоит в том, чтобы довести величину рассогла-
сования до цуля или требуемого значения и тем самым скомпенсиро-
вать рассогласование. Примером такого слежения является управле-
69
a)
Рис.3.4. Схема зргатических систем управления:
а - система "слежения с преследованием*; б - система слежения
кошенсаторного типа
ние самолетом на заданной траектории по командному (директорно-
МУ прибору). На этот прибор подается разность между требуемым
(расчетным) и фактическим углом крена (тангажа). Оператор, сво-
дя эту разность к нулю (создавая необходимые углы крена, танга-
жа), решает задачу управления - оптимальным образом выходит
на заданную траекторию и удерживается над ней.
Оператор выполняет параллельно функции по управлению несколь-
кими системами. Он в определенной степени и в определенных функци-
ях может действовать и как простой усилитель, и как простое диф-
ференцирующее звено, и как одинарный или двойной интегратор, и
как инерционное звено, и как идеально совершенный блок дискретной
выборки данных, и как логический фильтр. Например, на самолете
время начала коррекции летчиком того или иного режима полета пос-
ле возникновения отклонения соответствующего параметра колеблется
в весьма широких пределах: от 2,5 до 65 с (в зависимости от
задачи, которая перед ним отоит, от величины рассогласования
управляемого им параметра, скорости его изменения и принятой
им очередности внесения коррекции). Время реакции оператора
зависит от его пола и возраста (рис.3.5).
Время решения мыслительных и логических задач зависит от
числа решаемых задач, числа условий, в которых дана задача,
количества возможных вариантов решения, характерна алгоритмов
и уровня их освоения необходимой скорости решения, возможности
контроля решения, утомления и т.д. На рис. 3.6-3.8 представле-
ны соответственно зависимости времени решения, времени обра-
ботки и пропускной способности оператора от числа логических
действий.
70
30
Рис.3.5. Время реакции
на свет женщины (I), на звук
женщины (2), на свет т^жчины (3)
на звук мужчины (4)
Рис.3.6. Зависимость времени ре-
шения задачи от числа логических
действий
Число логических действий
Число логических действий
Рис.3.7. Зависимость времени
обработки информации от числа
логических действий
Рис.3.8. Зависимость пропускной
способности оператора от слож-
ности процесса информации -
числа логических действий
Рассмотрим особенности управления полетом и некоторые бор-
товые системы, в работе которых в той или иной мере принимает
участие оператор (летчик, экипаж).
Полет самолета в воздушной среде можно рассматривать как
движение твердого тела, обладающего шестью степенями свободы.
Действительно, находясь в воздухе, самолет может вращаться в
любом направлении вокруг своего центра масс, а центр масс так-
же может перемещаться поступательно в любом направлении. Это
движение должно быть управляемым. Управляемое движение само-
лета в пространстве, характеризуемое определенными параметрами
71
в заданных координатах (углами, скоростями, ускорениями) и
совершаемое в определенных целях, называется режимом по1ета.
Заданный режим выдерживают изменением параметров, определяющих
этот режим, т.е. целенаправленным изменением координат положе-
ния самолета.
Системы управления имеют четыре основных органа и несколь-
ко вспомогательных. Основные органы: руль высоты - для обеспе-
чения продольной управляемости, т.е. для отклонения самолета
от направления полета вверх и вниз; руль направления - для
обеспечения цутевой управляемости, т.е. для поворота самолета
влево и вправо от направления полета; рули крена (элероны) -
для обеспечения поперечной управляемости, т.е. для наклона са-
молета вправо или влево; рычаг управления двигателем - для
управления тягой двигателя, а через нее - скоростью полета.
Вспомогательные органы управления: устройства для регулиро-
вания усилий на рычагах управления (триммеры), устройства
для отклонения щитков или закрылков; рычаги регулирующие ра-
боту отдельных систем двигателя; устройства для регулирования
работы и настройки различных автоматов, оборудования и т.д.
Системы управления состоят из командных рычагов, находя-
щихся в кабине летчика, рулей и электроприводов, связанных с
командными рычагами и с соответствующими рулями. Командный
рычаг управления элеронами и рулем высоты называют ручкой уп-
равления (на легких самолетах), или штурвальной колонкой (на
тяжелых самолетах). Управление рулем направления осуществляет-,
ся ножными педалями, а управление двигателем - рычагом сектора
газа. С точки зрения особенностей работы летчика как оператора
при решении различных задач программы полета системы управле-
ния на самолете можно разделить на две основные:
систему управления положением самолета относительно земной
поверхности (система пилотирования);
систему управления положением самолета при полете по за-
данной траектории.
Задачей пилотирования самолета является сознательное сохра-
нение или изменение положения самолета в пространстве относи-
тельно земной поверхности при одновременном поддержании ус-
ловий безопасности полета. Эту задачу летчик решает на всех
этапах любого полета.
Управление полетом по заданной траектории для летчика пред-
ставляет более сложцую задачу, чем управление полетом отно-
сительно земной поверхности. Здесь, кроме решения задач пило-
тирования, летчику необходимо также решать задачу стабилиза-
ции центра масс относительно заданной траектории. Эти задачи
72
летчик решает при выполнении полетов по задаваемым с земли или
рассчитываемым на борту траектории полета.
Для осуществления эффективного управления летчику необходи-
мо знать величину и направление сил и моментов, угловые коорди-
наты самолета при его вращении относительно центра масс и ско-
рости их изменения, угловые координаты осей самолета относитель-
но выбранной траектории полета и скорости их изменения.
Задача стабилизации центра масс относительно заданной тра-
ектории для летчика значительно труднее, чем задача стабилиза-
ции углового положения самолета относительной земной поверхнос-
ти. Полет по заданной траектории летчик должен выполнять, по
существу, на .всех этапах: на взлете, на маршруте, при заходе
на посадцу и при посадке. На основании информации, поступаю-
щей от различных пилотажных приборов, летчик не может быстро
принять решение о характере и степени воздействия на органы
управления, чтобы стабилизировать самолет на траектории.
Сложность управления самолетом при полете по заданной тра-
ектории состоит в том, что в ходе полета при воздействии на тот
или иной руль изменяются показания не одного, а сразу нескольких
приборов контроля и управления, поскольку группы параметров,
контролируемых этими приборами, связаны между собой через объ-
ект управления. Задача летчика состоит в том, чтобы свести взаи-
мозависимые показания приборов, входящих в контур управления,
к вполне определенным значениям.
При зтом летчик выполняет два комплекса задач: управляет
угловыми координатами самолета и положением его центра масс
относительно траектории. В полете по заданной траектории ецу
особенно часто приходится распределять внимание между несколь-
кими приборами или несколькими группами приборов и выполнять
одновременно ряд действий.
Исследованиями высшей нервной деятельности установлено,
что если человек выполняет несколько действий, то одно из них
становится доминирующим. На нем концентрируется основное вни-
мание, и человек в какой-то мере отвлекается от выполнения
других действий.
В летной практике такое явление можно набладать довольно
часто. Так, например, при отклонении самолета от заданной тра-
ектории у некоторых летчиков восприятие показаний одного из
приборов становится доминирующим, и они своевременно не заме-
чают изменений в показаниях других приборов. .Зная об этом,
каждый летчик должен сознательным волевым усилием направлять
свое внимание на выполнение всех необходимых действий, даже
если они в определенный момент окажутся недоминирующими. Это в
ГТ?
полной мере относится и к бортинженеру, который должен управ-
лять как в нормальных условиях, так и в аварийных ситуациях
многими самолетными системами и агрегатами, хорошо их знать,
уметь прогнозировать их техническое состояние в хьчение опре-
деленного промежутка времени.
Условно полет любого самолета можно разделить на несколь-
ко этапов. Первый этап - взлет с земли, второй - полет по
маршруту, третий - заход на посадку и посадка.
При выполнении любого этапа пилотируемого полета осуществ-
ляются ориентация и стабилизация самолета в пространстве отно-
сительно выбранных координат, выполняются маневры в соответст-
вии с заданной программой и создавшимися условиями.
Выдерживание заданных режимов полета самолета оператор осу-
ществляет посредством приборов и органов управления. Он по
существу оказывается "отделенным" от управляемых им устройств
и механизмов и фактически от взлета до посадки управляет при-
борами, контролирующими их состояние. Даже при визуальном пи-
лотировании приборы используются как усилители органов чувств
оператора, позволяющие тонко анализировать такой диапазон конт-
ролируемых процессов, который недоступен для непосредственного
восприятия (например, сравнительно большие высоты и скорости
полета, теплонапряженност., двигательных устройств, запас рабо-
чего тела и др.).
Наблюдая за различными приборами, доставляющими оператору
информацию о работе управляемых им объектов, о состоянии
внешней обстановки и ходе решения задач системами управления,
воздействуя на систему рычагами управления, оператор осущест-
вляет информационный и энергетический контакт с самолетом.
Летные профессии являются одними из специфических и свое-
образных профессий, не имеющих аналогов в земной практике.
Труд летчика - один из наиболее сложных видов человеческой де-
ятельности. Труд членов экипажа может быть охарактеризован
как труд операторов, имеющих свои специфические особенности.
Их деятельность проходит в необычных условиях, связанных с
отрывом от земли. Это усложняет пространственную ориентировку
человека-оператора. Большинство операций члены экипажа выполняют
в условиях дефицита времени и при быстрой смене полетной ситуации.
Операторская деятельность на борту самолета состоит из на-
пряженной умственной работы и сложнокоординированных и точных
движений, которые должны быть иногда доведены до автоматизма.
От взлета до посадки операторская деятельность осуществляется
на ярко выраженном эмоциональном фоне, что обусловлено большой
скоростью полета (упоение скоростью), значительной высотой над
74
Рис.3.9. Диаграмма, поясня-
вшая принцип Джеркса-Додсона
Степень напряженности
землей (чувство полета - переживание новой степени свободы
пространства), высочайшей ответственностью за благополучный
исход полета и ожиданием возможного возникновения особых случаев
В полете.
Эффективность выполнения задач различной сложности (труд-
ных, средней трудности, легких) зависит от уровня эмоциональ-
ной напряженности.
Низкая напряженность увеличивает эффект выполнения задач
различной сложности, но выше некоторого оптимального значения
напряжённости эффективность прогрессивно снижается и тем боль-
ше, чем труднее задача. Эта зависимость, впервые описанная
Джерксом и Донсоном, представлена на рис.3.9.
Специфику деятельности экипажа создают также воздействующие
на организм человека необычные физические факторы полета (пе-
регрузка, особенности микроклимата, пребывание в кабине ма-
лого объема и др.), а также необходимость ориентировки в поле-
те не по собственным ощущениям, а по приборам, в которых за-
кодирована информация о состоянии самолета и его систем. В
некоторых случаях (например, ночью, в облаках и др.) полет мо-
жет сопровождаться иллюзиями пространственного положения. Поп
воздействием ускорений может нарушиться зрительное восприятие,
увеличиться время двигательных реакций, возрасти количество
ошибочных решений.
На отдельных этапах полета уменьшается резерв времени и
сокращаются резервы психофизиологических возможностей. В ходе
длительных полетов усиливается утомляемость экипажа, увеличивается
напряженность внимания, памяти, мышления, снижается информационная
пропускная способность оператора.
ЭГгЬекгивност.. работы отдельных операторов на борту самоле-
та и всего экипажа в целом зависит от их взаимодействия между
собой, а также от взаимодействия экипажа с наземными диспетче-
рами системы УЖ.
Исходя из особенностей бортовых систем управления на само-
лете и с учетом условий применения этих систем к операторам
предъявляются весьма жесткие требования. У операторов движущих-
ся объектов должны быть развиты такие общепсихологические ка-
чества, как решительность,, способность к быстюой оценке об-
становки и принятию решения, эмоциональная устойчивость, спо-
собность к распределению внимания, способность сохранять вы-
сокую готовность к действию при монотонной работе, высокие
сенсорные качества и доведенные до автоматизма определенные
двигательные навыки, способность к быстрой адаптации при пере-
ходе от пилотирования с более высоким уровнем автоматизации
управления самолетом к более низкому, устойчивость в аварий-
ных ситуациях, сработанность в составе экипажа и др. Самые
высокие требования предъявляются к состоянию здоровья операторов
и их физической подготовке.
3.2.	Человек-оператор в оистеме
управления воздушным движением
Перемещение потоков самолетов в воздушном пространстве дол-
жно быть строго управляемым. Особенно это важно в зонах аэро-
портов, где плотность движения наибольшая, а потому возраста-
ет опасность столкновения самолетов. Управление самолетом на
трассах, при подходе к аэропорту и в зонах ожидания осущест-
вляется совместными vcjuhhmh экипажей и авиадиспетчеров, осна-
щенных необходимыми техническими средствами регулирования воз-
душного движения. Между авиадиспетчерами существует распреде-
ление функций соответственно зонам руководства:•есть диспет-
черы руления, старта, посадки, круга, подхода, районного цент-
ра. Все диспетчеры и экипажи управляемых самолетов входят в
единую эргатическую систему УВД.
В самом общем виде блок-схема эрратической системы УВД пред-
ставлена на рис.3.10.
Деятельность авиадиспетчера протекает в условиях дефицита вре-
мени и является чрезвычайно сложной; она состоит из множества
сенсорных, моторных и умственных действий и операций. В этой
деятельности можно проследить четыре основных этапа:
I)	восприятие информации об объектах управления и парамет-
рах окружающей среды и самой системы (обнаружение, декодирова-
ние, выделение значимой информации, обнаружение изменений);
2)	переработка информации, т.е. приведение ее к виду, при-
годному для принятия решения (выделение проблемных ситуаций,
76
Самолет
Рис.3.10. Блок-схема эрратической системы Ж
их сравнение, выделение критических объектов и ситуаций, вы-
страивание в очередь для обслуживания);
3)	принятие решения о необходимых действиях на основе дан-
ных, полученных в процессе анализа информационной модели и
содержащихся в концептуальной модели, отражающей результат
формирования у операторов таких психических процессов, как зна-
ния, навыки, умение;
4)	передача информации о решении или осуществление управ-
ляющих воздействий.
Диспетчер, входящий в УВД, должен знать динамиту воздушной
обстановки, уметь осуществлять ее постоянный анализ на основе
наблюдения информационной модели, на основе информации, посту-
пающей по каналам радиосвязи, и информации, закрепленной в
опыте и хранящейся в его долговременной памяти (сведения о
среде, инструкции, правила, наставления, схемы маневров само-
лета, сведения об оснащенности аэропортов, летные характерис-
тики самолетов и др.).
Кроме того, диспетчер может пользоваться рядом других све-
дений, таких, как уровень подготовки экипажей самолетов,
характер транспортируемого груза, количество пассажиров на
борту и т.д. В некоторых ситуациях эти сведения приобретают
важное значение для принятия решений. Существует еще особый
вид информации, которую можно назвать именной: позывные и но-
мера бортов, позывные различных диспетчеров и командных пунк-
тов, название аэропортов вылета и аэропортов назначения,, а
77
также названия различных направлений и характерных пунктов жлж
точек на схемах полетов  маневров, являющихся ориентирами для
определения местонахождения или выполнения тех пли иных элемен-
тов (этапов) полетов и маневров.
Условно информацию, используемую авиадиспетчером при реше-
нии оперативных задач, в соответствии с уровнем сохранения ее.
в памяти можно разделить на пять rjynn.
I.	Постоянная информация (требования инструкция, позывные
аэропортов, масштаб локатора, назначение органов управления,
направление взлетно-посадочно* полосы и коридоров и т.п.). В
целом эта информация остается неизменно* в течение месяцев и
даже лет. Прочное усвоение всех этих данных и безошибочное опе-
рирование ими является непременным условием деятельности авиа-
диспетчера.
2.	Общеосведомительная информация (сообщения о прогнозах
погоды, о девствующем магнитном курсе посадки и т.д.Э.^Эта
информация используется многократно на протяжении значитель-
ного отрезка времени, хранится в течение нескольких часов и
записывается в специальны* журнал.
3.	Конкретно-осведомительная информация (сообщения о при-
бывающих самолетах, коридоре направлении движения, предписан-
ном режиме полета, о фактической метеообстановке). Эта инфор-
мация используется по истечении определенного времени для при-
нятия решения по управлению воздушным движением. Она сохраняет-
ся в памяти или во временных записях; срок хранения до исполь-
зования - от 30 мин до нескольких часов.
4.	Оперативная информация (сообщения экипажей самолетов и
данные радиолокационных экранов о скорости, положении, высоте).
Оперативная информация связана с конкретной задачей и предназна-
чена для немедленного использования. Она перерабатывается сра-
зу же при поступления. Время хранения этой информации опре-
деляется временем решения оперативной задачи (от нескольких
секунд до нескольких минут).
5.	"Убывающая" информация (сведения о приземлившихся и
вышедших из зоны самолетах).
На основе перечисленных групп информации создается прост-
ранственный образ воздушной обстановки.
Процесс управления воздушным движением для оператора можно
разделить на следующие этапы:
оценка ситуации, выделение конфликтов (определяются коли-
чеством самолетов , их пространственно-временными связями и об-
щим фоном воздушной обстановки в зоне управления);
ранжирование конфликтов, установление очередности обслужи-
вания самолетов;
78
разрешение конфликтов путем разведения самолетов по высоте,
обеспечения маневров по расстоянию и скорости в горизонталь-
ной плоскости;
экстраполяция ситуации и ее мысленная оценка.
Оператор УВД работает в сложной полиэргатической мяогокон-
туриой системе "оператор - техническое средство наблюдения -
экипаж самолета", для которой характерны следующие особенности;
приспособляемость к изменяющимся условиям, т.е. возможность
решения таких задач, для которых не существует заранее разрабо-
танных правил действий;
важность времени реагирования управляющего звена системы
(диспетчера) управления, так как даже правильное, ио запоздалое
решение может привести к конфликтной ситуации;
необходимость принимать решения на основе неполной информа-
ции о воздушной обстановке;
сложность взаимодействия контуров управления и необходимость
учитывать многочисленные связи, охватывающие несколько иерархи-
ческих ступеней управления.
Характерной особенностью работы современного оператора УВД
является управление воздушным движением на основе использования
плоскостного изображения на экране реальной объемной фактичес-
кой обстановки. Оператору иа экране необходимо индицировать
общее количество самих управляемых объектов, их взаимное рас-
положение, координаты и скорости перемещения. Наблюдение за
экранами, как правило, осуществляется при слабой освещенности
в помещении, так как сигнал имеет малую яркость.
Следует отметить, что по мере роста интенсивности воздуш-
ного движения намечается тенденция к образованию все большего
числа секторов управления для уменьшения нагрузки на диспетче-
ра. Однако при этом становится чрезвычайно серьезной проблема
координации работы диспетчеров, занимающая у них в ряде случаев
более половины располагаемого времени. Координация управления
заключается в том, что любой диспетчер перед тем, как дать
летчику разрешение на выход в соседний сектор, должен связаться
с диспетчером данного сектора и получить у него разрешение на
ввод самолета в его сектор и т.д.
Пропускная способность диспетчера как оператора системы УВД
существенно зависит от свойств различных сигналов, характера
его деятельности, сложности ответной реакции и колеблется от
5 до 60 бжт/с.
Основным требованием, предъявляемым к диспетчеру УВД, яв-
ляется своевременность принятия решения и выдачи команд. Вре-
мя, затрачиваемое им иа управление ТуЦр можно представить в
виде суммы следующих компонентов:
79
Ту пр ТoSp + Tpeui Тпер + Тисп +• ТКОнгЛр у
где Т^р - время обработки информации; - время оценки си-
туации и выработки решения; Тпер - время формирования и пере-
дачи командной информации; Тисп - время исполнения команд в эр-
ратической системе УВД; T„nw__, - время контроля исполнения
команд.
Повышение оперативности управления зависит в основном от
сокращения времени получения информации, необходимой для при-
нятия решения. Отсюда вытекают определенные требования к коли-
честву и достоверности, средствам выдачи и отображения инфор-
мации с учетом психофизиологических возможностей диспетчера.
Работа диспетчера в течение всей смены обычно бывает очень
интенсивной, иногда зависящей от времени суток и времени года.
При этом наблюдается неравномерность получения заявок на об-
служивание, исключающая возможность ритмичной работы. Деятель-
ность диспетчера сопряжена с большим эмоциональным напряжени-
ем, связанным с чувством высокой ответственности.
Оператор системы УВД должен обладать способностью к дли-
тельной концентрации внимания, большим объемом оперативной
памяти, высоким уровнем технического и стратегического мышле-
ния, хорошей памятью на сложные сигналы, способностью быстро
принимать решения, контактировать с экипажами самолетов. У
оператора УВД должны быть безупречные органы чувств, прежде
воего зрение и слух, отличная дикция (разборчивость и выра-
зительность речи).
3,3,	Человек-оператор в системе
обслуживания авитехники
Одной из главных задач оператора в ходе обслуживания авиа-
техники является задача поддержания ее технического состояния
на уровне, соответствующем предъявляемым требованиям. В этих
целях оператор с помощью специальных устройств проводит про-
верку, настройду, регулировку, ремонт, монтаж и демонтаж авиа-
техники.
Определенный дефицит времени при подготовке самолета к по-
лету и высокие требования к качеству подготовки привели к
необходимости применять многочисленные средства наземного об-
служивания. Для получения объективных данных о состоянии при-
боров, агрегатов, автоматических полуавтоматических систем
широко используется разнообразная контрольно-проверочная и
измерительная аппаратура, которая по своему устройству может
быть более сложной, чем контролируемые технические устройства.
80
В обслуживании авиационной техники занято большое число
линей различных специальностей и различного уровня квалификации.
Каждый из них в том или ином виде предполетной подготовки выпол-
няет вполне определенный комплекс работ, предусмотренный техно-
логическим графиком подготовки или графиком контроля выполнения
работ. Все специалисты, участвующие в подготовке, взаимодейству-
ют не только с авиационной техникой, но и между собой.
При выполнении операций, связанных с настройкой и проверкой
правильности функционирования технических устройств, оператор
является динамическим звеном, посредством которого технические ус-
тройства становятся замкнутыми. В этом случае по информации, выда-
ваемой индикаторами технических устройств или контрольно-провероч-
ной аппаратуры, оператор определяет отклонение текущих параметров
от заданных значений и с помощью органов настройки устраняет имею-
щиеся расхождения. На основании этой же информации оператор делает
заключение о правильности функционирования системы.
В СОМС работа как оператора, так и машины оказывается почти
полностью "запрограммированной" посредством монтажных схем (по-
стоянная программа работы оборудования), магнитных лент, карт
и барабанов для накопления данных (меняющаяся программа работы
оборудования), написанных методик (постоянная программа работы
оператора), обучения и накопления опыта (меняющаяся программа
работы оператора). Правда, при эксплуатации системы всегда
имеется некоторая вероятность случайных действий как из-за
неисправности ее технических элементов, так и из-за ошибся
оператора.
В ходе эксплуатации, несмотря иа высокую общую надежность
систем, возможны отказы отдельных их звеньев. Поэтому системы
должны разрабатываться с учетом удобств проведения ремонтных и
профилактических работ.
Качество обслуживания авиационной техники и устранения в ней
неисправностей зависит от многих причин и определяется рядом
факторов, таких, как интерес человека в результатах работы, ^го
моральное состояние, дефицит времени, загруженность информацией
и т.д. Элементы опасности и нехватка времени могут свести на нет
способность оператора точно и в срок принимать необходимые реше-
ния, связанные с обслуживанием систем. Отсутствие должного ин-
тереса к работе и подавленное моральное состояние метут явиться
следствием неправильного распределения функций в человеко-ма-
шинной системе обслуживания, а именно:
когда от низкоквалифицированного оператора обслуживание обо-
рудования требует бллее высокой его квалификации;
когда высококвалифицированный оператор используется иа рабо-
тах низкой квалификации.
81
В обоих случаях увеличиваются число ошибок, время простоя обо-
рудования, частота замены вышедших из строя деталей запасными
н уменьшается уровень готовности оборудования к обслуживанию
и его работоспособность.
По характеру выполняемых оператором функций эргатические
системы обслуживания разделяются на поисковые и восстанавлива-
ющие.
Поисковая система, как правило, возникает
при отказе функционирующей эргатической, когда требуется вме-
шательство оператора для определения причин и места отказа в
системе, когда оператор в той или иной мере включен в работу
по поиску неисправностей. В таких условиях оператор не прини-
мает непосредственного участия в выполнении проверяемой систе-
мой овоей функциональной задачи, а осуществляет функции контро-
ля и поиска. Поисковая эргатическая система включает, таким
образом, в свой состав оператора, машину (с ее информационной
моделью) - проверяемую систему и устройство для поиска неис-
правностей.
Устройство для поиска неисправностей: а) создает реализа-
цию необходимой программы поиска источника отказа в машине;
б) позволяет осуществлять операции принятия решения при полу-
чении сигнала о степени работсспссобности того или иного эле-
мента проверяемой машины. В одном случае это решение будет ка-
саться продолжения поиска (переход к новому элементу), в дру-
гом - восстановления машины при принятии информации о том, что
причиной отказа машины является именно данный элемент. Устрой-
ство для поиска неисправностей включает в свой состав информа-
ционную модель проверяемой, отказавшей системы или машины.
Оператор в поисковой эргатической системе должен проверять
большое количество функционально и энергетически связанных
узлов, деталей, элементов технической части системы в короткие
сроки. Здесь следует учитывать, что скорость проверки у опе-
ратора, естественно, ограничена, к тому же сама по себе про-
верка одного блока, состоящая из выполнения нескольких изме-
рений, последующих расчетов, требует эвристического подхода.
Оператор ставится в условия многоальтернативного выбора кон-
тролируемых блоков отказавшей системы с тем, чтобы найти оп-
тимальный путь к выявлению причин отказа. Критерием оптимиза-
ции его деятельности в данном случае является минимум времени
поиска причины отказа. Поэтому для сложных технических частей,
входящих в эргатическую систему самолета, применяются автомати-
зированные системы контроля (рис.3.II).
Автоматизированной системой контроля (АСК) называется ком-
82
Рис.3.II. Схема эрратической системы автоматизированного контроля
плекс технических устройств, предназначенных для выполнения
следующих функций:
сбора и первичного преобразования информации о состоянии
контролируемых объектов;
формирования и ввода в объект контроля сигналов, имитирую-
щих внешние воздействия на объект контроля при его нормальном
функционировании в реальных условиях;
автоматического измерения параметров, характеризующих со-
стояние объекта;
автоматической обработки результатов измерений для опре-
деления состояния контролируемого объекта и его готовности к
эксплуатации;
локализации мест неисправностей;
индикации результатов контроля.
При определении степени целесообразной автоматизации исходят
из назначения объекта, времени, необходимого на завершение пол-
ного цикла контроля, свойств оператора и характеристик автома-
тизированных устройств, а также стоимости системы контроля.
Стоимость контроля и время, затраченное на проверку, при ручной
системе контроля с увеличением числа контрольных точек возра-
стают значительно быстрее, чем при автоматизированном контроле
(рис.3.12).
Связь оператора с системой автоконтроля осуществляется че-
рез пульт управления, который конструктивно выполнен в виде
цульта с коммутационными и сигнальными устройствами, позволяю-
83
Количество проверяемых точек
Рис.3.12. Зависимость
относительной стоимос-
ти контроля (I) и вре-
мени проверки (2) от
количества контрольных
точек при ручном и ав-
томатизированном конт-
роле
щими управлять основными блоками АСК, корректировать и контро-
лировать их работу. Связь пульта управления с объектом контро-
ля производится с помощью программирующего устройства. Для пе-
ревода системы контроля с одной проверки на другую в програм-
мирующее устройство подается сигнал об окончании предыдущей
проверки, вырабатываемой в сравнивающем устройстве.
Автоматизированные системы контроля выполняются таким обра-
зом, чтобы контроль осуществлялся в любом из следующих трех
режимов:
полностью автоматическом - АСК без вмешательства оператора
осуществляет проверну и печатает результаты контроля;
полуавтоматическом - последовательность проверки автомати-
чески прерывается и система останавливается в случае обнару-
жения неисправности в контролируемом элементе;
ручном - оператор с помощью соответствующих органов управ-
ления (переключателей, кнопок) выбирает необходимые стимулиру-
ющие сигналы и измерительные цепи для проверки выбранного па-
раметра (такой режим обычно используется при настройке и рету-
лировке проверямых элементов, а также при выполнении проверок
не предусмотренных программой автоконтроля).
Для повышения эффективности рабочей деятельности оператора
при обнаружении неисправностей АСК снабжают устройствами, про-
ектирующими функциональные схемы соответствующих элементов,
и инструкциями, регламентирующими действия оператора.
Для облегчения работы оператора и повышения ее эффективности
АСК снабжена устройствами для индикации тестовых инструкций
функциональных и принципиальных схем объекта контроля.
Восстанавливающая система (рис.3.13)
начинает функционировать после определения причин отказа диагно-
стируемой системы, в момент начала действий оператора по ее,
восстановлению. В восстанавливающей системе главная функция
повить систему, для чего оператор выполняет
ряд частных задач: демонтаж отказавшего блока, узла агрегата,
выбор исправного и монтаж его в отказавшую систему. При выборе
исправного блока оператор должен оценить его исправность, т.е.
настроить, проверить, испытать. При этом перед оператором воз-
никают альтернативные ситуации, заключающиеся в необходимости
принимать решения в следующих случаях:
I)	если выбранный для замены отказавшего новый блок оказал-
ся неисправным. Альтернативы: а) произвести ремонт блока и
затем вмонтировать его в восстанавливаемую систему; б) выбрать
другой блок;
2)	если извлеченный из отказавшей системы блок имеет не-
исправности. Альтернативы: а) произвести ремонт блока и вмон-
тировать его снова в систему; б) выбрать новый блок.
Быстрота, с которой оператор примет нужные решения и вос-
становит систему» влияет на экономические затраты, связанные с
простоем на время восстановления (это хе относится и ко време-
ни поиска неисправностей). Качество работы оператора по восста-
новлению системы непосредственно влияет на надежность работы
авиатехники. Следовательно, критериями оценки работы оператора
в таких случаях являются не только экономические показатели,
но и степень безотказности восстановленной системы.
Рис.3.13. Схема действий оператора в восстанавливающей эогати-
ческой системе
85
В процессе эксплуатации авиатехники, которая имеет достаточ-
но высокую надежность, в течение длительного времени не воз-
никает необходимость вмешательства обслуживающего персонала в
работу технических устройств. Вместе с тем специалист не дол-
жен пропустить ту или ицую неисправность или отказ. Возникает
своеобразная ситуация, требующая длительного и тщательного
контроля за состоянием технических устройств и проверки их ра-
бочих характеристик. В подобных ситуациях у оператора может
наступить состояние, близкое к утомлению, в результате чего
он может не заметить возникшего отказа или появления дефекта.
В деятельности оператора, обслуживающего авиатехнику, воз-
можны крайне сложные, экстремальные условия, вызванные, напри-
мер, острым дефицитом времени. В зависимости от состояния нер-
вной системы различные категории операторов эти условия воспри-
нимают по-разноцу. Иногда влияние этих условий не способствует
эффективному выполнению задачи.
Излишне эмоциональное напряжение может быть также вызвано
помехами, источниками которых являются сама деятельность тех-
нического состава, например одновременная работа нескольких
специалистов на одном рабочем месте, кратковременное отвлече-
ние на выполнение операций другими специалистами (обращения:
"Посмотри", "Послушай", "Подай", "Включи", "Выключи" и т.д.),
а также работающая при проверке аппаратура.
Наиболее опасными помехами являются кратковременные отвле-
чения оператора от выполнения своей непосредственной работы.
Это сопряжено с возможностью возникновения такой ситуации, ко-
гда оператору приходится выполнять одновременно два сходных
действия. При достаточно высоком темпе работы подобная ситуа-
ция приводит к сильным нервным напряжениям, что может стать
причиной неправильного действия. Вот характерный пример подоб-
ной ситуации: оператор, находясь в кабине самолета, проверяет
работоспособность сложного комплекса технических устройств,
отрого следуя технологическому графику проверки; всякое отвле-
чение на просьбы других операторов может привести или к непра-
вильной реакции на поступившую просьбу (включается или выклю-
чается не то устройство или не та электрическая цепь) или к
нарушению технологии выполнения операций проверяемого комплекса.
3.4,	Человек-оперитор в аьиационцп.-; автоматизированных
системах управления производством
Автоматизированные системы управления решают управленческие,
учетные и технологические задачи на различных уровнях управ-
ления отраслью - от эксплуатационного или ремонтного предприя-
тий до министерства.
86
В настоящее время в гражданской авиации разработаны, внед-
рены и эксплуатируются следующие автоматизированные системы
управления:
I.	Подсистемы отраслевой автоматизированной системы управ-
ления производственно-хозяйственной деятельностью гражданской
авиации (ОАСУ ГА):
автоматизированная система планирования развития гражданской
авиации (АСУ "Перспектива");
автоматизированная система составления центрального распи-
сания движения самолетов (АСУ "Расписание");
автоматизированная система управления перевозками пассажи-
ров и грузов (АСУ "Перевозки");
автоматизированная система годового, квартального и месячно-
го планирования снабжения авиационными горюче-смазочными мате-
риалами предприятий гражданской авиации (АСУ ГСМ);
автоматизированная система контроля и управления неснижаемы-
ми запасами для обеспечения рейсовых самолетов (АСУ ПЗР);
автоматизированная система планирования снабжения граждан-
ской авиации (АСПС ГА);
информационно-справочная система по безопасности полетов
(АСУ "Безопасность");
информационно-справочная система для руководства МГА (пер-
вая очередь подсистемы "Оперативное управление");
автоматизированная система учета и контроля доработок авиа-
техники по бюллетеням промышленности (АСУ "Доработка").
2.	Автоматизированная система бронирования и продажи авиа-
билетов на внутренних воздушных линиях гражданской авиации
(АСУ "Сирена"),
3.	Автоматизированная система управления производственно-
хозяйственной деятельностью территориального управления граж-
данской авиации (АСУ-2).
4.	Автоматизированная система управления производственно-
хозяйственной деятельностью объединенных авиаотрядов (АСУ-3),
авиаремонтных заводов (АСУ-4) и Центра международных расчетов.
5.	Технологические комплексные системы:
информирования пассажиров;
диспетчеризации рейсов.
Предусматривается создание новых АСУ, совершенствование
ранее разработанных систем и тиражирование типовых проектных
решений на предприятиях отрасли.
Разрабатываемые и внедряемые системы автоматизированного
управления производством (АСУП) подразделяются на два класса;
информационные и информационно-управляющие. Такой принцип де-
87
ления определяется характером любой задачи управления. Она
состоит из двух этапов: обработки информации (информационное
обеспечение процесса управления) и формирования управляющей
информации (принятие решения). Оба класса систем имеют общие
черты. Те и другие реализуют первый из указанных этапов авто-
матизированного управления. Он включает:
расшифровку, передачу, прием и контроль информации, а так-
ие ее систематизацию;
формирование оценок отклонения параметров производства от
заданных;
выдачу справок по запросам или временному графику;
механизацию расчетов технико-экономических показателей и
бухгалтерского учета.
В выработке решения на всех уровнях главная роль отводится
человеку-оператору АСУП, которая является эргатической систе-
мой. В ней человек формулирует сущность управляющего решения
на основе информации, получаемой от машины. Участие челове-
ка-оператора в АСУП требует, в частности, всестороннего уче-
та его реальных возможностей, психологических и физиологичес-
ких особенностей и создания условий, повышающих эффективность
его деятельности. Для этого необходимо также знать факторы,
влияющие на его отношение к работе, для осуществления процес-
сов управления. •
Применение АСУП резко меняет характер взаимодействия лю-
дей и машин. Между "управителями" и управляемыми" встает ЭВМ
с устройствами вывода и ввода, средствами сбора первичной ин-
формации, экранами, табло, линиями связи и т.д.
При разработке АСУП надо определить цели и задачи управ-
ления, функции управляющего органа, выбрать специальную оргаг-
низационную структуру путем альтернативного рассмотрения ряда
структур, разработать схему информационных потоков, определить
иерархию персонала (соподчиненность, должностные характеристи-
ки), разделить на строго научной основе функции между людьми
и машинами для автоматизированной системы, выработать требова-
ния к системе общения человека с машиной на разных уровнях
управления. Затем следует определить методы и процедуры управ-
ления, т.е спроектировать рабочую деятельность операторов в
системе, подобрать технические средства АСУП.
Обеспечение работы цифровой управляющей машины как элемен-
та системы управления связано с необходимостью ее рационально-
го сопряжения не только с объектом управления, но и с операто-
ром. Указанная проблема состоит из комплекса задач, причем ют
успешного решения каждой из них зависит качество связи с систе-
мой, а следовательно, и эффективность ее использования.
88
В первую очередь необходимо реализовать требования к языку
общения оператора с машиной, естественного для человека и удоб-
ного для машины; создать такую систему общения, которая позво-
ляла бы воспринимать реакции оператора на языке общения, конт-
ролировать правильность ввода информации, "осмысливать" сооб-
щения (выделять задачи, данные, инструкции), подготавливать
информацию к отображению (формулировать образ ситуации), выво-
дить и представлять ее с помощью систем отображения; оптималь-
но разделять информационные потоки между оператором и машиной
и между операторами; определять уровень обработки первичной
информации; обеспечивать приемлемые способы оперативного до-
ступа оператора к массивам информации; обеспечивать оптималь-
ные режимы взаимодействия оператора с машиной и т.д.
Специфические проблемы решаются и при эксплуатации АСУП.
К ним относятся: выработка необходимых алгоритмов деятельности
операторов, быстроте нахождение неисправностей и сбоев, органи-
зация труда операторов, их отбор, профессиональная подготовка
и др.
В АСУП особенно важно обеспечить эффективное взаимодейст-
вие человека с ЭВМ. Должен быть обеспечен четкий диалог, взаи-
мопонимание между оператором и вычислительной машиной. Опера-
тор должен.правильно формулировать задачу, знать и учитывать
возможности и недостатки машины, владеть языком программиро-
вания, понятным для нее, грамотно составлять описание опособа
решения задачи, анализировать полученный результат.
Связь и взаимодействие между оператором и ЭВМ осуществля-
ются посредством различных языков. Под термином "язык"
следует понимать систему знакового выражения мыслей и понятий,
обладающую определенным словарным и грамматическим отроем и
служащую средством общения между оператором и машиной.
Вычислительная техника должна быть приспособлена к чело-
веку, к его возможностям, иметь необходимый, пригодный для бы-
строго и удобного использования в исходной программе запас зна-
ний и различных сведений в виде констант, программ решенных
задач, понимать входные языки, быстро и правильно отвечать на
запросы пользователя, обладать способностью к самоорганизации
вычислительного процесса и обучения в процессе эксплуатации, а
также в своем составе иметь средства, необходимые для обучения
человека, работающего на машине.
Система общения человека и машины в АСУП должна обеспечить
неразрывное соединение в едином комплексе людей с вычислитель-
ными устройствами. Основные характеристики системы определяют-
ся составом я содержанием информации; режимами взаимодействия;
89
определенным набором решаемых задач и разделением их между че-
ловеком и машиной; минимально необходимой информацией для челе
века, обеспечивающей формирование эффективного образа ситуации
и учета психофизиологических особенностей оператора, характери-
стик машины при оценке ситуации, синтезе и анализе этого реше-
ния (проверка на модели).
На вычислительный комплекс возлагается, как правило, сбор й
хранение данных, выполнение сложных расчётов, моделирование,
ведение дмументации. За человеком (управленческим аппаратом)
всегда остается определение целей управления, окончательный
выбор решений, общий контроль.
Следует отметить, что если закон управления каким-либо
процессом изучен, понят и точно сформулирован в виде последова-
тельности правил действия, т.е. составлен алгоритм, то можно
в принципе построить устройство, которое будет действовать по
этому алгоритму и таким образом Судет управлять вместо челове-
ка. Слово "вместо" здесь употреблено достаточно условно. Дело
в том, что ни одна машина, ни один автомат и даже система не
мотут "заменить" человека. Они работают вместе, человек их со-
здает себе в помощь, а сам все равно остается главным звеном
в сложной системе производства и управления производством. Он
и только он принимает окончательное решение, которое ему "под-
скажут" машины, автоматы.
Наличие в АСУП системы общения, обеспечивающей оперативный
доступ управленческого аппарата к информации вычислительного
комплекса, должно решить еще две проблемы: преодоление психо-
логического барьера и проблещу кадров.
Оперативная система общения позволяет немедленно сообщить
результаты контроля общения. Подобная обратная связь оказывает
сильное психологическое влияние на человека - поставщика инфор-
мации, что ведет к быстрому сокращению ошибок при оформлении
сообщения.
Нормальное функционирование АСУП невозможно без оператив-
ной и надежно действующей двусторонней связи между управленче-
ским аппаратом и вычислительным комплексом. Эти условия обе-
спечивает работа ЦВМ в режиме разделения времени. Кроме того,
прямое обращение к программе и управление ходом ее выполнения
значительно повышают эффективность выбранных решений, так как
при этом в полной мере используются опыт человека, его интуиция.
На каждом уровне управления мохут быть свои специфические
требования к организации взаимодействия человека с машиной.
Уровень информации для директора и главного инженера, на-
90
пример, авиаремонтного завода, определяется необходимостью
обеспечить:
оценку хода работ, учет возникающих изменений на этапе
технической подготовки производства;
определение, контроль и визуальную индикацию фрагментов
узких мест планов по подготовке производства, "проигрывание"
различных ситуаций, направленных на устранение узких мест;
учет на всех этапах подготовки производства факторов случай-
ности и неопределенности при выполнении отдельных работ, оргтех-
мероприятий; статистический анализ сетевых графиков с вероят-
ностными параметрами длительностей работы;
укрупненное моделирование основных производственных цехов
с целью оперативного прогноза структурных изменений в произ-
водстве.
Информация, поступающая к вышестоящему начальницу, будет
рангом выше. Она позволит:
оперативно контролировать ход выполнения плана производ-
ства по некоторым заказам министерства, учитывать и оценивать
непредвиденные изменения в ходе реализации планов, а также вы-
рабатывать рекомендации по устранению узких мест, учитывать
случайности в работе отдельного предприятия и обеспечивать вы-
сокий уровень достоверности оценок при статистическом анализе
сетевых графиков по отдельным изделиям;
укрупненно моделировать совокупность предприятий отрасли,
участвующих в изготовлении одного иди нескольких изделий;
решать транспортные задачи с целью получения укрупненного,
плана перевозок и поставок с учетом реальных возможностей раз-
личных видов транспорта.
3.5.	Сравнительные оценки
возможностей оператора и машины
Сравнительные оценки возможностей оператора и машины не-
обходимы специалистам по эксплуатации и обслуживанию авиатехни-
ки для того, чтобы они могли дать заключение о правильности
выбранных конструктором решений и судить об эффективности ис-
пользования той иди иной системы в эксплуатации.
Человек-оператор, как правило, может выполнять очень мно-
го функций. К ним относятся: наблюдение, распознавание, слеже-
ние, вычисление, логическое суждение, импровизация, прогнози-
рование, анализ событий, кодирование и декодирование, принятие
решений, прием и передача команд (ретрансляция), фильтрация
полезных сигналов, селекция, выборка данных, сглаживание и за-
держка сигналов, ограничение, составление, смена и выполнение
91
заданных программ, консервация (хранение) информации, маницу-
пировяние органами управления, тонкое координированное движе-
ние, силовая функция и многое другое.
Человек способен также к творческим актам, к импровизации,
про явлению инициативы, является универсальным пластичным "эле-
ментом", может обучиться, толковать события малой вероятности,
вырабатывать суждения, быстро принимать гибкие программы и их
реализовывать, способен по-разному решать однотипные задачи,
учитывать накопленный опыт,_действовать сообразно обстановке.
У него хорошо развита логика, он может накапливать в памяти и
вспоминать в нужное время большое количество информации, спо-
собен объединять в единое целое информацию, поступающую к нецу
через различные анализаторные системы. Он быстро опознает раз-
личные образы (зрительные, звуковые), чему еще очень трудно
научить машиду.
Человек как высокоорганизованное существо по сравнению с
техническими средствами обладает такими положительными качест-
вами, как адаптивность (приспособляемость), обучаемость, изби-
рательность, самонастройка, самоконтролируемость, способность
работать в различных ситуациях.
Но ецу присущи элементы страха, неуверенности, скуки, разд-
ражительности, утомления и др. Человек плохо работает в "режи-
ме ожидания", относительно слаб физически, не приспособлен к
монотонной работе (ошибается, "засыпает", у него снижается
внимание); его психофизиологические возможности зависят от
возраста, внешних условий, физического состояния и др.
Включение человека в контур управления повышает надежность
системы хотя бы потому, что сокращается количество элементов,
в которых потенциально возможен отказ. Кроме того, человек-
оператор способен найти выход в ситуациях, где автомат бес-
силен что-либо сделать.
В ходе инженерно-психологических исследований в системе
управления определялись некоторые динамические свойства опера-
тора. Smo установлено, что деятельность оператора в системе
управления имеет прерывистый характер. Период получения вход-
ных раздражений составляет 0,25-0,8 с. В. этот период он анали-
зирует текущие данные о раздражениях и сравнивает их с преды-
дущими значениями обратной связи. В течение следующего периода
(0,15-0,3 с) он осуществляет управление, производя требуемые
воздействия на органы управления. Если имеется коррекция, то
она вводится как составная часть управляющего сигнала.
Оператора принято рассматривать как своеобразную систему
управления замкнутого типа, будучи по характеру прерывистой,
эта система может быть представлена эквивалентной системой не-
прерывного действия. Устойчивость системы управления с участи-
ем человека зависит от его времени реакции и степени запаздыва-
ния нервно-мышечной системы. Чтобы время реакции было мало,
необходимо, чтобы задача, которая ставится перед оператором,
была сравнительно простой. Для простых задач это время равно
0,2 с, для более сложных 0,5-0,8 с. Запаздывание нервно-мышеч-
ной системы в зависимости от нагрузки составляет 40-400 мс.
Для точной и надежной работы системы необходимо, чтобы ча-
стота входных сигналов и сигналов обратной связи, поступающих
к оператору, не превышала 3 рад/с. Входные сигналы должны быть
достаточно мощными и четкими, в связи с чем ставятся определен-
ные требования в отношении четкости шкал, освещения, тонально-
сти, громкости звука и т.д. функционирование оператора более
эффективно, если от него требуется очень малая коррекция. Опе-
ратора необходимо обеспечить достаточно полной информацией о
реакции системы на его действия. Точность и устойчивость работы
системы ручного управления сильно снижается при наличии запазды-
вания между началом управляющего движения и появлением на
отображающем приборе результата, вызванного этим движением.
Коррекция должна быть удобной при использовании и должна обе-
спечивать достаточно мощные сигналы обратной связи. Благодаря
коррекции человек-оператор может гибко приспосабливаться к
различным пс сложности входным раздражителям.
Следует отметить, что оператор имеет ограниченную полосу
пропускания входных сигналов; он способен уверенно совершать
до двух реакций в секунду при двух раздражениях, что определя-
ет его полосу пропускания частотой 0,5 Гц. Установлено, что
чем меньше частота воспринимаемого сигнала, тем точнее ответ-
ная реакция оператора на этот сигнал.
Что же касается машины, то ее силовые и мощностные харак-
теристики, по существу, не ограничены; она точно и быстро счи-
тает, логически действует, отвечает на сигналы, может плавно
прилагать больщую силу, не устает (в человеческом смысле), вы-
соконадежна. Она может точно и безошибочно выполнять повтор-
ные, стереотипные действия и одновременно несколько различных
действий. Машина хорошо и быстро действует по правилам (алго-
ритмам), которые заложены в нее конструктором при проектиро-
вании, всегда готова к действию (техническая бдительность).
Она обладает повышенной памятью, накапливает и выбирает боль-
шое количество данных в течение коротких промежутков времени.
Некоторые качественные свойства и количественные показатели
человека, а также характеристки машины приведены в табл.3.1
и 3.2.
93
Е
Сравнение некоторых качественных характеристик
электронной вычислительной машины (ЭВМ) и свойств человека
Таблица 3.1
Современная многофункциональная автоматизированная
система управления с ЭВМ
Отбор и анализ случайных событий (сигналов) возмо-
жен только при заранее предусмотренной программе. Вы-
водится из строя спектром шумов определенного уровня.
Не способна к логическим обощениям и решениям в не-
предвиденных ситуациях
Не способна к анализу событий, распределенных во
времени и пространстве, и распознаванию их
Может задать в программе выбор оптимального реше-
ния, необходимую точность и скорость вычислений
Очень широкие возможности запоминания и обращения.
Запаздывание определяется быстродействием ЦВМ и мо-
жет быть очень малым
Рабочие характеристики определяются сложностью
заданной программы. Обучение быстрое, но ограничено
заложенной программой. Характеристики со временем
практически не меняются
Безразлична к результатам работы.Надежность в
эксплуатации зависит от сложности схемы
Человек
Способен воспринимать и учитывать информацию по
случайным событиям в ходе основной деятельности, а
также в условиях помех. В ранее не встречавшихся
ситуациях может вырабатывать решение методами ин-
дукции и обобщать ряд данных
Способен распознавать и использовать информацию
при общем анализе обстановки для разделения явле-
ний во времени и выборе наиболее важных сведений
Вычислительные возможности ограничены, выполня-
ются медленно, с малой точностью, без выбора опти-
мального решения
Низкие возможности кратковременного запоминания.
Сравнительно большое запаздывание реакции
Способность к решению логических задач определя-
ется возрастом и обучением. Требуется периодическая
тренировка на тренажерах. Работоспособность снижа-
ется со временем
Заинтересован в результатах работы, подвержен
эмоциональным воздействиям, требует специальных
условий жизнедеятельности
Таблица 3.2
Сравнение отдельных количественных характеристик ЭВМ
и свойств человека
Параметр сравнения	ЭВМ	Человек (центральная нервная система)
Емкость памяти, дв.ед.	ГО6-ГО8	109-1013
Время обращения к памяти, с	ГО^-Ю2	Ю"2-ГО2
Выдача и восприятие информации, бит/с Время выполнения операций, с:	ГО2-ГО6	ГО9 (неосознанно)
"И"	0,01	0,6
"ИЛИ"	0,001	0,2
Вероятность ошибочных действий	ГО"6	ГО"2
Оператор может обрабатывать данные оо скоростью значитель-
но ниже I02 бит/с, а скорость средней ЭВМ составляет ГО6-106бит/с.
Однако оператор способен превосходно извлекать информацию цутем
распознавания образов, хотя скорость при "осмысливании" им
информации (например, при различении отметок на экране радио-
локационной станции или восприятии оловесных команд) составляет
несколько бит в секунду, в то время как скорость ЭВМ равна
десяткам тысяч бит в секунду. Особое значение рассогласования
человека в ЭВМ по скорости определяется тем фактом, что ЭВМ
может принимать поступающие сигналы и генерировать выходные
только в тех терминах, с помощью которых должна передаваться
(чаще последовательно) вся информация. Усовершенствование
вводных и выводных устройств направлено на устранение рассо-
гласования по скорости и приведение входных и выходных сигна-
лов ЭВМ к виду, удобному для восприятия человеком.
Человек, производящий одновременно несколько различных
операций, по существу, разделяет их временными интервалами и
преимущественно распределяет свое внимание между наиболее важ-
ными циклами. Однако при определенной скорости операций чело-
век уже не в состоянии выполнять многие комбинированные задачи.
Другой недостаток человека - медленное воспроизведение в па-
мяти полученной ранее информации. Число разнообразных функций,
которые человек способен выполнять, не поддается перечислению,
и, несомненно, это одно из положительных свойств человека
как звена системы оператор-машины. Уникальное качество че-
ловека - его быстрое приспособление к конкретным требованиям
новой задачи. Для исследования важно установить, в каких гра-
ницах данной сложной системы человек может внезапно заменять
95
одну функцию другой, не нарушая требований оптимума. Опреде-
лив эти пределы, человек в процессе обучения, тренировки спо-
собен "запрограммировать" свои действия таким образом, что их
переключение будет происходить за время менее I с. Способность
сознательно регулировать соотношение •°жду скоростью и точ-
ностью выполнения операции в интересах полетной задачи также
свойственна только человеку.
ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОПЕРАТОРА
И ИХ ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
4,1. Пропускная способность
и временные характеристики оператора
4.I.I. Основные особенности деятельности оператора
Анализ процесса управления самолетом позволяет выделить
три характерных этапа рабочей деятельности оператора, отличаю-
щихся рядом особенностей:
этап сбора и перекодирования информации;
этап переработки информации и принятия решения;
этап исполнительных воздействий оператора.
На первом этапе оператор осуществляет целенаправленный ин-
формационный поиск, выделяя из общего информационного потока
сигналов нужные ему для принятия решения сигналы. На этом же
этапе оператор сопоставляет сведения, получаемые с приборов,
экранов, табло, как между собой, так и с реальными управляемы-
ми объектами или процессами.
Операция соотнесения начинается с декодирования восприня-
той информации. Этот вид переработки информации получил назва-
ние преобразования по форме.
Быстрота и точность преобразования информации по форме
связаны прежде всего с разработкой методов оптимального коди-
рования, позволяющего производить расшифровку полученной инфор-
мации наиболее легко и безошибочно. Очевидно, каждый вид задач
предполагает свои методы оптимального кодирования. Например,
цветовое кодирование больше соответствует задаче обнаружения
или определения места нахождения самолета в данный момент вре-
мени; цифровое кодирование - задаче точного определения коли-
чественных характеристик управляемого объекта или процесса;
кодирование условными знаками - задаче опознавания и др.
Второй этап характеризуется преобразованием информации пр
содержанию, т.е. на "выходе" оператора появляется качественно
новая информация, которой не было на "входе".
96
Содержание процесса переработки информации определяется
главным образом типом решаемой задачи. При одном классе задач
оператор лишь выбирает из совокупности входных сигналов заранее
заданные ему сигналы; при другом - определяет на основе воспри-
нятой информации совокупность управляющих воздействий на органы
управления самолетом; при третьем - координирует свои управля-
ющие воздействия с воздействиями других операторов.
На этом же этапе оператором принимается решение по управлению
самолетом или его системами.
На третьем этапе оператор реализует в виде управляющих воз-
действий на органы управления самолетом или речевых сигналов
решение, принятое на основе полученной .и переработанной инфор-
мации.
4.1.2. Некоторые понятия теории информации
Для определения функциональных возможностей оператора по
восприятию, переработке и передаче информации воспользуемся
некоторыми понятиями теории информации.
В качестве численной меры информации принята энтропия
(степень неопределенности), определяемая по формуле К.Шеннона:
(4’1>
1=1
где И - среднее количество информации; - вероятность
появления с -го сигнала.
На величину накладываются следующие ограничения:
1^=7;	(4.2)
6 = 1
O^Pi^l.	(4.3)
В качестве единицы энтропии Н принят "бит" (от англий-
ских слов binary digit - двоичная единица). Один бит
соответствует сообщению о том, что произошло одно из двух
равновероятных событий.
Однако использование формулы К. Шеннона для определения
объема информации справедливо лишь для строго стационарных
процессов, что существенно ограничивает ее применение в ин-
женерной психологии.
Поэтому для оценки количества информации, предъявляемой
оператору с каждым сигналом, пользуются частным случаем форму-
лы К.Шеннона - формулой Хартли:
97
н=юдгр1/>рг,-	(4Л)
где Н - количество информации, приходящей на один сигнал;
- априорная (доопнтная) вероятность сигнала; Р2 - апо-
стериорная (послеопытная) вероятность сигнала.
Если предположить, что появление сигналов равновероятно
(или полагать, что априорная вероятность сигнала равна едини-
це) , то
Н = 1о9г 1/ рг	(4.5)
или
Н = -1оу2Рг.	(4.6)
В реальных системах управления информация, поступающая к
оператору, частично искажается помехами, а частично теряетоя
при передаче. Поэтому количество переданной информации можно
определить по формуле
I =Н(х) + Н(у) -Н{х,у) ,	(4.7)
где / - величина переданной информации; Н(х) - информа-
ция, поступающая к оператору; Н(у)~ информация, исходящая
от оператора; Ц(х}у)~ информация, содержащаяся в совмест-
ном появлении сигналов, поступающих к оператору и исходящих
от него.
Для оценки переданной информации можно также пользоваться
формулой
1 = Н(х)-Н(у)х,	(4.'8)
где Н(у)х - надежность передачи информации, оцениваемая
той частью информации, которая потеряна при передаче.
4.1.3.	Определение понятия пропускной способности оператора
Основной характеристикой процессов цриема, переработки
информации, принятия решения и выполнения управляющих воздей-
ствий является скорость передачи информации от сенсорного поля
информационной модели* управляемого самолета до ее сенсомотор-
ного поля.
В инженерной психологии исходным моментом для решения мно-
гих задач, связанных с определением функциональных возможнос-
тей оператора, отбором и подготовкой операторов, рациональ-
ным распределением функций между оператором и машиной в авиа-
ционной арготической системе, определением надежности опера-
* Более подробно информационная модель самолета описана в
следующей главе.
98
тора, является пропускная способность оператора, которая
оценивается максимальной скоростью или максимальным количест-
вом информации, переданной в единицу времени:
0=1/t	Пит/с.	(4.9)
Очевидно, что чем больше пропускная способность оператора,
тем больную информацию он может передать за единицу времени,
т.е. тем больше информации может воспринять оператор, перера-
ботать. ее. принять решение и реализовать его с помощью управ-
ляющих воздействий на органы управления или речевых сигналов.
Особенно повышенные требования к пропускной способности
оператора предъявляются в экстремальных ситуациях, в условиях
острого дефицита времени. В этих условиях оператор как бы "са-
моорганизовывается". Так, например, информацию о пилотажно-
навигационных параметрах самолета при заходе на посадку несут
свыше 10 приборов, однако ввиду дефицита времени летчик поль-
зуется лишь самой необходимой информацией, выдаваемой шестью
приборами: указателем скорости, комавдно-пилотажным и навига-
ционно-плановым приборами, вариометром, авиагоризонтом, высо-
томером.
При проектировании эргатической системы оператор - машина
необходимо добиваться того, чтобы элементы системы были стро-
го согласованы в отношении пропускной способности. Так, на-
пример, при последовательном соединении оператора и машины
в эргатической системе информация будет передана без потерь
и искажений лишь в том случае, если скорость передаваемой ин-
формации не превышает пропускной способности ее наиболее сла-
бого звена. Пропускная способность оператора значительно ни-
же пропускной способности машинных звеньев, и в этом отноше-
нии человек оценивается как слабое звено системы управления.
Как показали исследования, пропускная•способность опера-
тора не является постоянной величиной; она варьируется в широ-
ких пределах в зависимости от многих факторов. Эти факторы
должны быть учтены при проектировании и эксплуатации авиацион-
ных эрготических систем оператор - машина. К ним можно от-
нести:
технические факторы, характеризующие систему представле-
ния информации, средства и методы представлегия;
психофизиологические факторы, характеризующие особенности
оператора как звена системы управления: степень профессиональ-
ной подготовки; уровень психофизиологической напряженности;
степень утомленности, возраст и т.д.;
информационные факторы, отображающие характер перерабаты-
ваемой информации: неопределенность поступления сигналов во
99
времени, значимость информации, наличие аварийной ситуации,
связь с авиадиспетчером, содействующий и помеховый радиооб-
мен и др.
Здесь следует отметить тот факт, что при использовании ко-
личественных мер теории информации не принимается во внимание
семантика, содержательность, операторская значимость информа-
ции, что очень важно в системах, управление которыми осуществ-
ляет человек - оператор, который является одновременно и прием-
ником и переработчиком информации. С точки зрения теории инфор-
мации два сообщения одинаковой "длины" (например; "пожар дви-
гателя" и "разрешаю посадку") равноценны. Но какими разными
они являются для экипажа! Еще пример. Если человек, например,
по радиоканалу получил сообщение на незнакомом для него язы-
ке, это сообщение ему но существу ничего не дает, его оператор-
ская значимость равна дулю. С точки же зрения теории информа-
ции - здесь все в порядке - специалист может подсчитать коли-
чество информации. Таким образом, в большинстве, случаев при
изучении и исследовании эргатических систем главным является
обычно не количество информации, не "длина" сообщения, а его
смысл, его операторская значимость.
4.1.4.	Временные характеристики оператора
Пропускную способность оператора можно оценить с помощью
времени, необходимого оператору для восприятия информации, ее
переработки, принятия решения и реализации в виде управляющих
воздействий или речевых сигналов. Очевидно, с уменьшением это-
го времени пропускная способность оператора возрастает.
В случае, если рабочая деятельность оператора жестко детерми-
нирована временем выполнения задания Т всей системой управ-
ления, должно выполняться условие
где t-f - время, необходимое оператору для восприятия инфор-
мации и переработки ее по форме; t - время, необходимое
оператору для переработки информации по содержанию и принятия
решения; t, - время реакции.
fl
Если же	Т	, то в этом случае нельзя
гарантировать надежность работы всей системы управления.
Обратимся к анализу результатов инженерно-психологических
исследований пропускной способности оператора и рассмотрим
параметры его сенсомоторной реакции. В исследованиях исполь-
зовалась методика возрастающих психофизиологических нагрузок
100
с графической записью управляющих воздействий оператора. Ме-
тодика разработана в Киевском институте инженеров гражданской
авиации совместно с институтом физиологии АН УССР им.А.А.Бого-
мольца. В лабораторных условиях была смоделирована рабочая
деятельность оператора, максимально приближающаяся к реальным
условиям - восприятие, переработка информаци", принятие реше-
ния и выполнение управляющих воздействий в режиме нарастающе-
го дефицита времени. Сущность методики заключалась в том, что
оператору предъявляли раздражители в определенной последо-
вательнбсти. Раздражителями были слова и геометрические фигу-
ры, нанесенные фотографическим способом на дискообразную
пленку прибора А.Е.Хильченко. С помощью оптической системы они
проецировались на экран. Задача оператора заключалась в сле-
дующем. Согласно инструкции он должен был правильно дифферен-
цировать раздражители и вовремя отвечать, нажимая соответству-
ющие кнопки правой или левой рукой. В приборе предусматри-
валась различная скорость подачи раздражителей. С уменьшением
времени экспозиции раздражителя возросла трудность их диффе-
ренцирования.
В исследованиях принимало участие 34 человека. Каждый опе-
ратор, работая по описанной выше методике, подвергался нагруз-
ке семи степеней сложности: от 40 до 160 раздражителей (слов)
в мицуту. Работа на каждой из скоростей продолжалась в течение
30 с.
Для каждого оператора была определена оптимальная скорость
(количество кадров в I мин) предъявления условных раздражите-
лей. При этой скорости оператор не должен был совершать более
5% ошибочных реакций.
Регистрировались следующие временные параметры сенсомотор-
ных реакций: латентный период двигательной реакции (время от
момента появления раздражителя до начала исполнительного дви-
жения) и время самой реакции. Правильность работы оператора
контролировалась также с помощью графической записи.
Если обратиться к выражению (4.10), то
Л
ty, - t ?	? tp - tj и. tp + tp - tp .
С увеличением скорости предъявления условных раздражителей
(табл.4.1) уменьшаются латентный период и время реакции
tp оператора; возрастает количество ошибочных действий и
снижается стабильность двигательных реакций (.возрастают вели-
чины коэффициентов вариации латентного периода и времени
реакции).
Эти результаты полностью согласуются с результатами, пред-
ставленными на рис.4.1, из которого видно, что с увеличением
101
Таблица 4.1
Некоторые параметры сенсомоторной реакции оператора
Скорость предъявле- ния услов- ных разд- ражителей, кадр/ мин	Латентный период, мс	Время реакции, мс	Количество ошибок, % -	Коэффици- ент вари- ации ла- тентного периода	Коэффици- ент вари- ации вре- мени ре- акции
40	716	238	0,87	11,8	8,8
60	660	232	.1,3	12,4	11,6
80	625	230	2,1	13,2	14,1
то	621	228	3,6	15,8	13,4
120	618	226	10,7	16,8	13,7
140	616	220	16,6	19,0	14,1
160	596	220	22,8	19,9	15,9
скорости предъявления условных раздражителей (число слов в
час) скорость реакции (кривая 2) оператора (свда относятся
адекватные и неадекватные реакции) возрастает, однако начиная
со скорости 1200 слов/ч отмечаются некоторые несоответствия с
теоретической зависимостью I. Вначале увеличение скорости
предъявления условных раздражителей сопровождается повышением
скорости безошибочной реакции оператора (кривая 3), а начиная
со скорости 1080 слов/ч эта скорость снижается, т.е. имеется
определенная точка информационной перегрузки, пооле которой
оператор начинает все больше ошибаться и делать неадекватные
реакции.
Еще в 80-е годы XIX столетия психологами было установлено,
что средняя скорость реакции оператора на некоторую последо-
вательность беспорядочно чередующихся сигналов m различных
5S
5S
5г
Скорость предья Слепил
раздражителей
Рис.4.1. Зависимость скорости
реакции оператора от скорости
предъявления раздражителей:
Г- ожидаемая скорость реакции
2 - реальная скорость реакции;
3 - скорость безошибочной ре-
акции
102
Рис.4.2. Зависимость времени
реакции оператора от энтропии
сигнала
Энтропия сигнала, десятичные
единицы
Рис.4.3. Зависимость времени
реакции оператора от энтропии
сигнала
типов (при условии, что оператор на каждый тип сигналов дол-
жен реагировать по-разному) уменьшается с увеличением т
Методика таких инженерно-психологических исследований за-
ключалась в том, что на специальном световом табло через оп-
ределенные промежутки времени вспыхивала одна из т лампочек
или появлялась одна из т цифр (равновероятные сигналы). В
зависимости от номера сигнала оператор должен был нажать одну
иэ кнопок или произнести одно из т слов, заданных заранее.
Среднее время реакции оператора на сигнал можно рассмат-
ривать как меру "степени неопределенности" ожидаемого сигнала:
чем больше неопределенность, тем больше требуется времени на
выяснение того, какой именно сигнал был подан. Имеющиеся
данные показывают, что среднее время реакции оператора воз-
растает с увеличением т различных типов сигналов примерно,
как togm , т.е. как шенноновская энтропия Н = togm
В качестве примера приведем зависимость (рис.4.2) средне-
го времени реакции оператора Т от энтропии сигнала Н, по-
лученную в работе американского психолога Р. Хаймана. Если
в этой работе заранее задавалась информация и исследовалась
зависимость от нее времени реакции Т, то в работе английского
психолога У.Хика заранее задавалось время Т (т.е. требовалось,
чтобы оператор реагировал через определенное время после поя-
вления сигнала) и изучалась зависимость от этого времени ин-
формации, содержащейся в сигнале (рис.4.3). Как видно из
рис.4.2 и 4.3, время Т линейно возрастает с увеличением энтро-
пии Н сигнала. Время реакции оператора можно уменьшить за счет
неравновероятного появления сигналов, так как в этом случае
сокращается количество информации, приходящейся на каждый
сигнал.
ЮЗ
Временные характеристики оператора существенно зависят от
того, насколько рационально распределены функции между опера-
тором и машиной. В качестве примера приведем результаты науч-
ных исследований по определению влияния распределения функций
между летчиком и системой автоматического управления полетом
при ручном Lm , директорном Lg и автоматическом
управлении в аварийных ситуациях.
В ходе исследования влияния распределения функций L на
временные характеристики летчика определялась степень готовно-
сти его к экстренным действия по парированию возмущений и ре-
зервированию системы автоматического управления полетом в авгн
рийных ситуациях. В качестве временных характеристик летчика
были приняты: t^g - время начала действия летчика (латент-
ный период его реакции), т.е. период, в течение которого проте-
кают нервно-психические процессы в системе высшей нервной дея-
тельности летчика от момента обнаружения отказа авиатехники
до его первого вмешательства в управление для резервирования
отказавшей авиатехники и (или) парирования возмущений; t„р,д—
время начала рациональных действий лётчика - время психических
реакций двигательных актов летчика от момента обнаружения от-
каза до момента выполнения летчиком первого рационального уп-
равляющего воздействия для резервирования и (или) парирования
возмущений; t-nauCh = tH.gp ~tHg	- период поиско-
вых движений летчика.
В первоначальный момент переходного процесса, когда лет-
чик включается в управление самолетом, ему необходимо значи-
тельное количество текущей информации о положении самолета в
пространстве, о заданной траектории. Это объясняется тем, что
для перехода к новому динамическому стереотипу сбора информа-
ции и сенсомоторной координации, требуемых в результате отка-
за, необходим определенный промежуток времени, который часто
удлиняется из-за стрессового или близкого к нему состояния лет-
чика. В результате изменяется динамический стереотип преобра-
зования летчиком потока поступающей информации в управляющие
воздействия, поскольку в процессе резервирования частично или
полностью отказавшей системы автоматического управления (САУ)
летчик оказывается в новых условиях управления самолетом, требую-
щих от него переработки информации значительно большего
объема, а следовательно, повышения его психофизиологической
напряженности.
Конкретное распределение функций между летчиком и систе-
мой автоматического управления формирует соответствующую
структуру (множество контуров управления, замыкаемых летчиком)
104
Рис.4.4. Время начала действий
чина при. отказах двигателя
Распределение функций между
летчиком и САУ
и обуславливает степень готовности его к экстренному резерви-
рованию отказавшей авиатехники, к парированию возмущений, про-
исходящих вследствие отказа, в конечном очете определяет ка-
чество выполнения функциональной задачи - осуществление безо-
пасности посадки самолета в аварийной ситуации.
Какова же зависимость времени начала действий летчика от
распределения функций между летчиком и САУ при отказах одно-
го двигателя с автоматическим флюгерованием (рис.4.4)? В про-
цессе перехода от Lm к Lg время начала действий tHg
уменьшается. Максимальное значение tHig соответствует рас-
пределению , характеризующему ручное управление по при-
борам посадки.
Во время автоматического управления САУ выдает летчику
в момент отказа, помимо световой и зцуковой информации, сооб-
щение о своих действиях, направленных на удержание самолета на
заданной траектории, посредством резких координированных пере-
мещений органов управления, а следовательно, штурвала и педа-
лей.
Летчик воспринимает зту дополнительную информацию через
тактильный канал восприятия по потону афферентных сигналов ре-
цепторного поля рук и ног. Естественно, что летчик при этом
гораздо раньше осмысливает ситуацию, а потому обладает более
высокой готовностью к экстренным действиям по ликвидации по-
бочных последствий отказа, быстрее перестраивается на новый
динамический стереотип рабочей деятельности. Это очень важно в
условиях дефицита времени для принятия решений о возможности
посадок.
Как показывают экспериментальные исследования и практика
эксплуатации систем автоматического управления полетом, возмож-
ности летчика достаточно эффективно выполнять функции резерви-
рования и парирования возмущения вследствие отказов существен-
но зависят от его готовности к выполнению необходимых дей-
105
ствий. Поэтому важными показателями, характеризующими функцио-
нальные возможности летчика в аварийных ситуациях, являются
время начала действий tH.g и начала рациональных действий
tH р.д • отображающие психические и двигательные аспекты де-
ятельности летчика.
При возникновении отказа САУ летчик оказывается включен-
ным в соответствующие контуры управления, он осуществляет пе-
реработку информационного потока и формирует управляющие воз-
действия. В контурах управления САУ летчик выполняет функции
контроля, что приводит к существенному уменьшению чрезвычайно
значимых для летчика обратных афферентных сигналов с рецептор-
ного поля двигательного анализатора. Это повышает неопределен-
ность ситуации. Следовательно, летчику при необходимости вклю-
чения в управление сложно организовать управляющие воздей-
ствия, что приводит к ухудшению временных характеристик
летчика.
Доказано, что среднее время начала действий t^d летчи-
ка при контролируемом отказе бокового канала САУ составляет
2,6 с. Время начала рациональных действий tn. p.g	ПРИ отка-
зе бокового канала САУ составляет в среднем (по генеральной
сово1упнооти летчиков) около 4 тыс. Это обясняется понижен-
ной степенью готовности летчика к экстренным действиям в ре-
зультате неопределенности возникающей ситуации, наличия по-
исковых движений для расширения оперативного поля управления.
При этом он совершает ошибочные действия по парированию воз-
мущений, допускает неверные решения об отказах САУ других
каналов управления полетом с отключением исправной части аппарату-
ры САУ. К тому же задерживается восприятие им сигналов о со-
стоянии координат пространственного движения самолета, зна-
чительно повышается психофизиологическая напряженность летчика.
При активных отказах продольного канала САУ летчик посте-
пенно реагирует на отказ ( tn.p.g = 3...3,5 с) из-за бо-
лее медленного изменения угловой координаты продольного ка-
нала (угла тангажа) по сравнению с угловой координатой боко-
вого канала (угла крена). Кроме того, специфика управления
боковым каналом самолета в режиме посадки требует большей
мобилизации внимания летчика.
Временные характеристики оператора во многом зависят от
модельности сигналов, т.е. от того, на какой анализатор воз-
действует раздражитель.
В настоящее время в операторских профессиях в гражданской
авиации наибольшее применение подучили зрительная и звуковая
IU6
информации. В дальнейшем с повышением скоростей полета, с воз-
растанием психофизиологической нагрузки на оператора для повы-
шения его функциональных возможностей по восприятию информации,
ее переработке, принятию решения и выполнению исполнительных
воздействий будут широко применяться и другие виды информаций.
4.2.	Надежность оператора
Проблема надежности оператора является частью более общей
проблемы в гражданской авиации - обеспечения безопасности
полетов.
Вопрос о надежности оператора возникает в связи о тем,
что оператор является одним из звеньев эргатической системы
управления. Естественно, что надежность эргатической системы
зависит от надежности оператора. Часто забывают, что человек,
включенный в эргатичесную систему, может не только увеличить
ее надежность (благодаря резервированию), но иногда и снизить
надежность системы вследствие неудачного "включения", оши-
бочных действий и др. Из рио.4.5 оледует, что надежность си-
стемы оператор - машина зависит от надежности машины и опера-
тора при их последовательном соединении. В данном случае в
качестве критерия надежности принята вероятность безотказной
работы. Вероятность безотказной работы системы Рс равна
произведению вероятностей безотказной работы машины Рт и
оператора Ро , что, строго говоря, справедливо только
при независимом выполнении оператором и машиной своих частей
задания.
Таким образом, проблема надежности оператора является чре-
звычайно важной и занимает одно из центральных мест в инже-
нерной психологии.
Известно, насколько важна проблема надежности оператора в
гражданской авиации. Обеспечение безотказной работы авиацион-
ной техники немыслимо без надежной работы ладей, эксплуатиру-
ющих и обслуживающих эту технику. Всякая ошибка, допущенная
оператором в процессе эксплуатации и обслуживания самолета,
может явиться предпосылкой к летному происшествию.
4.2.1.	Определение понятия надежности
Определение надежности оператора может быть произведено
как количественно, так и качественно. Количественное опреде-
ление производится с помощью математического аппарата теории
вероятностей и обычно связано с допущениями, правомерными по
отношению к машине и едва ли возможными по отношению к человеку.
107
Рис.4.5. Влияние надежности опера-
тора и оборудования на общую на-
дежность эрратической системы:
Р Р = Р
гогм с
К таким допущениям следует отнести предположения:
о взаимной независимости элементов и систем бортового обо-
рудования, а следовательно о независимости возникновения отка-
зов, что вряд ли допустимо для оператора;
о дискретности функциональной схемы машины и "машинного
действия", что неприменимо по отношению к оператору, поскольку
функциональная система человеческого действия, по существу,
является непрерывной. Действительно, в большинстве случаев
машина имеет лишь Два состояния: рабочее и нерабочее, функци-
онирование и отказ, в то время как в любой психофизиологической
функции оператора между двумя ее конечными состояниями имеет-
ся целый ряд промежуточных состояний;
о линейности, утверждающее, что реакция системы на сумму
входных сигналов равна сумме реакций на каждый входной сигнал
в отдельности. Это предположение в какой-то мере справедливо
по отношению к машине, но недопустимо по отношению к операто-
ру.
Все это указывает на то, что оценка надежности оператора
должна включать в себя кроме количественного подсчета его
ошибок, еще и качественный анализ ошибок и отказов по их ха-
рактеру, важности и степени их влияния на конечный результат
и что надежность оператора прежде всего должна получать качест-
венное определение.
Термин "надежность" заимствован из технических дисциплин,
им пользуются для обозначения того индивидуально варьирующе-
го качества, от которого в первую очередь зависит стабильность
и постоянство характеристик рабочей деятельности оператора.
Применение термина надежности по отношению к человету несколь-
ко необычно, хоят и вполне правомерно, так как инженерная
психология изучает функциональные возможности человека, вклю-
108
ченного в эрратическую систему управления в качестве одного
из ее звеньев.
Надежность оператора - его свойство безотказно выполнять
заданные функции, сохраняя свои психофизиологические и соци-
альные показатели в заданных пределах в течение определенного
поомежутка времени при заданных внешних условиях. Как следу-
ет из определения, надежность оператора является весьма широ-
ким качественным понятием, характеризующим оператора со сто-
роны стабилизации и устойчивости его психофизиологических
возможностей, свойства выполнять во времени заданные функции.
Высокая степень надежности оператора может быть достигнута
с помощью различных факторов, и, в первую очередь, мобилиза-
цией психофизиологических функций з целью повышения качест-
ва его рабочей деятельности, направленной на успешное выпол-
нение функционального задания. В связи с этим оценку надеж-
ности оператора необходимо рассматривать исходя из всесторон-
него исследования его психофизиологических возможностей.
4.2.2.	Ошибки оператора
Исходя из определения надежности под ошибкой оператора,
эксплуатирующего и обслуживающего авиатехнику, будем понимать
событие, которое привело или может привести к утрате арготи-
ческой системой свойства в течение определенного интервала
времени и при установленных условиях работы выполнять задан-
ные функции.
К ошибкам относятся операции, выполненные с нарушением
установленной технологии, незамеченное отклонение контролиру-
емого параметра от заданных значений, неправильно установлен-
ные исходные данные и др. К ним также относятся ошибки опера-
тора, связанные с нарушением правил техники безопасности и .
норм противопожарной техники в ходе эксплуатации или обслу-
живания авиатехники.
Все ошибки человека условно можно разделить на три груп-
пы: ошибки времени выполнения действий, ошибки самих действий
и грубые ошибки типа промахов.
Ошибки времени выполнения действий включают в себя полно-
стью невыполненные или несвоевременно выполненные действия.
Первые (например, вследствие пропуска сигнала) обычно всегда
являются отказами в системе. К причинам, вызывающим ошибки
этого вида, можно отнести недостатки конструкции и компоновки
пульта, отвлечение внимания оператора, дефицит времени и др.
Несвоевременно выполненные действия могут иметь место в
тех случаях, когда по каким-либо причинам оператор запазды-
104
вает с началом действия, а затем не может компенсировать это
запаздывание скоростью самого действия. К этому виду относят-
ся ошибки, связанные с медленным осуществлением управляющих
действий, хотя сами действия оператора начались в заданный
момент времени. Наконец, к этому виду ошибок следует отнести
и преждевременное выполнение действия, которое является
результатом ошибок опознания.
К группе ошибок самих действий относятся отклонения зна-
чений параметра. Так, например, отклонение траекторных пара-
метров самолета относительно норм угловых равносигнальных кур-
соглиссадных зон при заходе на посадку вследствие ошибок при
принятии решения и неадекватных управляющих движений приводит
к отклонению самолета от ВПП.
Ошибки оператора типа промахов, как правило, бывают связаны
с профессиональной неподготовленностью оператора, с его
утомлением, детренированностью. Иногда они допускаются и
опытными операторами при приемлемых условиях организации ргн
бочего процесса. Эти ошибки в большинстве случаев являются
отказами для системы.
Среди ошибочных действий оператора следует различать
действия, влияющие на функционирование бортового оборудования
(отказы по вине "человеческого фактора"), и действия, не ока-
зывающие такого влияния (отказы не по вине человека). Оши-
бочные действия первого типа являются необратимыми, так как
бортовое оборудование, оказавшееся неисправным или характе-
ристики которого вышли за пределы функционирования, зачастую
не мотут самовосстановиться. Ошибочные действия оператора,
которые не приводят к отказу бортового оборудования, чаете
имеют обратимый характер.
Ошибочные действия оператора следует также дифференциро-
вать по степени влияния на выполнение функционального зада-
ния всей эргатической системой. Одни из них вызывают невы-
полнение задания, другие же не приводят к такому результату.
Таким образом, не всегда можно отождествлять ошибочные
действия человека с его надежностью. Необходимо еще знать
степень влияния этих ошибочных действий на работу бортового
оборудования, так как не всякая ошибка оператора приводит к
утрате способности бортового оборудования выполнять заданные
функции. Необходимо также помнить, что ошибки, допущенные
операторами, могут проявиться как при обслуживании, так и
в процессе эксплуатации авиатехники (при выполнении полетно-
го задания). На земле наибольшую опасность представляют
ошибки, связанные с нарушением правил техники безопасности и
НО
норм противопожарной техники. В полете же ошибки мохут при-
водить к летным происшествиям.
4.2.3.	Свойства оператора, обусловливающие его надежность
В общем случае надежность оператора обусловливается мно-
гими его свойствами. Одни из них не подаются математическому
описанию и носят чисто качественный характер, к другим же
легко можно применить методы формализации.
К первым можно отнести такие свойства оператора как "дол-
говременная" выносливость, выносливость к экстренному напряжению
и перенапряжению, помехоустойчивость, спонтанная отвлекаемость,
реакция на непредвиденные раздражители, переключаемость, устой-
чивость к действию факторов среды (температуры, давления,
влажности, щума, ускорения и т.д.).
К свойствам оператора, обусловливающим его надежность и но-
сящим количественный характер, следует отнести его безошибоч-
ность, своевременность действий, восстанавливаемость, готов-
ность, психофизиологическую напряженность и др.
Под безошибочностью оператора понимают его свойства сохра-
нять работоспособность в течение некоторого промежутка времени
до момента совершения ошибки.
Основным критерием безошибочности оператора является веро-
ятность безошибочного выполнения им функционального задания,
определяемая выражением
Рол=г/п ,	(4.II)
где г - число успешно решенных задач (выполненных действий);
и. - общее число решаемых задач (выполняемых действий).
Выражение (4.II) представляет собой оценку, основанную на
имеющихся конкретных данных инженерно-психологических иссле-
дований. На этапе же проектирования эргатической системы безоши-
бочность оператора (при известных алгоритме выполнения опера-
тором задания и вероятности выполнения отдельных операций,
входящих в этот алгоритм) определяется как
Pon^HKiPi,	(4.12)
где — вероятность безошибочного выполнения z -й операции
(действия); /Q - число операций (действий) с -го типа
в алгоритме; п - общее число различных операций (действий)
в алгоритме.
Другим показателем, характеризующим надежность оператора
в эргатической системе, является своевремещость его действий.
Несвоевременные действия оператора, особенно при дефиците
Ш
времени и быстротечности протекания процессов, что имеет
место в авиации, равносильны ошибке.
Своевременность характеризуется вероятностью своевременно-
го выполнения йгнкционального задания, определяемой следующим
выражением:
Рсв.оп^ШЫЪ	<4-I3>
Где Ч^Ъ) - функция плотности времени решения функциональ-
ного задания, определяемая методом прогнозирования (при проек-
тировании системы) экспериментальным путем; Тл - допусти-
мый лимит времени на решение задания.
Под восстанавливаемостью оператора понимают его свойство,
выражающееся в способности к восстановлению работоспособности и
сохранению выносливости. Последняя характеризуется свойством
оператора сохранять работоспособность в течение некоторого про-
мелутка времени до момента наступления временного устойчивого
отказа.
Восстанавливаемость оператора описывается вероятностью ис-
правления ошибки в решении задания:
Рбосс я ~ Рц.м Роffh Риспр >	(4.14)
где Ри м - вероятность адекватного представления информации
на информационной модели об изменении состояния управляемого
объекта (процесса);	- вероятность обнаружения опера-
тором изменения в состоянии управляемого объекта (процесса);
Риспр ~ вероятность исправления ошибочных действий операто-
ра при повторном выполнении задания.
Конечно, формула (4.14) пригодна лишь для инженерно-психо-
логических исследований, когда можно несколько раз повторять
эксперимент в лабораторных условиях. В реальных условиях по-
лета даже незначительная ошибка оператора может привести к
реэкоцу понижению надежности всей зргатической системы и даже
к летному происшествию.
Готовнррть_ оператора - такое его состояние, при котором
он психологически готов к осуществлению задания, но выполне-
ния функций управления или обслуживания технической системы
не требуется.
Психологическая готовность человека к действию выражается
в непосредственной заинтересованности в работе, в ориентирова-
нии на выполнение количественно-качественных показателей и
уверенности в возможности их достижения.
Готовность оператора к выполнению функционального задания
характеризуется коэффициентом готовности, определяемым как
112
вероятность его включения в работу в любой произвольный мо-
мент времени:
=	(4.15)
где То - время, в течение которого оператор по каким-
либо причинам не может принимать поступающую на его сенсор-
ный вход информацию (как крайний случай - оператор отсут-
ствует на рабочем месте); Т - общее время выполнения функци-
онального задания.
Приведенный коэффициент готовности оператора характеризу-
ет готовность, связанную лишь с его наличием на рабочем мес-
те, и не учитывает динамику уровня готовности оператора, за-
висящего от многих факоров, в том числе от профессиональной
подготовленности, внрабатываемости, психофизиологической на-
пряженности, утомления и др.
Как видно из формулы (5.15), готовность может быть различ-
ной: от максимальной при Лг/7 =1 (готовность к немедлен-
ному действию - состояние дежурства) до минимальной при kcri =0
(отдых).
В качестве критерия надежности оператора в эргатической
системе управления можно использовать показатель безотказной
работы, зависящей от уровня психофизиологической напряженности,
которая оценивается временем выполнения предписанных оператору
функций с заданной точностью;
PO=1/N=M[T] ,	(4.16)
где N - уровень психофизиологической напряженности опера-
тора; М[1] - математическое ожидание времени Т безотказ-
ной работы оператора в замкнутой системе управления самолетом.
Как следует из формулы(14.16), с увеличением уровня психо-
физиологической напряженности (оператора ставят в условия де-
фицита времени при выполнении с заданной точностью предпи-
санных ему функций) надежность оператора уменьшается.
4.2.4.	Факторы, влияющие на надежность оператора
Известно, что надежность оператора не является стабильной
характеристикой. Она зависит от многих факторов.
Существенное влияние на надежность оператора оказывает
качество оборудования, приспособленность технических устройств
к эксплуатации и обслуживанию, условия внешней среды, уровень
загрузки оператора, его напряженность и др. Многие ошибки опе-
ратора совершаются вследствие несовершенства информационной
модели самолета: недостаточно ясна сигнализация, приборы конт-
роля и управления бортовым оборудованием не обеспечивают не-
113
обходимой точности, а органы управления расположены так, что
препятствуют выработке двигательных автоматизмов.
Существенное влияние на надежность оператора, включенного
в процесс обслуживания авиатехники, оказывает приспособлен-
ность технических устройств к обслуживанию. Известно, что
чем дучше подходы к различным бортовым техническим устройствам,
чем приспособленнее сами технические устройства к обслуживанию,
тем меньше трудозатраты на обслуживание и тем меньше при этом
допускается ошибок.
Надежность оператора при обслуживании авиатехники также за-
висит от совершенства применяемой контрольно-проверочной ап-
паратуры. Известны случаи, когда оператор, работающий с конт-
рольно-проверочной установкой, на которой коммутирующие, сиг-
нальные устройства и указатели размещены беспорядочно, т.е.
без связи с графиком проверки и органами управления проверя-
емого бортового оборудования, допускал значительное количест-
во ошибок и быстро уставал.
Надежность оператора при работе с контрольно-проверочной
аппаратурой существенно повышается, если расположение органов
управления и индикаторных устройств, применяемых при техни-
ческом обслуживании, соответствует оптимальному графику про-
верки.
Существенную роль в поддержании заданного уровня надежно-
сти оператора играет степень его профессиональной подготовки.
Известно, что недостаточно обученный человек совершает боль-
шое количество ошибок и что специальная тренировка лишает
его надежность.
На уровень надежности оператора во многом влияют его ин-
дивидуальные реакции нервно-психической сферы. В связи с
этим при подготовке операторов необходимо определять характер
ошибочных действий и время выполнения ими определенного за-
дания, а также учитывать состояние нервно-психической сферы
цутем регистрации расширенного комплекса психофизиолоических
функций для более полного изучения индивидуальных особенностей
каждого оператора. Без изучения динамики психофизиологических
функций раскрытие психологической природы сформировавшегося дина-
мического стереотипа как показателя степени натренированности,
а следовательно, и объективное определение функциональных воз-
можностей оператора по управлению конкретными бортовыми систе-
мами представляют значительные трудности.
По мере формирования динамического стереотипа в сложных
авиационных системах управления наряду с улучшением качествен-
ных и количественных показателей наблюдается и перестройка
психофизиологических реакций организма.
По характеру перестройки зарегистрированных возбуждений,
развиваемых нервными центрами при формировании динамического
стереотипа, операторов можно разделить на три группы.
У операторов первой группы по мере формирования и закреп-
ления динамического стереотипа по управлению самолетом, т.е.
по мере уменьшения времени выполнения задачи и снижения коли-
чества ошибок до установившегося минимального значения, наблю-
дается снижение измеренных показателей функционального состоя-
ния до исходного значения (состояние покоя) или близкого к
нему.
У операторов второй группы по мере выработки и закрепления
динамического стереотипа не наблюдается аналогичная зависи-
мость в перестройке психофизиологических реакций. При заключитель-
ных тренировочных упражнениях комплекс показателей регистри-
руемых психофизиологических функций продолжает оставаться по-
вышенным по отношению к исходному фону.
К третьей группе относятся операторы, психофизиологические
показатели которых при тренировочных упражнениях остаются не-
устойчивыми, то повышаясь, то понижаясь.
На основании подученных данных можно оделать предположе-
ние о том, чтс наблюдавшиеся в процессе работы изменения пси-
хофизиологических функций зависят от типологических особеннос-
тей нервной системы операторов и характеризуют соотношения
между процессами возбуждения и торможения.
Очевидно, рабочая деятельность операторов, отнесенных ко
второй .и частично к третьей группам, протекает на фоне повы-
шенной психофизиологической напряженности. Этот фактор дол-
жен учитываться при оценке психофизиологических возможностей
оператора в системах управления и, в частности, при оценке
его надежности.
Деятельность оператора, надежность зависят от свойств
его нервной системы. Различают три основных свойства нервной
системы: сила, подвижность и уравновешенность нервных процес-
сов. Сочетание крайних степеней этих свойств образует четыре
основных типа высшей нервной деятельности.
Слабый тип - меланхолик - характеризуется слабостью нерв-
ных процессов (возбуждения и торможения), он трудно приспо-
сабливается к определенным жизненным условиям, часто под вли-
янием сложных ситуаций заболевает. Этот тип невозможно кар-
динально улучшить.
Сильный, но неуравновешенный тип - холерик - отличается
очень активным процессом возбуждения, а торможение у него
резко отстает по силе. Холерик часто заболевает тогда, когда
115
необходимо напряжение тормозных реакций. Он способен значи-
тельно улучшить недостаточное торможение цутем специальных
тренировок.
Сильный, уравновешенный, спокойный тип с хорошей подвиж-
ностью и большой силой нервных процессов, - это сангвиник.
Он обладает также большими возможностями приспосабливаться к
условиям внешней вреда.
И, наконец, флегматик - сильный, уравновешенный, спокойный,
с малой подвижностью нервных процессов. Он очень медленно
приспосабливается к внешним условиям.
Конечно же, не ко всем профессиям пригодны люди с опреде-
ленными свойствами нервной системы. В профессии оператора сла-
бость нервной системы противопоказана.
Установлено также, что врожденные свойства человека не
являются застывшими, неизменными. Они претерпевают определен-
ные изменения в процессе жизни. Поэтому при профессиональном
отборе операторов обычно учитывают не первичные свойства нер-
вной системы, а сплав врожденных свойств, изменившихся под
влиянием условий жизни, и приобретенных профессиональных
навыков.
Уровень надежности оператора в сильной мере зависит от
распределения функций между оператором и системой автоматиче-
ского управления на борту самолета. Распределение функций
должно быть проведено на основе использования результатов
разносторонних исследований, оценок возможностей и ограниче-
ний как оператора, так и машины.
Максимальная автоматизация не всегда полезна и выгодна с
точки зрения надежности системы управления. На рис. 4.6 пока-
зано изменение с течением времени надежности систем управле-
ния космических кораблей, полностью автоматизированных, с
двух-, трех-, четырех- и пятикратным дублированием (кривые-
Рис.4.6. Изменение надежности
систем управления космических
кораблей, полностью автомати-
зированных, с двух-, трех-,
четырех- и пятикратны?.! дубли-
рованием (кпивые 1-4), и вклю-
чающих человека Г5А
116
1-4) и включающих человека (5). Из рисунка видно, что систе-
ма оператор - машина является более надежной, чем полностью
автоматизированные системы. Разумеется, оператор не может вый-
ти за некоторые естественные пределы, например повысить ско-
рость реакции сверх свойственной ецу максимальной скорости
или давать меньшую ошибку считывания показаний приборов,
чем та, которая соответствует остроте его зрения. Расчеты
показывают, что перед самолетом, летящим со сверхзвуковой
скоростью, создается благодаря некоторой инерции восприятия
летчика так называемая "мертвая зона". В пределах этой зоны
летчик не в состоянии увидеть вновь появившийся объект, так
как самолет покрывает данное расстояние быстрее, чем может
сработать аппарат восприятия человека. Так, если два самолета
летят навстречу друг другу со скоростью, соответствующей М-3
(число М - отношение скорости полета к скорости распростране-
ния звука в той среде, где летит самолет), то летчик одного
самолета не сможет увидеть другого летчика на расстоянии 200 м
и меньше. Если же предположить включение приспособительных
реакций глаза (перевод взора на появившийся в поле зрения объ-
ект, конвергенция, аккомодация и др) или необходимость опоз-
нания в сколько-нибудь затрудненных условиях летящего навстречу
самолета, то "ме^ 'вая зона" растягивается до километра и
более.
Оставаясь в количественном отношении "ограниченным", опе-
ратор обладает чрезвычайно гибкими характеристиками, поэтому
легко приспосабливается к любой машине и к любой операции.
Правда, различные операции требуют от него различного напря-
жения сил - физических и интеллектуальных (внимания), внянняя
большее или меньшее утомление. Поэтому, несмотря на наличие
ценных универсальных возможностей оператора к приспособлению,
при проектировании систем необходимо "согласовывать" характе-
ристики систем управления с психофизиологическими возможно-
стями оператора. Иными словами, повышение надежности операто-
ра (в том числе и всей эргатической системы) во многом связа-
но с решением проблемы рационального распределения функций
между оператором и системой автоматического управления.
В сложных системах управления рабочая деятельность опера-
тора иногда может складываться из выполнения не одной, а
нескольких задач одновременно.
Естественно, что оператор, выполняющий одновременно несколь-
ко задач, доцускает ошибки чаще. Чтобы избежать такого много-
целевого использования оператора, ецу надо оставить лишь
роль исполнителя в кажцй момент времени только одной целост-
117
ной операции, а другие либо передать другим операторам, либо
"переключить" на автомат (рис.4.7). Например, при посадке са-
молета летчик должен выполнять ряд целостных операций: управ-
ление самолетом (по замкнутому контуру), ведение радиосвязи
с наземным цунктом, наблюдение за внешним пространством, наблю-
дение земных ориентиров и т.д. Ясно, что одному оператору без.
помощи других операторов или автоматических устройств с таким
"нагромождением" целостных операций не справиться.
При эксплуатации и обслуживании авиационной техники важно
знать,' как изменяется надежность оператора в течение рабочего
дня или определенного периода времени. Установлено, что надеж-
ность оператора не является постоянной в течение рабочего дня.
Весь рабочий день можно представить состоящим из трех характе-
рных этапов I, II, Ш (рис.4.8). Первый этап характеризуется
большим количеством ошибочных действий оператора и называется
периодом "врабатываемости". Со временем надежность оператора
на этом этапе возрастает (уменьшается число ошибок), оставаясь
все же относительно низкой. Затем с повышением уровня профес-
сиональной подготовки постепенно происходит функциональная
перестройка и вырабатывается (или восстанавливается) динами-
ческий стереотип рабочей деятельности. С момента его установле-
ния начинается второй этап - этап относительной устойчивости
рабочих характеристик оператора, характеризующийся минималь-
ным и относительно постоянным числом ошибок. Этот этап наибо-
лее продолжителен и соответствует максимальной надежности опе-
ратора и наибольшей эффективности его рабочей деятельности.
Продолжительность этого этапа зависит от характера выполня-
емой работы, квалификации оператора, а также его состояния.
Третий этап характеризуется падением надежности (увеличе-
нием числа ошибок), которое вызывается утомлением оператора.
Утомлением называется состояние психофизиологических систем,
связанное с расходом физиологических резервов и приводящее к
временному снижению работоспособности без нарушения их восста-
навливаемости. При этом ослабляется память, снижается внимание,
нарушается мышечная координация и происходит изменение других
психических и физиологических функций.
Работа оператора должна быть построена таким образом, что-
бы первый этап занимал как можно меньше времени, а утомление
наступало ближе к концу рабочего дня.
На надежность оператора существенное влияние оказывают
суточные колебания биологических ритмов, имеющие важное значе-
ние в приспособлении организма к окружающей среде. На рис.
4.9 представлена зависимость уровня работоспособности человека
118
Рис.4.7. График загрузки оператора
1-4 различные целостные операции
Рис.4.8. Изменение относительного числа ошибок оператора в тече-
ние рабочего дня
Рис.4.9. Изменение уровня работоспособности оператора в течение
суток
119
в течение суток. Приблизительно с 9 до 13 часов человеку прису-
ща высокая работоспособность. Затем она несколько снижается,
а около 16 часов вновь возрастает. Известно, что если чело-
век работает ночью, то между 2 и 5 часами у него заметно по-
нижается память, отмечается замедленность в действиях, увели-
чивается количество ошибок.
Сацую трудную и ответственную работу необходимо выполнять
в периоды подъема работоспособности, оставляя для других,
менее важных дел время относительно низкой работоспособности.
Исследования показали, что железнодорожные диспетчеры в
ночную смену доцуекают в 1,5-2 раза больше ошибок, чем в днев-
ную смену. Наибольшее число ошибок, которые мохут привести
к появлению предпосылок к летным происшествиям в авиации, та-
кже приходится на ночные часы.
На основании многочисленных экспериментов ученые определи-
ли суточную периодичность физиологических процессов, протека-
ющих в организме человека (суточную динамику температуры тела,
кровообращения, работы желез внутренней секреции, крови, ор-
ганов пищеварения, работы сердца и др*). Ритмичность физиоло-
гических процессов, которая отражает единство организма и
среды, их взаимодействие , проявляется в том, что подъем и
спады этих процессов происходят в строго определенные часы су-
ток (рис.4.10).
Проблема биологических ритмов особенно важна для граждан-
ской авиации. Непрерывное увеличение скорости самолетов при-
водит к тоцу, что экипаж за короткий промежуток времени прео-
долевает огромные расстояния. Известно, что разница во времени
между каждым меридианом составляет 4 мин. Зона в 15 меридиа-
нов составляет часовой пояс. Всего таких поясов 24. Современ-
ные самолеты за несколько часов пересекают 5-6 часовых поясов.
При этом человек через короткое время попадает в условия, от- '
личающиеся по циклу дня и ночи. Меняется и физиологический
цикл день - ночь, к которому организм приспособился. В ре-
зультате возникает фазовый сдвиг между этими двумя циклами,
так как внутренние биологические часы человека не совпадают с
астрономически определяемым временем. Проведенные авиакомпа-
нией Эр Франс наблюдения над большим числом летчиков и пасса-
жиров показали, что после перелета по маршруту Франция - Се-
верная Америка у 76% из них был тревожный сон, у 41% отмеча-
лись расстройства пищеварения, нарушались внимание, память.
Большинство ладей адаптируются к новому суточному режиму
со скоростью, равной одному часу в день, причем некоторые-
легче при перелете в восточном направлении, другие - в запад-
ном.
120
Рис.4.10. Схематическое изображение суточных колебаний темпера-
туры тела, пульса, артериального давления и активного дыхания
Данные о влиянии биоритмов на надежность 'работы оператора
должны учитываться при разработке научно обоснованных меро-
приятий по установлению продолжительности рабочего дня и изы-
сканию рациональных путей по организации труда и отдыха. Ме-
ждународная организация гражданской авиации в настоящее время
утвердила ряд правил, ограничивающих длительность полетов и
регламентирующих продолжительность отдыха после полетов.
Надежность оператора зависит от сложности задания и от за-
даваемого темпа работы. Увеличение сложности задания приводит
к снижению надежности оператора. Для каждого оператора имеется
свой оптимальный темп работы, при котором надежность наибольшая.
Как уменьшение, так и увеличение этого темпа сопровождаются уве-
личением числа ошибок, допускаемых оператором. Оптимальный темп
рабочей деятельности оператора зависит от индивидуальных
особенностей высшей нервной деятельности оператора, его ква-
лификции.
Надежность оператора существенно зависит от его активности в
эргатической системе оператор - машина -среда. Уровень активности
оператора в первую очередь определяется тем, как распределены
функции в системе управления, какова степень ее автоматизации.
Чем выше степень автоматизации системы, тем ниже уровень
активности оператора.
121
Рассмотрим влияние снижения активности оператора на его
надежность на примере системы летчик - самолет.
При управлении самолетом вручную летчик, воздействуя на
роли управления, непрерывно получает поток мышечных имцульсов,
идущих от двигательного и тактильного анализаторов и значите-
льно дополняющих зрительную и звуковую информацию о поведе-
нии самолета.
Точность ручного пилотирования после автоматического поле-
та ниже, чем после такого же полета, управляемого вручную (по-
сле часового полета в автоматическом режиме отклонение от за-
данных параметров больше в 1,5-2 раза, чем после ручного уп-
равления). Хуже зрительное восприятие показаний приборов. Так,
например, время обнаружения значимых отклонений увеличивается
в 5-10 раз уже через полчаса полета в автоматическом режиме
(по сравнению с ручным управлением). При отказах автоматики на
посадке, когда требуется быстрый переход к ручному пилотирова-
нию, летчицу необходимо какое-то время на поиск отказа, на
установление его причины. При этом возникает высокая вероят-
ность (до 50$) отклонения параметров' полета от их допустимых
значений. Здесь сказывается недостаточная активность оператора
в контроле и оценке поступающей информации при высоком уровне
автоматизации. Следует отметить, что в аналогичных условиях
полета, но при непрерывном ручном управлении те же летчики
точно выдерживают режим посадки.
В последние годы у нас в стране и за рубежом ведется рабо-
та по созданию таких систем автоматического управления самоле-
том, которые позволяли бы без снижения их эффективности сохра-
нить активность оператора. Уровень его активности можно повы-
сить путем изменения информационной модели, вида автоматиче-
ского управления. Так, например, оптимальный переход от конт-
роля автоматики к ручному управлению осуществляется с помощью
индикаторных устройств, объединяющих сигнализацию и средства
управления. Индикаторные устройства дают возможность оператору
быстрее определять отказы автоматики (за счет экономии времени
на перенос взгляда, облегчения осмысливания сигнала, уменьше-
ния потребности в дополнительной информации).
Активность оператора при использовании смешанного управ-
ления - летчика и системы автоматического пилотирования - до-
статочно высокая. При смешанном управлении структура сбора
летчиком информации такая же, как и при ручном управлении,
значительно разгружаются двигательный анализатор, и внимание,
увеличивается число контролируемых параметров.
Существенное влияние на надежность оператора оказывают
122
условия внешней среды (содержание кислорода в воздухе, давле-
ние, температура, шум, вибрация; наличие вредных примесей в
атмосфере), а также экстремальные условия (отказы авиационной
техники, дефицит времени и др.).
Известно, что с увеличением высоты полета давление возду-
ха и содержание в нем кислорода уменьшается. До высот 2000-
2500 м организму человека благодаря приспособительным реакци-
ям удается компенсировать недостаток кислорода: ткани получают
его в нужном количестве. На высотах 2500-3500 м у некоторых
ладей наступают изменения в поведении: появляются приподнятое
настроение, излишняя жестикуляция и говорливость, беспричин-
ное веселье и смех, беззаботное, легковесное отношение к окру-
жающей обстановке. Это явление называется эйфорией.
Возбужденное состояние на высотах 4000-5000 м сменяется
упадком настроения, апатией, притуплением интереса к окружаю-
щему.
На высотах порядка 5000-7000 м и выше самочувствие редко
остается хорошим. Ощущается общая слабость, усталость, голово-
кружение, тяжесть во воем теле. Ухудшается память, нередко воз-
никают слуховые и зрительные галлюцинации. В этих условиях на-
дежность работы человека значительно уменьшается.
Надежность оператора снижается в условиях холода и в усло-
виях жары, при сильном щуме и в условиях вакуума, в темноте и
при резком свете, при вибрациях, ударных нагрузках и при абсо-
лютном покое, при чрезмерных перегрузках и при длительной не-
весомости, при заниженном и завышенном барометрическом давле-
нии. При этом развивается утомление, нарушается ритм рабочей
деятельности, снижается внимание, возрастает число ошибочных
действий, увеличивается латентный период реакции, снижается
мышечная выносливость. Так, под влиянием вибрации с частотой
8 Гц острота зрения снижается до 50-60%, ухудшается точность
и быстрота считывания показаний приборов.
Чтобы предотвратить неблагоприятное влияние на оператора
факторов внешней среды, необходимо обосновать и выбрать номи-
нальные и граничные (предельные) значения параметров микрокли-
мата в рабочих отсеках самолета (состав воздуха, влажность,
температура, скорость полета, давление, ионный состав воздуха,
уровень радиации и факторов, сопутствующих условиям полета са-
молета (вибрации, перегрузки, освещенность, акустическая среда)
(рис.4. II).
Отрицательное влияние на летчика в условиях полета оказы-
вают и вредные привычки, в частности курение. Установлено,
что только три выкуренные перед полетом сигареты сужают поле
зрения, нарушают цветоощущение и восприятие красного и зеле-
123
0.01
Рис.4.II. Эоны внешних условий деятельности оператора
Зона
наиоольшего
комфорта л»-
0,17
цевмносамая
.$>'х m,nuonoгаческ0
\<?и граница

2--0,03
^Чен-Чыы&
°Чия

ного цветов, снижают зрительное восприятие приборной информа-
ции на 20%, уменьшают скорость двигательной реакции в среднем
на 25%, снижают слух в диапазоне восприятия разговорной речи.
Кроме того, курение является одной из основных причин,
Способствующих преждевременному развитию летного утомления.
Проблема летного утомления при полетах во всех ее много-
численных аспектах продолжает оставаться одной из наиболее
актуальных и сложных. При решении этой проблемы исключительно
большое практическое значение имеют вопросы раннего выявления
и своевременного предупреждения летнего утомления и переутом-
ления.
Субъективными признаками утомления являются вялость, сон-
ливость, рассеянность, раздражительность, тяжесть в голове,
головная боль, щум в ушах, резь в глазах, усталость рук, ног,
поясницы, мышц шеи. Отмечено, что выраженные признаки утомле-
ния появляются к концу 12-часового полета, но в зависимости от
исходного состояния летчика и условий полета они могут поя-
виться раньше.
К основным последствиям летного утомления следует отнести:
снижение резервной способности летчика и появление боль-
шей вероятности сделать непредвиденную ошибку при выполнении
хорошо знакомого задания;
124
появление трудно объяснимых ошибок при выполнении простых,
хорошо известных операций по управлению самолетом, особенно
во время посадки;
появление симптома "вязкости внимания" к второстепенным
приборам информационной модели самолета;
нарушение координации тонких движений и появление резких
движений при управлении самолетом;
появление тенденции разделять сложные задания на отдельные
части;
снижение точности выдерживания заданных параметров полета;
снижение бдительности и появление забывчивости с выражен-
ной тенденцией не обращать внимание на ориентиры и показания
дублирующих приборов;
сужение сенсорного поля и появление поверхностной
оценки приборной информации самолета;
нарушение способности правильно оценивать мышечные усилия
и пространственно-временные характеристики движения;
снижение критичности по отношению к возникающим случаям
нарушения в управлении самолетом;
появление психического и физического дискомфорта.
Длительные и часто повторяющиеся ненормированные полеты
могут привести к возникновению переутомления'. Под переутомле-
нием понимают патологическое накапливание утомления.
К ранним признакам переутомления относятся следующие яв-
ления: постоянное чувство усталости, нарушение сна, потеря
желания трудиться, снижение работоспособности, ослабление
внимания-и памяти, чувство давления в голове, головные боли,
раздражительность.
При оценке работоспособности членов экипажа широко исполь-
зуются методы оценки их психофизиологических резервов и каче-
ства пилотирования самолетом в полете, в том числе на этапах
взлета и посадки. Уменьшение психофизиологических резервов
является характерным показателем развития летного утомления
(при сравнительном варианте). Кроме того, для оценки утомления
применяется метод шкалирования субъективных признаков утом-
ления. Применение указанных методических приемов в сочетании
с полиэффекторным методом оценки функционального состояния
летчика (регистрация электроэнцефалограммы, электрокардио-
граммы, пневмограммы, кожно-гальванической реакции и др.)
позволило научно обосновать допустимые летние нагрузки, ко-
торые не вызывают переутомления у летного состава (табл.4.2).
125
Таблица 4.2
Зависимость норм летного времени для экипажей
от типов летательных аппаратов
Летательный аппарат	Нормы летного времени, ч		
	на сутки	на месяц	на год.
Все работы, кроме авиационно- химических Ту-114, Ил-62, ТУ-Ю4, ТУ-154, Ту-124, Ту-134, Як-40, Л-410 (ЧССР)	8	70	700
Ил-18, Ан-12, Ан-24	8	75	750
Як-12, Як-18, Л-200 (ЧССР)	6	80	800
Ми-4, Ми-8, Ми-10, Ми-6	7	80	800
Ми-I, Ми-2, Ка-18, Ка-26, Ка-15	6		75	750
Авиационно-химические работы Ан-2М, Ан-2 с одним летчиком	6	80	800
Ми-I, Ми-2, Ка-15, Ка-26, Як-12 . 5		70	700
4.3.	Психофизиологическая напряженность оператора
Деятельность авиаторов различных специальностей по управ-
лению современными самолетами является одним из наиболее
сложных видов операторского труда и связана с воздействием на
организм целого ряда экстремальных факторов внешней среды и
условий полета. Как правило, работа оператора сопряжена со
значительной психофизиологической напряженностью.
В инженерной психологии различают три степени напряженности
оператора: умеренную, повышенную и состояние стресса.
Умеренная напряженность - это нормальное состояние опера-
тора, характеризующееся мобилизующим влиянием рабочей дея-
тельности на психику. Это состояние сопровождается умеренным
изменением физиологических реакций организма, хорошим само-
чувствием. У летчика состояние умеренной напряженности, ха-
рактеризующееся стабильными и уверенными действиями, имеет
место в обычных условиях полета.
Чем сложнее полет идй его отдельные элементы, тем выше
уровень психофизиологических реакций.. Выполнение особенно
сложных полетов, связанных с новизной обстановки, повышенными
споростями, дефицитом времени, сопровождается повышенной на-
пряженностью летчика. Последняя может явиться причиной сниже-
ния работоспособности и ухудшения качества выполняемого задаг-
ния. Иногда оператор успешно справляется с очень трудной заг-
126
дачей, которая казалась бы ецу непосильной в обычных условиях,
и ошибается при выполнении простых операций.
В деятельности летчика возникновение состояния повышенной
напряженности наиболее вероятно при воздействии нескольких
неблагоприятных обстоятельств. Так, повышенная напряженность
может возникнуть при отказах техники на тех этапах полета,
на которых ограничен запас высоты и времени для ликвидации
аварийной ситуации или при необходимости в короткое время
совместить несколько действий и т.п.
Высшая степень напряженности называется стрессом. В инже-
нерной психологии стресс определяется как состояние высокой
эмоциональной напряженности, возникающей в чрезвычайно не-
благоприятных условиях деятельности. При стрессе наступает
дезорганизация деятельности: отказ от действий, грубые оши-
бочные действия, нарушение двигательных и умственных навыков,
резкое сужение внимания. Существенно изменяются фенологиче-
ские реакции организма.
На рис.4.12 представлены зависимости эффективности дея-
тельности оператора Э и его психофизиологической напряженнос-
ти Н от значения факторов 5 , влияющих на деятельность опе-
ратора. При нулевом значении фактора, влияющего на оператора
(например, темпа предъявления оператору информационных сигна-
лов), имеется некоторая минимальная психофизиологическая на-
пряженность оператора , которая соответствует эффектив-
ности деятельности, равной нулю. По мере возрастания величины
S изменяется психофизиологическая напряженность оператора,
вследствие чего изменяется и эффективность его деятельности.
Определенному значению воздействующего фактора 50 соответ-
ствуют оптимальная психофизиологическая напряженность опера-
тора Но и достаточно высокая эффективность его деятельности
Эо . При изменении 5 как в сторону уменьшения, так и
в стороцу возрастания относительно 50 психофизиологичес-
кая напряженность оператора может увеличиваться до максималь-
ной: ^-тах и Н+тах- При этом эффективность деятельности
оператора понижается.
Психофизиологическая напряженность оператора является отра-
жением процессов возбуждения в коре больших полушарий голов-
ного мозга и в подкорковых вегетативных центрах и сопровожда-
ется более или менее выраженными функциональными сдвигами в
различных органах и системах организма.
Биологическая сущность психофизиологической напряженности
оператора заключается не только в защите организма от небла-
гоприятных воздействий факторов окружающей среды, но и в
127
3
Рис.4.12. Зависимость эффектив-
ности ( Э ) деятельности и пси-
хофизиологической напряженности
(wj оператора от значения фак-
торов (*>), влияющих на его де-
ятельность
Рис.4.13. Схема отношения психо-
логической напряженности (// )
оператора к эффективной его де-
ятельности (Э)':
I - стрессор; 2 - компенсаторный
механизм; 3 - сверхкомпенсация;
4 - нормальный уровень; 5 - обмо-
рочное состояние
участии в пуске физиологических механизмов адаптации орга-
низма к меняпцимся условиям полета - механизмов, поддерживаю-
щих относительное постоянство как физиологических констант
оператора, так и параметров, характеризующих функционирова-
ние эргатической системы оператор - машина.
На рис.4.13 представлена зависимость эффективности слеже-
ния Э за изменяющимся во времени объектом от психофизиоло-
гической напряженности Н оператора. Стрессор I имеет
тенденцию перемещать изучаемую параметрическую функцию эрга-
тической системы от ее нормального уровня 4. Но компенсатор-
ная реакция оператора 2 может привести к улучшению этой фу-
нкции. Дальнейшая мобилизация сверхкомпенсациснных психофи-
зиологических возможностей оператора 3 может привести к раз-
витию обратимых нарушений тех или иных функций организма,
например к обморочному состоянию 5.
Психофизиологическая напряженность оператора является од-
ним из основных показателей, по которому можно судить о его
загруженности на различных этапах полета или в определенные
промежутки времени, характеризующиеся той или иной интенсив-
ностью воздушного движения, его эмоциональной устойчивостью
в усложнившейся обстановке, о влиянии неблагоприятных факто-
ров полета и внешней среды на организм и т.д.
Обычно, говоря о психофизиологической напряженности опе-
ратора, подразумевают не ее абсолютную величину, а относи-
тельное значение. Это связано с тем, что неизвестна психо-
физиологическая норма человека, под которой понимается ди-
намическое состояние, обусловленное индивидуальными особен-
ностями, уровнем подготовленности, условиями обследования
128
Степень психофизиологической
напряженности
Рис.4.14. Отношение мевду степенью психофизиологической напряжен-
ности оператора и силой мотивации
и т.д. Доя многих показателей (например, побледнение 'лица
или степень потоотделения при обморочных состояниях) вооб-
ще неизвестны количественные выражения, а поэтому нет > норм.
Существуют критические значения отдельных психофизиоло-
гических показателей человека, которые указывают на явное
неблагополучие. Например, появление пульса с частотой 180
ударов в мицуту при психофизиологической напряженности опе-
ратора является чрезвычайным обстоятельством для любого чело-
века - тренированного и нетренированного.
Процесс возбуждения при психофизиологической напряженно-
сти состоит из двух стадий - двигательной, или энергетичес-
кой, облегчающей выполнение поставленной задачи, и эмоцио-
нальной, затрудняющей целенаправленные действия. Как пока-
зывают исследования, сила эмоциональной напряженности воз-
растает с большей скоростью, чем сила двигательных регь-
кций (рис.4.14). Поэтому умеренная психофизиологическая на-
пряженность оператора оказывает положительное воздействие
на его рабочую деятельность; это воздействие заключается в
усилении сенсорных и сенсомоторных функций оператора.
Психофизиологическая напряженность оператора (эмоциональ-
ная стадия напряженности) проявляется в совокупности явных и
скрытых признаков. К явным признакам относятся:
изменение мимики лица: сжимаются челюстные мышцы или, на-
оборот, широко раскрывается рот, появляется подергивание ве-
ками, щеками, засеивание губ, перекос лица;
нарушение двигательных функций: увеличивается зажим ручек
управления, появляются скованность позы и движений, а также
некоординированные и нецужные в данных условиях движения;
психические надгшения: отмечаются нарушения в распреде-
лении и переключении внимания, забывание очередности действий,
129
замедленность в принятии решений и неосуществление принятых
решении;
нарушение речи: изменяется интонация, артикуляция и тембр
речи.
Психофизиологическая напряженность оператора также сопрово-
ждается нарушением работы вегетативной нервной системы: силь-
ным покраснением или, наоборот, побледнением, учащением дыха-
ния и сердцебиения, дрожанием пальцев рук и ног, поверхност-
ным дыханием, изменением кровяного давления, повышением пото-
отделения, расширением зрачков и т.д.
К скрытым признакам относятся: изменение биоэлектрической
активности органов и систем организма, биохимические сдвиги
и изменение деятельности эндокринной системы.
Правильный анализ явных и скрытых признаков позволяет оце-
нить степень психофизиологической напряженности при выполне-
нии поставленных задач. Уровень психофизиологической напряжен-
ности можно использовать в качестве критерия оценки работы
эрратических систем оператор - машина, уровня автоматизации
этих систем (распределение функций между оператором и системой
автоматического управления на борту самолета, уровень подго-
товки операторов и т.д.).
Для оценки степени напряженности можно использовать много-
численные психологические тесты (бланковые, аппаратурные, ин-
дивидуальные, групповые, различного рода вопросники), а также
данные о биохимических сдвигах, происходящих в организме опе-
ратора при выполнении им функциональной задачи. На основе их
применения трудно определить, на каких этапах полета особенно
высока степень психофизиологической напряженности оператора.
Поэтому в инженерной психологии широко используется метод оп-
ределения напряженности оператора, основанный на применении
записей электрофизиологических процессов. Кратко, не остана-
вливаясь на механизмах возникновения, способах регистрации
и методах обработки, рассмотрим их.
Электроэнцефалограмма (ЭЗГ) - запись
с поверхности головы биоэлектрической активности головного
мозга. Биоэлектрическая активность мозга представлена ритмами
ЭЭГ, отличапцимися по частотному признаку (табл.4.3).
В качестве электрофизиологических показателей психофизио-
логической напряженности оператора можно принять:
а)	средние значения	и 8- волн. Они характе-
ризуют преобладание тормозного процесса в коре головного
мозга (отчетливо выражены во время дремотного состояния и
сна);
130
Таблица 4.3
Количественные показатели основных ритмов ЭЭГ
Наименование ритма ЭЭГ	Частота колебаний, 1/с	Амплитуда, мкм
Дельта-ритм 5	0,5-4,0	50,0-500,0
Тхэта-ритм 6	5,0-7,0	10,0-30,0
Альфа-ритм <4-	8,0-12,0	50,0-100,0
Сигма-ритм 6"	13,0-14,0	
Бета-ритм Ji •	15,0-35,0	5,0-30,0
Гамма-ритм	35,0-100,0	До 15,0
б)	средние значения ос -волн. Они отражали? состояние
нормальной синхронизации основных нервных процессов и являют-
ся доминирующими, составляя основу биопотенциалов мозга у здо-
рового бодрствующего человека;
в)	средние значения J31 , и -волн. Преобла-
дание этих волн указывает на процесс возбуждения в коре голов-
ного мозга (увеличиваются по амплитуде и повышаются по частоте
при физической и умственной работе и психофизиологической на-
пряженности) .
Электромиограмма (ЭМГ) - регистрация био-
потенциалов мышц человека. Она характеризуется амплитудой
20,0-200,0 мкВ и частотой 20-500 Гц. Очень резкие движения
могут сопровождаться биопотенциалами с амплитудой до 1-2 мВ.
ЭМГ служит весьма чувствительным объективным показателем
включения в динамическую или статическую работу отдельных
групп мышц. Биопотенциалы, как правило, появляются на 0,Ol-
О. 04 с раньше, чем начинается двигательный акт.
Кожно-гальваническая реакция (КГР). Между двумя точками
кожной поверхности человека существует разность потенциалов,
обусловленная и ретулируемая вегетативной нервной системой (об-
мен веществ, потоотделение, состояние сосудов, гидрофильность
кожи). Участки, наиболее богатые потовыми железами, - электро-
отрицательны; участки, бедные ими, - электроположительны. В
результате психофизиологической напряженности происходит
изменение разности потенциалов между двумя точками кожной по-
верхности. Стационарная разность потенциалов кожи равна
10-30 мВ на расстоянии I см между электродами. При повышении
напряженности могут наблюдаться колебания до ТОО и более мил-
ливольт. При этом наиболее часто используют среднюю величину
амплитуды спонтанных колебаний КГР.
Электрокардиограмма (ЭКГ) - наиболее
распространенный метод исследования сердца. Изменения ритма
131
сердечных сокращений являются одной из важных компенсаторно-
приспособительных реакций системы кровообращения на внешние
воздействия.
Одним из важных показателей в инженерно-психологических
исследованиях является частота цульса. Установлено, что с по-
вышением психофизиологической напряженности оператора частота
цульса возрастает, что соответствует уменьшению интервалов
Я - /? на электрокардиограмме.
Дня выявления закона распределения интервалов /?-/? ЭКГ
с целью оценки психофизиологической напряженности оператора
широко используют гистографический метод, или вариационную
цульсацию. Тип распределения интервалов Л? — /? и вид вариаг-
ционной кривой зависят от состояния вегетативной нервной си-
стемы.
В общем случае можно выделить три основных типа распреде-
лений: I) мономерные с модой в интервале 0,7-0,9 с и колебле-
мостью от 0,15 до 0,40 с; 2) мономерные с модой, сдвинутой
влево (мода 0,5-0,7 с), и сниженной колеблемостью; 3) моно-
кли полимерные, обычно упрощенные, сдвинутые вправо (мода
более I с) с повышенной колеблемостью.
Соответствующие типы кривых мотут быть получены при нагруз-
ке и во время сна. На рис.4.15 представлены вариационные кри-
вые в покое (I), после нагрузки (2) и во время сна (3).
Временная структура деятельности сердечно-сосудистой си-
стемы определяется последовательностью длин периодов 7/ меж-
ду зубцами R ~ Rb электрокардиограммы.
Событиями, для множества которых строится гистограмма,
являются факты появления временных интервалов Т1 , Т2 ,
.... Тп ? соответствующих длинам участков электрокардиограм-
мы 11, 1г ...} I	, при фиксированной скорости
движения диаграммной бумаги И (мм/с) электрокардиографа.
Рис.4.15. Вариационные кривые здорового человека:
I - покой; 2 - физическая нагрузка; 3 - сон
132
Иопользуя гистографический метод'анализа динамических рядов
R~ R интервалов ЭКГ, можно оценить средний уровень фун-
кционального состояния оператора при помощи гистографическо-
го показателя напряженности Н. Для подучения гистографиче-
ского показателя напряженности оператора измеряют длины интер-
валов R~ R ЭКГ ( I , мм), распределяют их по времени и
переводят каждый из них в процент от общего количества интер-
валов R-R
С учетом скорости движения диаграммной бумаги электрокар-
диографа длительность временных интервалов
^i/^j tz/V? , tm / V 7
(4.17)
где t - время в секундах.
Гистографический показатель напряженности рассчитывают по
формуле:
т	т П' / V
PL/ti-fOOX -jT- /	= lOOVM[l/t], 1/с , (4.18)
1=1	1=1 "	*
где Pi - процентное соотношение L -го интервала R~R
М[1/1] - математическое ожидание.
В табл.4.4 приведены некоторые сравнительные статистиче-
ские характеристики психофизиологической напряженности летчи-
ка при ручном управлении самолетом в режиме захода на посадку
как в нормальных условиях, так и в аварийных ситуациях (ими-
тация отказа двигателя). Степень напряженности оценивалась
по сердечному ритму. В качестве исходных данных принимался
динамический ряд R- R интервалов (длина Iинтервалов
R-R ЭКГ).
Таблица 4.4
Статические характеристики психофизиологической
напряженности летчика при ручном управлении самолетом
в режиме захода на посадку
Условия	F,	н,	л	(1	ГУ	Д	F
полета_______мм	yfap/c	//с	U	V	ьу	д5
Нормальные	15,95	94,04	156,74	0,713	0,844’	5,29	0,132	0,081
Аварийная
ситуация 12,41 120,88 201,46 0,873 0,934 7,53 1,167 0,889
133
Как видно из таблицы, психофизиологическая напряженность
летчика в аварийной ситуации (а.с), больше, чем при нормальных
условиях (н.у), на что указывают:
неравенство средних значений длин интервалов R~ R ЭКГ:
lR-Ra.c < Ьп-чн.ч >
неравенство между средней частотой сердечных сокращений
Fa. с > и средними значениями- гистографического пока-
зателя напряженности летчика На,с > Н н.у
Заходы на посадку при аварийной ситуации сопровождаются
большим разбросом значений	(неравенство дисперсий
> Ин.у среднеквадратичных отклонений 6а,с > (ТНу
и коэффициентов авариации CVac > CVH), а также боль-
шим отклонением от нормального распределения как по горизон-
тали (неравенство коэффициентов асимметрии Л5а.с >Л& н.у ,
так и по вертикали (неравенство коэффициентов эксцесса
Ехвс > Е х н „) , чем при нормальных условиях захода на
посадку. 3
Сердечный ритм в зависимости от различных условий и режи-
мов деятельности оператора позволяет не только оценивать об-
щую психофизиологическою напряженность, но и выделять эмоци-
ональную составляющую. Так, например, анализ данных инженерно-
психологического эксперимента показывает, что при воздействии
на оператора длительных поперечнонаправленных ускорений пси-
хофизиологическая напряженность, обусловленная выполнением
операторской деятельности, сопровождается уменьшением абсолют-
ной величины максимального Тутах и минимального Тутсп.
значений интервалов сердечного цикла. Их находят на каждом
отрезке времени, равном длительности цикла дыхания Ту
При этом также происходит уменьшение размаха
ного цикла , который определяется
ни Та 0
1д/	:: Г	_ Т
”Тд 'Итак Rmin-
значений сердеч-
на отрезке време-
(4.19)
Большой интерес представляет безразмерный показатель дли-
тельности сердечного цикла о< , определяющий эмоциональную
составляющую психофизиологической напряженности оператора:
-Тд°н)/т0н ,	(4.20)
cr S.h -s. о.н
где	‘ а >	Тg	- средние значения интервалов сердеч-
134
ного цикла Tr при наличии перегрузок соответственно, при
отсутствии и при наличии операторской нагрузки; т/н
среднее значение интервала сердечного цикла при отсутствии
перегрузок и операторской нагрузки.
С возрастанием величины поперечнонаправленного ускорения
временной интервал сердечного цикла уменьшается, причем
при больших значениях перегрузок уменьшается до нуля. Таким
образом, сердечный ритм оператора может быть показателем его
эмоциональной напряженности лишь в определенном диапазоне дей-
ствия перегрузок.
Пневмограмма (ПГ) - запись внешнего дыхания, В
норме у здорового человека частота дыхания составляет 16-20
движений в минуту. При психофизиологической напряженности она
может достигать 50-60 движений в мицуту. В качестве показателя,
используемого для оценки уровня психофизиологической напряжен-
ности оператора, могут быть: частота дыхания, амплитуда дыха-
тельных волн, соотношение глубины вдоха и выдоха, изменение
типа последействия (глубокий вдох или выдох).
Электр.о окулограмма (ЭОГ) - раздельная
запись горизонтальных и вертикальных движений глаз. ЭОГ в
авиации используется для оценки урювня распределения и пере-
ключения внимания летчика по приборам.
Показатели электрофизиологических реакций оператора позво-
ляют судить о том, какими средствами, каким внутренним напря-
жением достигается выполнение работы по управлению, т.е. они
дают возможность выявить некоторые реакции физиологических
систем оператора при выполнении рабочего акта по управлению
самолетом.
Заслуживают внимания методы оценки психофизиологической
напряженности оператора, основанные на использовании следую-
щих соматических показателей:
усилия зажима рукояток управления;
речевых реакций оператора;
характера распределения и переключения внимания оператора
и количества управляющих движений.
С помощью этих показателей психофизиологическую напряжен-
ность оператора можено оценивать для двух классов эргатичес-
ких систем, отличающихся между собой способом включения че-
ловека в контур управления.
Дда зргатических систем, в которых человек включен в систе-
му управления последовательно (например, датчик при пилотирова-
нии самолетом), основным является усилие зажима рукояток.уп-
равления.
135
Для эрратических систем, в которых человек включен в систе-
му управления параллельно (например, авиационный диспетчер
при управлении воздушным движением)-, основнши являются каче-
ство и спектральные характеристики речи. Для обеих систем до-
полнительным методом является характер распределения и пере-
ключения внимания, характер и количество управляющих движений.
Так, например, с помощью киносъемки взгляда летчика установле-
но, что в течение I мин он изменяет точку фиксации взгляда бо-
лее 80 раз. На отдельных этапах полета, в частности иа посадке,
в условиях острого дефицита времени и значительного возраста-
ния психофизиологической напряженности летчик перемещает взгляд
от прибора к прибору 150-200 раз в ‘минуту, т.е. каждую сетунду
контролирует три прибора.
Система регистрации указанных показателей отличается про-
стотой и удобством ее реализации не только при моделировании,
но и в реальных условиях полета высокой помехоустойчивостью
и надежностью.
В качестве критерия оценки психофизиологической напряжен-
ности летчика в эргатической системе управления может служить
среднее усилие зажима рукояток штурвала:
Рзаж = 1/ 71 Рзаж (t) (tt,	(4.21)
где Т - время полета; Рзаж^ ~ мгновенное усилие зажима
рукояток штурвала.
В общем случае психофизиологическую напряженность летчика
можно представить как сумму операционной Han(t) и эмоцио-
нальной H3(t) составляющих:
(4.22)
Операционная напряженность летчика непосредственно связана
с выполнением им функциональных задач, с характеристиками са-
молета и его органов управления. Эмоциональная напряженность
определяется эмоциональной сферой деятельности оператора-ллет-
чика.
В Киевском институте инженеров гражданской авиации разрабо-
тан способ определения психофизиологической напряженности лет-
чика в эргатической системе экипаж - самолет, основанный на
измерении усилия зажима рукояток штурвала, усилия вращения
штурвала и усилия продольного перемещения штурвальной колонки.
Блок-схема, реализующая предложенный способ оценки H(t)
Нсп (t) и ^j(t) • представлена на рис.4.16.
116
Рис.4.16. Схема оценки психофи-
зиологической напряженности
летчика по усилию зажима руко-
яток штурвала
Напряжение U2(t) с датчика усилия вращения штурвала 2, на-
пряжение	с датчика усилия продольного перемещения
штурвальной колонки 4 и напряжение U-t(t) , пропорциональ-
ное начальному усилию зажима рукояток штурвала (устанавливает-
ся с помощью датчика I для каждого летчика индивидуально), по-
даются в суммирующее устройство 3. Полученный на выходе сум-
матора 3 сигнал U3(t)-U1(t) + Uz(t) + Ufy(t) ,
характеризующий операционную напряженность, непосредственно
связанную с выполнением системой функциональных задач, вычисля-
ется в сумматоре 6 из напряжения Us(t) , пропорционального
полному усилию зажима рукояток штурвала, которое характеризует
общую психофизиологическую напряженность летчика и измеряется
с помощью датчика 5. Напряжение UE(t) =Us(t)-U3(t)
снимаемое с устройства 6 и регистрируемое самописцем 7, хара-
ктеризует эмоциональную напряженность летчика.
Группе специалистов Института высшей нервной деятельности
и нейрофизиологии АН СССР удалось выделить признаки эмоцио-
- нальной окраски речи - создать шкалу эмоций, по которой ыож-
ной было бы распознавать их, применяя автоматику. Материал
для составления такой шкалы был получен, исходя из несколь-
ких сот записей речи лвдей, находившихся в состоянии эмоцио-
нального напряжения. Она не может охватить всю гамму положи-
тельных и отрицательных человеческих переживаний. Но это и
не нужно. Для оценки работоспособности оператора наиболее
важны лишь чувства тревоги, страха, покоя, радости. Уловив
симптомы первых двух, специальное устройство подает сигнал
опасности: оператору нужна экстренная помощь, Две другие ха-
рактеристики показывают, что человек работает без напряжения
и даже с удовольствием. Для наиболее ответственных, тяжелых
участков работы необходимо рекомендовать специалистов, у ко-
торых преобладают именно такие показатели.
137
4,4,	Память оператора
4,4.1.	Свойства и основные формы памяти
Память - свойство головного мозга хранить следы, остающи-
еся после восприятия, отражения предметов и процессов объе-
ктивного мира. Способность человека хранить свой прошлый опыт
является одной из основных особенностей его психической де-
ятельности.
Обычно память человека рассматривают как комплекс тесно
связанных друг с другом процессов запоминания информации, ее
сохранения, воспроизведения и узнавания.
Запоминание - процесс "запечатления" в коре головного моз-
га информации, воздействующей с внешней и внутренней среды ор-
ганизма, а также результатов ее переработки мозгом. Запомина-
ние бывает произвольным (преднамеренным) и непроизвольным (не-
преднамеренным). В общем случае запоминание улучшается, если
оно преднамеренное, при многократном повторении, а также если
оно осуществляется на фоне повышенных эмоциональных состояний.
Исследования показали, что повторение материала дает луч-
шие результаты в том случае, когда оно осуществляется в не-
сколько сеансов. Если распределить повторение сложного матери-
ала на 2-3 дня, качество усвоения улучшается в 2,5-3 раза по
сравнению с двух-, трехчасовым повторением в течение одного дня.
Таким образом, важными условиями для хорошего запоминания
являются сознательное отношение к запоминанию информации, по-
нимание необходимости усвоения для повышения своей квалифи-
кации, а также напряжение памяти при заучивании.
Сохранение информации в мозгу человека - это процесс пол-
ного или частичного удержания информации от момента ее вос-
приятия при запоминании до момента воспроизведения. Сохране-
ние информации во многом зависит от индивидуальных особен-
ностей памяти человека. Оно может улучшаться и совершенство-
ваться. С сохранением информации непосредственно связаны
опыт человека и его мышление. Под мышлением человека понима-
ют • его психическую деятельность, направленную на познание объ-
ективной действительности путем раскрытия связей и отношений,
существующих между познаваемыми предметами и явлениями.
Воспроизведение чего-либо "запечатленного" в коре голов-
ного мозга представляет собой процесс выделения мозгом из
кладовой памяти необходимой в данный момент информации. Вос-
произведение является творческим процессом, наиболее актив-
ным из всех остальных процессов памяти.
С воспроизведением тесно связан еще один процесс памяти -
узнавание. Часто воспроизведение запечатленного в памяти осу-
138
ществляется путем обнаружения сходства между ним и вспоминае-
мым в данный момент, т.е. происходит процесс узнавания.
Противоположным процессом запоминанию является забывание.
Частично или полностью забывается человеком все то, что запе-
чатлевается в его памяти. Информация, которая выучивается и
запоминается человеком, не забывается, если она периодически
воспроизводится и используется на практике. Известно также,
что многое, казалось бы, давно забытое, при необычных обстоя-
тельствах вновь всплывает в памяти.
В зависимости от того, на какой период времени происходит
запоминание, память человека бывает кратковременной и долго-
временной. Кратковременная память характеризуется быстрым за-
поминанием и воспроизведением, а также очень малым сохранени-
ем информации. Практически сохранение информации оператором
происходит в процессе запоминания и воспроизведения.
Формирование динамического стереотипа оператора по управле-
нию самолетом во многом определяется объемом долговременной
памяти, которая отличается от кратковременной значительным во
времени запоминанием, многократным повторением и воспроизведе-
нием определенного навыка или системы навыка (стереотипа),
длительным сохранением запоминаемой информации.
Долговременная память человека обычно имеет избирательный
индивидуальный характер. Поэтому среди "обычных" ладей встре-
чаются и "необычные", обладающие феноменальной памятью. Так,
например, историки утверждают, что Гай Юлий Цезарь и Алек-
сандр Македонский знали в лицо и по имени всех своих солдат.
Профессор Московской консерватории Дузони обладал исключи-
тельной музыкальной памятью. Он запоминал и мог воспроизвести
практически все услышанные мелодии. Чемпион мира по шахма-
там Александр Алехин мог восстановить в памяти не только
свои, но и лучшие партии крупнейших шахматистов мира. Когда
его спросили однажды, не помнит ли он первую партию матча
русских мастеров Урусова и Петрова, игранную в 1859 г., Але-
хин спокойно ответил: "Белые допустили неточность на пятом
ходу, черные - ошибку на десятом".
Знаменитый шахматист и композитор ХУШ века Филидор играл,
не глядя на шахматную дему, одновременно три партии.
Встречаются и другие феномены - человек, например, без осо-
бого труда запоминает стозначные цифры, легко пользуется по
памяти таблицей логарифмов, за несколько секунд извлекает ко-
рень 77-й степени из двадцатипятизначного числа и т.д.
Артист Юрий Горный одновременно может читать вслух книгу,
правой рукой писать какую-то осмысленную фразу, левей - играть
139
на пианино, перемножать многозначные числа, какие ему назовут,
извлекать корни, возводить в любую степень двузначное число,
одновременно решать шахматную задачу и к тому же подсчитать
количество букв в читаемом им тексте. Все это делается в те-
чение одной минуты.
Выдающийся советский психолог А.Лурия многие годы вел на-
блюдения за человеком по фамилии Шершевский, который обладал
самой сильной памятью, описанной в нгучной литературе. За 30
секунд Шершевский мог запомнить 20 цифр, расположенных про-
извольно. Юрию Горному Для этого требуется не более 3-4 секунд.
В своих выступлениях Г-хркгй подчеркивает, что все, чего
он достиг - это результат тренировки, беспрестанной, ежеднев-
ной тренировки памяти, мышления, внимания, способностей рас-
слабляться и сосредоточиваться.
Оператор скоростных транспортных средств в авиации должен
обладать хорошей памятью. У оператора можно выделить две ос-
новные формы памяти: статическую (постоянную) и динамическую
(оперативную).
Статическая память оператора связана с запоминанием, сохра-
нением и воспроизведением различных статических элементов
системы управления полетом. Объем статической памяти тесно
связан с объемом кратковременной памяти, причем с увеличением
ее объема объем последней также увеличивается.
Динамическая память связана с запоминанием, сохранением и
воспроизведением элементов процесса управления в их динамике.
Она характеризуется кратковременным (от нескольких секунд до
нескольких минут) хранением информации, необходимой для выпол-
нения операторской деятельности.
Динамическая память является не только особой формулой
кратковременной памяти, зависящей в первую очередь от особен-
ностей выполнения конкретной задачи, но и представляет собой
весьма сложный синтез кратковременной и долговременной памяти.
В ходе обучения оператора соотношение между ними изменяется:
в результате "перекачивания" части информации в долговремен-
ную память нагрузка на кратковременную память сокращается, что
приводит как бы к увеличению ее объема.
Из взаимоотношения между долговременной и кратковременной
памятью вытекает ряд требований к разработке средств сигнали-
зации. В первую очередь для каждого конкретного случая, исходя
из задач, выполняемых оператором в системе управления, устанав-
ливается значение динамической памяти в его деятельности. В
зависимости от этого решается вопрос об оптимальных способах пе-
редачи оператору информации о состоянии управляемого им объекта.
140
4.4.2.	Каналы передачи информации
и повышение их пропускной способности
В зависимости от степени участия памяти оператора в его де-
ятельности можно выделить три вида каналов, передающих инфор-
мацию: канал без памяти, канал с кратковременной и канал с дол-
говременной памятью.
Канал передачи информации без памяти представляет собой
лишь восприятие (например, слежение с преследованием или ком-
пенсацией). Пропускная способность такого канала приблизитель-
но равна 10-70 бит/с.
Отличительной чертой канала с памятью является исчезнове-
ние информации, поступающей к оператору, а также прекращение
восприятия передаваемой информации. Передача информации при
этом происходит с некоторой задержкой во времени.
По каналу с кратковременной памятью информация передается,
как и по каналу без памяти, непосредственно с сенсорного входа
на сенсомоторный выход оператора. Скорость передачи информации
по каналу с кратковременной памятью ограничена объемом этой
памяти. Скорость же передачи информации пс каналу с долговре-
менной памятью уменьшается с увеличением числа запоминаемых
символов.
Для увеличения пропускной способности оператора необходимо
уменьшить нагрузку на память, что достигается путем констру-
ктивных изменений в сенсорном и сенсомоторном полях информа-
ционной модели, связанных с переходом канала с долговремен-
ной памятью к каналу с кратковременной памятью или от канала
с кратковременной памятью к каналу без памяти. Для некото-
рой разгрузки динамической памяти необходимо увеличить объем
постоянной памяти путем обучения оператора.
Следовательно, для увеличения пропускной способности опе-
ратора необходимо:
исключать или ограничивать информационную нагрузку на па-
мять;
использовать кратковременное запоминание .вместо долговре-
менного;
использовать постоянную память путем предварительной тре-
нировки оператора.
Процускцую способность оператора также можно повысить, ес-
ли при кратковременном запоминании использовать более емкие
коды, а при долговременном запоминании - более короткие после-
довательности символов и более емкие коды.
Ш
4.4.3.	Механизм памяти
Общее представление о физиологических механизмах памяти
стало возможным лишь после открытия И.П.Павловым условного ре-
флекса. Впоследствии было установлено, что запоминание - это
процесс, в результате которого в головном мозху образуются и
сохраняются временные нервные связи, являющиеся физиологичес-
кими механизмами процессов памяти.
Образовавшиеся временные нервные связи после тренировки
сохраняются в течение значительного периода времени или даже
всей жизни человека. Память на прошлые события есть не что
иное, как сохранение временных нервных связей. Временные нерв-
ные связи, которые хранятся в памяти, мотут оживляться, извле-
каться из нее и использоваться в процессе деятельности человека.
Если образование временных связей и извлечение при надоб-
ности их из памяти возникают вследствие появления в определен-
ных центрах головного мозга очага возбуждения, тс полное или
частичное забывание происходит в связи с процессами торможения.
Благодаря им затормаживаются те временные нервные связи, кото-
рые для данного условного рефлекса являются помехой.
Если под воздействием какого-либо предмета или явления прои-
зошло восстановление нужной временной связи, то говорят, что
произошло узнавание этого предмета или явления..
Механизмы кратковременной и долговременной памяти также
мотут быть объяснены с точки зрения временных нервных связей.
Слово, услышанное впервые, закрепляется в памяти ненадолго,
так как образуется нестойкая временная связь. Если многократ-
но повторять какое-ллибо слово на иностранном языке, то оно
будет недолго храниться в памяти. В то же время иностранное
слово, произнесенное несколько раз в осмысленной речи, прочно
удерживается в памяти. Позтощу можно сделать вывод о том, что
долговременная память речевой связи не только зависит от ее
тренировки, но и обусловливается широтой контактов с другими
системами речевых связей.
В зависимости от вида анализатора, с помощью которого вос-
принимается информация, память можно разделить на зрительную,
слуховую, вкусовую, осязательную и двигательную (моторную).
Память через различные анализаторы принято называть образной
памятью. Обычно на практике встречается смешанный тип памяти
с некоторым преобладанием одного из основных типов.
Для операторских специальностей характерно преобладание
зрительной, слуховой и двигательной памяти.
Велико воздействие на память подсознательного восприятия
человека. В одном иэ кинотеатров Нью-Йорка однажды шел обычный
142
художественный фильм. Для подсознательного восприятия при пока-
зе фильма к 24 стандартным кадрам добавлялся 25-й нестандарт-
ный рекламный кадр с информацией: "Пейте кока-коду" или "Ольте
жареную кукурузу". Они мелькали каждые пять секунд, причем
настолько быстро, что ни один из 45599 зрителей не заметил
дополнительных кадров рекламы. Нс после окончания сеансов
зрителей, покупавших жарецую КУКУ1УИУ, было на 57%, а кока-
коду - на 18% больше, чем после просмотра фильма без реклам-
ных кадров.
Память человека не является постоянной величиной. Она за-
висит от многих факторов: возраста, состояния здоровья, заин-
тересованности в результатах своей деятельности, уровня про-
фессиональной подготовки, функционального состояния (психо-
физиологическая напряженность, утомление) и др.
Правильный учет этих факторов при проектировании, экплу-
атации и обслуживании авиационной техники позволит увеличить
потенциальные возможности оператора то запоминанию, сохранению
и воспроизведению информации, что, в свою очередь, окажет по-
ложительное влияние на его операторскую деятельность.
ГЛАВА 5. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
СИСТЕМ ОТОБРАЖЕНИЯ
ИНФОРМАЦИИ В АВИАЦИИ
Какие бы функциональные обязанности в той или иной авиа-
ционной эргатической системе оператор не выполнял, он всегда
взаимодействует с источниками различного рода информации,
воспринимает ее, перерабатывает, а затем сам активно участву-
ет в изменении ее в нужном направлении, оказывая воздействие
на характер циркуляции информации, как правило, в замкнутой
системе.
Работа оператора вс многом определяется психофизиологиче-
скими особенностями систем кодирования информации, а они, в
свою очередь, зависят от динамики объектов и процессов управ-
ления, характера выполняемых задач, сложности систем и спе-
цифических условий функционирования. Все это следует учитывать
при разработке устройств (средств) отображения информации,
формирующих информационные модели (ИМ).
Рассмотренные выше психофизиологические возможности опе-
раторов позволяют на научней основе обосновать требования к
информационным моделям, а через них - й к системам отображе-
ния информации, являющимся физической реализацией функции
отображения информации в информационной модели эргатической
системы.
143
5.1. Общие требования,
предъявляемые к информационной модели
В е-лсжной эргатической системе оператор управляет не не-
посредственно самой машиной, а посредством ее информационной
модели, представляющией собой совокупность информации о сос-
тоянии и функционировании машины и внешней среды. По этой
модели оператор воссоздает "образ” машины, ее состояние в каж-
дый момент времени. Информационная модель обеспечивает вме-
шательство в работу машины для приведения ее в требуемое
состояние. Ш объединяет два "поля”: сенсорное (чувственное),
состоящее из гаммы сигнальных устройств, приборов, индикаторов,
мнемосхем, звуковых сигналов и цветовых устройств, экранов, й
сенсомоторное, состоящее из органов управления - рычагов,
ручек, кнопок, выключателей,-переключателей и др. К сенсорно-
му полю информационной модели относится и весь тот комплекс
сигналов, который воспринимается оператором непосредственно
ст самой машины (вибрации, шумы и т.д.).
Число элементов сенсорного и сенсомоторного полей ИМ с ка-
ждым годом возрастает. Об этом свидетельствуют данные, ко-
торые показывают число элементов индикации и управления, при-
ходящихся на одного оператора подвижных транспортных средств
соответственно на воздушном, водном, железнодорожном и авто-
мобильном транспорте (рис.5.1).
Задача конструкторов состоит в том, чтобы создать такую
информационную модель, адекватную машине, которая соответ-
ствовала бы возможностям оператора по приелу и переработке
всего потока закодированной информации и эффективному прило-
Рис.5.1. Рост количества элементов индикации и управления, при-
ходящихся на одного оператора, по данным зарубежных авторов
144
Оператор
(летчик)
Зрительные
Показания приборов
Влияние среды
Реакция
Акцелерационные
Тактильные
^Угловые перемещения^—
Перегрузки
Усилия на органы
управления
s
S'
Слуховые
Вибрационные
Барометри ческие
Температурные
^•Органы управления
Органы контроля
аппаратуры
Пульты
Органы исполнения
Рис.5.2. Общая схема взаимодействия оператора и лещины на самолете
женив управляющих воздействий к машине (рис.5.2). В ИМ дол-
жны содержаться лишь те свойства, отношения, связи, взаимо-
действия управляемых систем, которые существенны для управ-
ления. Это задача чрезвычайной сложности. Здесь речь идет о
характере, объеме и виде информации, о выборе законов управ-
ления в контурах подсистем машины, о скорости выдачи инфор-
мации машиной, соизмеримой с возможностями оператора по пере-
работке информации, о типах информационных устройств и модаль-
ности сигналов (к какому анализатору оператора они адресуют-
ся), о виде, форде, цвете, взаимном расположении, направлении
движений органов управления, а также о распределении органов
управления между конечностями оператора, вовлеченными в уп-
равление.
Сложная проблема информационной совместимости оператора с
машиной из-за ряда ограничений в использовании положений тео-
рии информации в настоящее время решается не полно. Например,
аварийный сигнализатор, работающий по двоичному принципу и
сигнализирующий о пожаре, вероятность Р1 появления которого
цусть равна 0,001, дает оператору непрерывное сообщение о со-
стоянии объекта; среднее значение количества информации 1Ср
объекта определяется известным выражением
hp = - Pf tyPi ~ Pz^S ^2 z
-Где Рг = 1 ~Р1	- вероятность отсутствия пожара на объекте.
145
Подставляя значения Р1 и Рг в приведенное выражение,
подучим 1ср =0,01 бит. Среднее значение количества информа-
ции 1Ср , характеризующее энтропию системы (меру неопреде-
ленности ее состояния), получается малым, так как обычное
естественное состояние объекта характеризуется отсутствием по-
жара. Малая неопределенность состояния системы, отсутствие по-
жара является почти достоверным фактом. Однако непрерывная
информация, поступающая с этого сигнализатора, весьма важна
для человека. Она не оценивается в человеческом смысле мерой
информации, принятой в технике. Поэтому указанное рассуждение
о среднем количестве информации может быть отнесено к любому
редкому, несущественному для человека явлению.
Приведенный пример сввдетельстцует с том, что сигнализа-
тор пожара, работающий по двоичной системе и выдающий в сред-
нем сравнительно небольшое количество информации (в статисти-
ческом смысле), в то хе время несет информацию в смысле ее
операторской значимости весьма болыцую.
Вопросы, связанные с созданием информационной модели, на-
иболее гармонирующей с возможностями оператора, имеют исклю-
чительное значение для удобства, безопасности, точности,
быстроты и производительности т{уда оператора.
Используя информационную модель, оператор цутем приема и
декодирования информации, ее обработки воссоздает образ пове-
дения, образ состояния машины, вырабатывает решение и прикла-
дывает управляющие воздействия. Оператора нельзя оставить на
голодном информационном пайке, как нельзя и утопить его в мо-
ре сведений о работе машины, поэтому следует находить научно
обоснованное компромиссное решение.
Имеется вполне определенное, конечное значение параметров,
которое должно обеспечить оператору возможность воссоздать со-
стояние машины и режимы ее работы. Пропускная способность опе-
ратора как звена связи ограничена: за единицу времени он может
принять и переработать лишь строго определенный объем информации.
Поэтому нельзя перегружать его внимание; объем предъявленной опе-
ратору информации должен находиться в соответствии со временем,
отпущенным на его обработку.
При создании ИМ в первую очередь необходимо решить, какие
параметры работы машины должны быть представлены оператору и в
каком виде; количество этих параметров должно быть минимальным,
обеспечивающим создание у оператора динамического образа сос-
тояния (поведения) машины. Следует также определять, к^кие
коррекции может и должен внести оператор в работу, как правило,
автоматизированной системы и с помощью каких органов управле-
146
ния, что и как он должен включать, переключать и выключать, ка-
кие данные "сбрасывать", какие программы вводить до работы, в
ходе функционирования и по ее завершении.
Информационная модель должна быть наглядной, обеспечивать
быстроту стимулирования анализаторов оператора по восприятию и
переработке информации, т.е. иметь наиболее эффективный код, и
позволять безошибочно декодировать несущую информацию и обе-
спечивать (когда этс требуется) эффективную реализацию приня-
тых оператором решений.
Модель должна быть "организована" так, чтобы оператор, с
одной стороны, не испытывал своеобразного сенсорного "голода- .
ния", с другой, - не был бы перегружен ненужной для управле-
ния информацией. Характеристики модели должны быть оптималь-
ным образом согласованы с информационными, а также энерге-
тическими свойствами операторов. В частности, необходимо
добиваться того, чтобы характеристики модели были "совмести-
мы” с мышечными ощущениями и чувством равновесия оператора,
чтобы уменьшить вероятность потери оператором ориентировки.
Общие требования к ИМ диктуются особым ее положением она
находится между оператором и объектом управления и поэтому
должна полностью "описывать" поведение и состояние объекта,
в то время как характеристики ее должны отвечать особенностям
оператора как приемника и переработчика информации, формиру-
ющего сигнал ошибки рассогласования и прилагающего управляю-
щие воздействия к объекту управления. Информационная модель
машины должна обладать определенным быстродействием, быть
выразительной, иметь сравнительно простые связи и согласован-
ные характеристики с оператором и машиной.
Информационная модель должна быть экономной и лаконичной.
В ней должны содержаться лишь те элементы, которые необходимы
для обеспечения оператора информацией о состоянии основных
элементов контролируемой системы; должны использоваться мини-
мальное количество знаков и обеспечиваться простота правил
декодирования информации.
Наиболее существенные элементы ИМ с точки зрения контроля
и управления должны четко выделяться размерами, формой, цветом
и т.д. Части ИМ самостоятельно управляемых узлов и агрегатов
должны быть обособлены и четко разграничены от ИМ других
.подобных подсистем. ИМ однотипных объектов должны быть типи-
зированы и унифицированы (независимо от времени выпуска и
серий). Части ИМ для отдельных элементов системы должны иметь
четкие, легко запоминающиеся и различающиеся друг от друга
структуры. Расположение приборов и сигнализаторов в ИМ должьс
147
быть согласовано с расположением соответствующих ИМ органов
управления, т.е. с последовательностью и логикой действий
оператора.
Средства отображения информации помогают оператору прини-
мать не только стандартные, но и эвристические решения. Для
этих целей оператор должен иметь определенное количество из-
быточной (но не излишней) информации. Она позволяет ему как
бы "углубить" информационную модель объекта, повысить общую
надежность системы, по ряду косвенных признаков прогнозировать
поведение системы, при необходимости (в аварийной ситуации)
выбрать наилучшую стратегию управления.
В каждом конкретном случае следует предусматривать системы
дублирования информационных потоков, возможность применения
бимодальных сигнализаторов и использования индикаторов с из-
быточным количеством элементов, позволяющих оператору восста-
навливать искаженную информацию. В ИМ необходимо добиваться
сочетания наглядности аналогового способа представления ин-
формации с точностью цифрового способа.
Решение этих проблем, как, впрочем-, и большинства проблем,
возникающих при создании эффективной информационной модели,
может быть достигнуто при выполнении большой и сложной иссле-
довательской, конструкторской и экспериментальной работы.
На самолете в конечном итоге должна быть создана единая
информационная модель полета и работы всех самолетных систем,
посколыу общая система экипаж - самолет - среда представляет
собой многомерной замкнутый и как бы целостный контур управле-
ния, в котором рассматриваемые нами системы сами являются ча-
стью более общей схемы. В такой "сумме подсистем" процессы на
входах и выходах этих подсистем можно характеризовать вектора-
ми: X ~~ вектор состояния объекта с управляемыми компонента-
ми (ъ = 1,2,	т); Y - вектор измерения ком-
плекса бортовых измерительных систем с компонентами
yt(t)(l = 1,2,...,rn) -г Ё - вектор ошибки рассогласования
с компонентами eL(t)( i = 1,2,	qjJ'•)	(/-вектор
управления с компонентами uL(t) (L = 1, 2,	т); F - век-
тор возмущений на объект управления с компонентами
/тт?; Хэ - вектор заданного состояния с управляемы-
ми компонентами
*13	= 1,2,...,т) .
Рассмотрим деятельность оператора на примере функционирования
.системй управления полетом. Гучное управление по приборам ИМ
носит сложно опосредованный характер. Летчик считывает пока-
зания приборов, в результате чего у него создается текущий
148
образ полета (концептуальная модель полета). Он сравнивает его
с эталонным образцом, который хранится у него в долговремен-
ной памяти, формируется в процессе обучения и приобретения
летных навыков. На основе сравнения двух образцов летчик
формирует сигнал ошибки рассогласования Е , который реа-
лизуется им в виде управляющего воздействия на объект. Посред-
ством таких воздействий управляемые координаты вектора состоя-
ния xL (£) приводятся к заданным (t).
Деятельность летчика, как и оператора любой системы, ха-
рактеризуется тем, что он отчетливо представляет себе задачу
при пилотировании по приборам. Это значит, что преобразование
информации в двигательный акт, характеризующий управляющее
воздействие, детерминируется и контролируется эталонной моделью.
Эталонная модель не является простым отображением текущей ин-
формационной модели. В ней содержится помимо преобразованных
данных тецушей модели ряд не формализуемых, но необходимых
для достижения конечной цели чисто субъективных аспектов. Имен-
но поэтому считается целесообразным включать оператора в сис-
телу для выполнения таких функций, которые заранее не могут
быть предусмотрены.
По отношению к общему времени преобразования оператором
информации время моторного акта составляет примерно 20%. Сле-
довательно, разработка рациональных устройств отображения ин-
формации как средств формирования информационной эргатической
системы имеет чрезвычайно большое значение.
5.2. Классификационные признаки элементов
сенсорного поля информационной модели
Информационная модель в авиационных системах, в частности
ее сенсорное поле, может быть классифицирована по следующим
признакам:
по целевой функции;
по степени обобщения данных;
по времени, для которого выдаются данные;
по модальности сигналов;
по форме предъявления информации;
по функции выдаваемой информации;
по характеру предъявления информации во времени;
по характеру выдаваемой информации;
по структуре сигналов;
по типу выдаваемой информации;
по характеру применения показаний приборов;
по виду шкалы;
по характеру кодирования информации.
149
По целевой функции информационные моде-
ли разделяются на ИМ для непосредственного управления систе-
мой в полете, для индикации состояния элементов системы, для
последующей оценки работы системы.
Оператору в первую очередь следует выдавать информацию,
которую он должен использовать для непосредственного управ-
ления в полете. Рассмотрим некоторые индицируемые параметры
на примере системы пилотирования.
Оператор на любом самолете должен знать его положение от-
носительно центра масс (углы тангажа, крена, рыскания и в
отдельных случаях их производные), а также относительно на-
правления на Землю. Эта информация необходима для управления
и контроля ориентации и стабилизации самолета.
Для фиксации положения центра масс самолета в пространст-
ве относительно наземного или воздушного объекта, места по-
садки относительно заданной траектории над Землей информаци-
онная модель должна выдавать оператору в любой момент полета
необходимые данные, например высоту полета, координаты места
самолета относительно выбранной системы координат, дальности
до цели полета, боковое отклонение от заданного маршрута и
длицу пройденного (или оставшегося) пути.
Движение самолета по траектории информационная модель
должна отображать величиной и направлением скорости (абсо-
лютной, путевой, воздушной), направлением выхода на цель
(поворотный пункт маршрута), текущим временем и оставшимся
до цели полета.
В состав модели должны входить устройства контролирующие
параметры безопасности полета: минимальный и максимальный ско-
ростной напор, предельное значение числа М, максимально допу-
стимые перегрузки, минимальную высоту полета, аварийный запас
топлива и др.
Определенная часть информационной модели должна быть отве-
дена контролю работы элементов (блоков) технической части си-
стемы (индикация состояния ее элементов). Это направление раз-
вития ИМ в последнее время в связи с внедрением на самолете
сложных автоматизированных устройств для посадки, пилотирова-
ния и навигации получает все большее развитие (устройства
встроенного контроля состояния элементов и отображения этого
состояния на сенсорном поле ИГЛ).
Большое значение имеет также та часть информационной моде-
ли, которая предназначена для последующих оценок работы сис-
темы и ее отдельных элементов. Это так называемая "закон-
сервированная" запасенная ("документированная") на борту инфор-
150
мадия, при использовании которой можно судить о характере из-
менения параметров системы в ходе ее эксплуатации, о режимах ее
работы в предшествующих полетах, о качестве выполнения системой
ее целевой функции. Такая информация позволяет уточнять сроки
службы оборудования, помогает определить ошибки экипажа при
эксплуатации и в последующем путем тренировок устранить их,
дает возможность определить причины предпосылок к аварийным
ситуациям, а также причины самих аварий и катастроф.
Информационная модель пилотируемого полета должна быть
адекватной (равной, вполне соответствующей, тождественной)
отображаемому ею характеру работы машины и состоянию объекта
управления. Построение адекватной динамической информационной
модели является одной из важнейших задач. В этой модели долж-
ны содержаться лишь те свойства, отношения, связи, вэамодей-
ствия управляемых элементов, которые существенны для управ-
ления.
По степени обобщения данных ин-
формационные модели пилотируемого полета бывают трех типов:
детальными (дифференциальными), общими (интегральными) и ком-
бинированными.
Детальная модель включает в себя подробные сведения об от-
дельных параметрах пилотируемого полета. При использовании
детальной модели оператор получает точную количественную оцен-
ку состояния отдельных систем, подсистем и входящих в них
объектов. Однако чтобы получить качественную оценку ситуации
из детальной модели, оператору необходимо затратить сравни-
тельно больше времени, что не всегда можно сделать на совре-
менных самолетах, поэтому на них используются также общие ИМ.
Общая (интегральная) модель позволяет оператору весьма
быстро производить качественную оценку ситуации и немедленно
принимать принципиальные решения относительно своих действий.
Однако общая модель, как правило, не дает количественной
оценки параметров работы системы, поэтому информационная мо-
дель должна быть комбинированной, т.е. включать в себя элемен-
ты общей и детальной модели. Оператор, имея в распоряжении
такую комбинированную модель, может быстро получить качествен-
ную оценку ситуации, в случае необходимости использовать и
элементы детальной модели для количественной оценки режима
работы машины.
Опыт показывает, что введение в детальную модель чрезмерно
большого количества элементов может резко ухудшить ее свой-
ства и она окажется бесплодной; обшая модель, если она Судет
выполнена слишком абстрактной, может ввести оператора в заблуж-
дение.	тс
По времени, для которого выда-
ются данные, информационные модели мохут быть разде-
лены на ИМ, выдаваемые прошлое, текущее и будущее значения
параметров.
В информационной модели должна быть сосредоточена заданная
программа работы машин» и модель должна обеспечивать сравнение
текущей ситуации с заданной, а также выдавать комавды для пе-
рехода от одной части программы к другой. В отдельных случаях
информационная модель должна дать оператору текущее значение
параметров, запомнить предыдущее значение некоторых параметров
работы, а также выдать "упреждающую" информацию, связанную с
будущим состоянием ситуации.
При высоких скоростях полета, быстрой смене полетной ситу-
ации и многообразии задач, стоящих перед экипажем в полете,
успешно управлять самолетом и его системами в ряде случаев
становится практически невозможно. В этих условиях оператору
может оказать существенную помощь источник прогнозирующей ин-
формации о возможном ходе полета и состоянии систем в будущем.
Предвидение потребностей и результатов управляющих воздействий
позволит оператору точно и своевременно рассчитать маневр по
управлению самолетом, а также той или иной его системой.
В качестве примера одного из прогнозирующих приборов, учи-
тывающих многообразие взаимосвязанных факторов полета, следу-
ет указать на прибор, счетно-решающее устройство которого
непрерывно решает задацу о располагаемой в данный момент даль-
ности полета. Эта располагаемая дальность зависит от общего
запаса топлива, среднего мгновенного расхода его, резервируе-
мого запаса топлива, от истинной скорости и скорости ветра,
от расхода топлива, затрачиваемого на набор высоты, от гори-
зонтальной дальности при наборе высоты и снижении и ряда дру-
гих факторов. В условиях сравнительно больших скоростей поле-
та и дефицита времени оператор для определения располагаемой
дальности в ряде случаев вообще не будет способен использо-
вать показания раздельных приборов и провести необходимые
вычислительные операции даже по заранее определенным зависимо-
стям.
Как правило, такие приборы включают' вычислительные устрой-
ства, программа которых устанавливается заранее или они фун-
кционирует в соответствии с текшими значениями параметров си-
стем, определяющими значения выходного прогнозируемого пара-
метра.
Одной из главных особенностей информационной модели пило-
тируемого полета является необходимость ее приспособления к
тоцу, чтобы обеспечить наиболее быстрый и безошибочный переход
152
от пилотирования самолета с использованием модели к визуально-
му пилотированию и наоборот. Это важно главным образом при посад-
ке, а также при взлете и полете в несплошных облаках.
Таким образом, информационная модель обеспечивает оператора
информацией о том, каково те^щее состояние машины и качество
выполняемых задач, соответствует ли фактический режим функцио-
нирования заданному и как точно выполняется программа работы,
правильно ли работает техническая часть системы, что и как
надо сделать для коррекции работы ее элементов. Кроме того,
она позволяет своевременно обнаружить возможные аварийные
ситуации в работе и информировать оператора с приближении
опасных или критических режимов, т.е. информационная модель
необходима оператору для полной ориентации, руководства и
контроля при управлении.
В конечном итоге при разработке информационной модели и
использовании ее необходимо добиться такого положения, при
котором оператор, воспринимая информацию, создавал бы для се-
бя, как указывалось выше, специфический динамический "образ
работы системы". Однако для создания динамического "образа"
кроме переработки информации, поступающей от ИМ, оператор дол-
жен использовать свой опыт по управлению, свои знания управ-
ляемого процесса и способов действия.
Представление о динамическом "образе" системы основано на
свойстве ассоциативности, присущей мышлению человека-оператора.
Сформированный динамический "образ" служит, как говорят пси-
хологи, материалом для принятия решений о том или ином способе
воздействия, передаваемых в виде команд управления.
В ходе полета, в процессе управления самолетом и его си-
стемами динамический "образ полета" непрерывно изменяется и в
соответствии с реальным состоянием и принятой программой поле-
та корректируется оператором. Обобщения и ассоциации, подучен-
ные в ходе управления полетом, сохраняются в памяти оператора
для использования в дальнейшей операторской работе.
Информационная модель формируется из многих технических
устройств, которые позволяют по-разному кодировать информацию,
необходимую оператору для управления при реализации той или
иной программы полета, и осуществлять управление аппаратом и
его системами.
Формирование информационной модели и ее разработки пред-
ставляют для конструкторов значительные трудности. Они обус-
ловливаются, в частности, многоцелевым характером моделируе-
мого (в информационном смысле) пилотируемого полета и имеющи-
мися техническими ограничениями, не позволяющими' построить на
153
конкретном самолете эту информационную модель, наиболее полно
соответствующую образцу, т.е. характеру самого пилотируемого
полета или характеру работы системы (адекватную модель).
Рассмотрим теперь информационные модели с точки зрения
модальности их_сигнадов. Сигналы, адресуемые анализаторным
системам оператора, по модальности могут быть разделены на три
группы: зрительные, слуховые и их комбинации. Что же касается*
сигналов, адресованных другим анализаторам оператора (темпе-
ратурному, тактильному, вестибулярному, болевому), то они в
информационных моделях современных самолетов практически не
используются. Из этого, конечно, не следует делать вывод,
что в полете указанные анализаторы оператора вообще не вовле-
чены в действие для управления самолетом и его системами. На-
оборот, ряд из них непременно участвует в воссоздании операто-
ром динамического "образа полета".
К зрительному анализатору оператора адресуется подавляющее
большинство технических устройств модели. К ним относятся
визуальные приборы (в широком смысле слова), а также световые
и цветовые сигнализаторы.
Со сдуховым анализатором взаимодействуют различные звуко-
вые устройства, для функционирования которых используется вы-
сота тона, скорость изменения голоса, громкость, продолжит ельт-
ность, частота биений и др. Эти устройства применяются главным
образом в качестве сигнализаторов наступления критических или
опасных ситуаций в полете, в также для приема на слух по рав-
носигнальным зонам различных маячных систем.
Использование других каналов целесообразно в случае пере-
грузки основных каналов, а также для сигнализации специально-
го характера.
Характер сигнальных раздражителей должен соответствовать
темпу выполняемой работы. Так, например, цифровые сигнальные
обозначения, по-видимому, мало пригодны для работы в очень
напряженном темпе. Гораздо более эффективными в этих услови-
ях оказываются сигналы в виде фигур и цветов и особенно так
называемые "сигнал-инструкции", непосредственно подсказыва-
ющие исполнителю направление движений.
При решении проблемы информационной совместимости большое
значение имеет кодирование информации. Сведения о работе ма-
шины оператору можно представить по-разному. В зависимости от
свойств объекта, условий работы, степени автоматизации объекта
эти сведения можно адресовать к различным анализаторным системам
оператора (зрительному, слуховому, тактильному и т.д.).
Наиболее распространенными способами кодирования в устройствах
информационных моделей являются цвет, тип линий, размеры ли-
154
Часы
Количество
Стрелочный,
указатель
R
Р
®
Индикатор
положения
Форма
знаков
Цвет
Размер
Штриховка
Нотные знаки
Положение
Высвечивание знаков
Протяженность
----Тип линии
Тол ш. ина
линии
Световые знаки
(табло)
Сигнальная лампочка
B(t)=£e~at (cos
Формулы
Рис.5.3. Способы кодирования информации
Рис.5.4. Набор символов, хорошо отличимых друг от друга (распо-
ложены по степени легкости опознавания)
ний по длине и толщине, их количество, форма знаков, их поло-
жение (ориентация), как показано на рис.5.3.
Ввды изображений при кодировании информации также многооб-
разны. В моделях используются шкалы с отсчетными приспособле-
ниями, знаки (символы), табло, тексты, таблицы, столбцовые
диаграммы, контурные изображения, гистограммы, круговые диаграм-
мы, блок-схемы, мнемосхемы, план-графики, чертежи-графики,
функциональные графики и проч. (рис.5.4 и 5.5).
155
Текст
Контурное
изображение
Символы
Функциональный
график
Столбовая
Чертеж-график
Рис.5.5. Некоторые вида изображения при кодировании информации
В качестве условных обозначений применимы также геометри-
ческие знаки. Желательно выбирать такую форму знаков, которая
наиболее проста для написания. В общем случае требования удоб-
ства и легкости восприятия вполне совместимы с инженерными тре-
бованиями простоты конструкции элементов (табл.5.1)
Нередко приходится к основному символу добавлять вспомога-
тельные. При сочетании основных и вспомогательных символов
надо иметь в виду следующее:'
основные символы должны быть большими и представлять собой
некоторый замкнутый контур;
Таблица 5.1
Минимально допустимые размеры элементов знаков и символов
Элемент	Характеристика	Размер, мм
Точки и кружки	Диаметр Четырехугольники и Длина короткой треугольники	стороны Линии	Ширина	0,5 0,5 0,125 (светлая на темном фоне) 0,25 (темная на светлом фоне)
156
вспомогательный символ не должен пересекать или искажать
основной символ, смешиваться с ним или затемнять основной
символ;
комплексы символов не должны включать более двух, максимум
трех геометрических символов, а именно обозначений положения,
скорости и направления;
если требуется еще и другая информация, целесообразно ис-
пользовать буквенно-цифровые обозначения или одну, две или
три параллельные отметки для указания величины параметра;
геометрический центр символа должен указывать положение.
Широкое распространение в ациации получили звуковые автома-
тические "подсказчики" (суфлеры), а также системы с непосред-
ственной передечей звуковых команд от одного члена экипажа
(например, командира) другим членам экипажа или диспетчером
аэропорта - на борт самолета.
Как правило, звуковые устройства своей работой дополняют
визуальные индикаторы и тем самым значительно повышают эффек-
тивность всей информационной системы.
По форме предъявления информа-
ции возможны информационные модели, обеспечивающие чтение:
количественное (дают оператору численные значения контролиру-
емых параметров) - большинство приборов с оцифровкой; каче-
ственное (позволяют оператору определять направление изменения
управляемого или контролируемого параметра, например индикато-
ры отклонения центра масс самолета от дурсо-глиссадной зоны
посадки ; контрольное (поверочное), показывающее два состоя-
ния проверяемого параметра (норма - не норма, да - нет, раг-
ботает - не работает) - такие устройства весьма распростране-
ны В авиации.
По функции выдаваемой информа-
ции информационные модели целятся на две большие группы:
I) выдающие целевую информацию, отображающую цель управле-
ния, конечную точцу, которая должна быть достигнута (напри-
мер, звуковой сигнализатор пролетаемой точки на местности);
2) ситуационные, подразделяющиеся, в свою очередь, на три
подгруппы: а) с ориентирующей информацией, показывающие, что
делает оператор (например, сигнальные лампы свидетельствуют
о выполнении той или иной задачи; силует самолета в авиагори-
зонте показывает, что создается крен самолета в связи с дей-
ствиями летчика; б) с направляющей информацией, указывающей,
что должен делать оператор (например, автоматический радио-
компас указывает летчику, в каком направлении и на какой угол
следует развернуть самолет, чтобы произвести полет строго на
радиостанцию; командный - директбрный прибор показывает, что
157
летчик должен делать в данный момент, чтобы оптимальным обраг-
зом вписаться в заданную траекторию и следовать по ней); в) с
количественной информацией, характеризующей то, как оператор
выполняет свои действия (например, показания указателя скорости
при переходе с одной скорости на друтую; указатель крена в авиа-
горизонте показывает величину крена).
По характеру предъявления инфор-
мации во времени информационные модели делят-
ся на непрерывные, дискретные (прерывистые) и информационные
выдающие информацию "по запросу".
Большинство приборов ИМ самолета предъявляет оператору ин-
формацию в течение всего периода полета, т.е. непрерывно. К
алементам ИМ второго типа относятся некоторые радионавигацион-
ные приборы, которые штурман включает лишь для определения ко-
ординат места. В ряде случаев может осуществляться последо-
вательный "опрос" контролируемых параметров систем автомати-
чески иди по воле оператора. Такие устройства относятся к
устройствам, выдающим информацию "по запросу" (например, из-
мерители топлива по группам баков, измерители типа вольтампер-
метров и др.).
Приборные панели информационной модели должны при необхо-
димости позволять оператору выбирать информацию, которую он
желает наблюдать, изменять ее, выбирать программу работы,
анализировать подучаемую информацию.
Для запроса информации можно использовать различные уст-
ройства: клавиатуру, логические коммутационные панели и др.
Команда на воспроизведение новых изображений на информацион-
ной модели может поступать сразу же после получения новой
информации, в заранее определенные интервалы времени, только
по запросу, при получении заранее установленных видов инфор-
мации, количественных данных или особо важных сообщений.
По характеру выдаваемой инфор-
мации авиационные информационные модели подразделяются
на выдающие осведомительную, предупреждающую, подсказывающую
и командную информацию. Первые три типа источников информации
подробного описания не требуют: само их название говорит о
сути выдаваемой ими информации. Подробнее рассмотрим ИМ с
командной (директорной) информацией.
Инерционность объекта управления, каким является самолет,
дефицит времени и вынужденно быстрый темп отдельных этапов по-
лета потребовал командного (директорного) управления, при ко-
тором повышается точность выполнения задачи, упрощаются до z
предела функции управления оператора и управление осуществля-
158
Индикатор
директорного прибора
Рис.5.6. Блок-схема комаццно-директорного прибора.
ется не по конечной реакции (интегральному значению), а нс на-
чальной реакции самолета на управляющее воздействие.
Оператор освобождается от необходимости выполнять сложные
математические и логические операции, он переотает управлять
самолетом и начинает управлять всего лишь стрелкой командного при-
бора.
Директорные приборы (рис.5.6), фактически являясь синте-
зом приборов пилотирования и навигации, выдают летчику инфор-
мацию уже в обработанном, обобщенном виде типа "вверх-вниз",
"влево - вправо". Иногда эти приборы называют "векторными", так
.как они показывают направление воздействия оператора.
Составлять показания раздельных измерительных приборов
оператору уже не требуется; он должен лишь, действуя на
элероны (для выхода на траекторию в горизонтальной плоскости)
и на руль высоты (для выхода на траекторию в вертикальной
плоскости), выполнять команду - директиву прибора.
Использование директорных приборов значительно упрощает
выход самолета на заданную траекторию и удержание его на тра-
ектории, но не исключает применения обычных измерительных при-
боров и приборов отклонения, так как по директорному прибору
оператор не может судить о положении самолета относительно
горизонта и заданной траектории. Оператор, удерживая командные
стрелки на цуле, может и не находиться на заданной траектории:
Нулевое показание стрелок свидетельствует лишь о том, что са-
молет правильно выходит на траекторию (или находится на ней
после выхода).
Обычно командный прибор выполняется с двумя взаимно пер-
пендикулярными стрелками. Удержание вертикальной стрелки на
цуле обеспечивает выдерживание заданной траектории в горизон-
тальной плоскости, а горизонтальной - в вертикальной плоскости.
59
Командная индикация может быть выполнена в виде системы,
условно называемой "запрос - ответ". Например, для командного
прибора, определяющего правильное выполнение команд при выходе
на траекторию в горизонтальней плоскости, может быть использо-
вана одна неподвижная шкала поперечного крена с двумя независи-
мыми подвижными индексами - заданного крена (определяемого
вычислителем прибора) и фактического крена. Задача оператора
при выполнении команды состоит в том, чтобы держать обе стрел-
ки совмещенными друг с другом. Такая индикация в отличие от
предыдущих позволяет совместить в одном приборе командную и
измерительную информацию^
Экспериментальные исследования директорных приборов со
стрелочной ("планки") индикацией показали, что при их исполь-
зовании требуется полная сосредоточенность в наблюдении за
стрелками (планками) директорного прибора. Однако в условиях
резкого дифицита времени, например при заходе на посадку, ко-
гда нужно четкое распределение внимания оператора между при-
борной доской и наземными ориентирами, выполнение большого
числа моторных функций, подавление чувства боязни при встрече с
землей и т.д., эффективность использования прибора снижается.
По структуре сигналов информационные
модели подразделяются на позиционные, интегральные и предъявля-
ющие первую и вторую производные контролируемых параметров.
В связи с тем, что при управлении отдельными системами на
самолете необходимо непрерывно наблюдать за контролируемыми
параметрами при их периодическом (или циклическом) изменении
(например, при изменении угла тангажа при скоростном полете
на низких высотах), следует применять приборы контроля с опре-
деленной структурой выходных сигналов. В авиации наиболее ус-
пешно мохут использоваться приборы контроля с выдачей операто-
ру позиционных сигналов управляемого параметра, первой и вто-
рой его производных, а также интеграла. При совместном исполь-
зовании таких приборов требуется менее частое обращение к ним
оператора.
В частности, для измерения парметров полета самолета в
горизонтальной плоскости применяются приборы измерения угла
крена F , угла курса и угла бокового отклонения от
траектории 8
По типу выдаваемой информации
информационные модели целятся на три группы: измерительные,
отклонения и комбинированные.
Измерительные приборы показывают оператору лишь мгновен-
ное значение, величину отдельного параметра, оператор обоб-
160
Задатчик
Рис.5.7. Схема индикации приборов отклонения со сравнивающим ус-
тройством (а)и без него (б)
щает и анализирует эти показатели. Поэтому раздельные измери-
тельные приборы, особенно при дефиците времени и при их срав-
нительно большом количестве, не полностью обеспечивает надеж-
ный и точный контроль сложной машины.
Основные пилотажно-навигационные приборы •(авиагоризонт,
компас,' высотомер, вариометр указатель скорости), а также многие
индикаторы радиотехнических систем, астрономические приборы и
приборы контроля силовой установки с точки зрения выдава-
емой информации являются простейшими измерителями отдельных
параметров режима полета.
Тем не менее, раздельные измерительные приборы широко ис-
пользуются на современных самолетах при полете вне видимости
горизонта земли и земных ориентиров. Большое значение приоб-
ретают так называемые упреждающие (прогнозирующие, предска-
зывающие) приборы.
Другой тип ИМ управления составляют приборы, измеряющие
отклонение параметров от их заданных значений. Такие приборы
(рис.5.7) состоят из датчика, измеряющего тетущее значение
параметра, задатчика, сравнивающего устройства и указателей.
Приборы отклонения могут иметь индикацию двух типов. При од-
ной из них на приборе указывается величина отклонения текущего
значения параметра от заданного. Задачей оператора является
совмещение подвижной стрелки с неподвижным индексом и тем са-
мым выполнение требуемой программы, т.е. выравнивание текуще-
го значения параметров с заданным. При другом типе индикации
(в нем не требуется наличия сравнивающего устройства), по од-
161
ной, например, неподвижной шкале, определяется с помощью двух
подвижных индексов текущее и заданное значения параметра. За-
дачей оператора в этом случае является совмещение друг с дру-
гом этих двух индексов. Шкалы индикаторов в обоих случаях
градуируются в единицах измеряемого параметра.
Заданное значение параметра может быть вполне определенным
и неизменным или может изменяться по определенной программе,
вводимой оператором вручную или осуществляемой автоматически.
Примером прибора с индикацией первого типа является указа-
тель авиационного гиромагнитного компаса. В этом приборе с по-
мощью специальной кремальеры механизм измерительного устрой-
ства может поворачиваться на различные углы. Если летчик
хочет выдержать какой-либо заданный дуре (при полете по мар-
шруту или при посадке), то он поворачивает механизм указате-
ля на угол, при котором специальный индекс устанавливается
обычно в верхней части шкалы на нужный курс. Задачей летчика
является поддержание направления продольной оси самолета та-
ким, чтобы истинный дуре, имитируемый силуэтом самолета,
совпадал в течение определенной фазы полета с этим же задан-
ным курсом.
Приборы о индикацией второго типа представляют собой ме-
ханические объединение обычного измерительного прибора (высо-
томера, указателя скорости, вариометра) с устройством, указы-
вающим на той же шкале заданное значение параметра, устанав-
ливаемое по желанию летчика или автоматически в' соответствии
с планом полета. Такие приборы могут быть использованы и на
маршрутном полете, и при взлете, и посадке, т.е. при выполне-
нии программных фаз атмосферного полета.
Для измерения величины рассогласования измеряемого значе-
ния параметра с заданным приборы с круглыми шкалами оказывают-
ся мало пригодными (например, трехстрелочный высотомер стал
бы шестистрелочным прибором, слишком сложным для восприятия);
цифровая индикация также недостаточно эффективна, поскольку в
цифровых приборах при определении отклонения (рассогласования)
оператору пришлось бы слишком сильно рассеивать свое внимание
и ецу было бы трудно сосредоточиться для быстрой реализации
действий, диктуемых цифровыми командами, особенно при дефи-
ците времени.
В связи с увеличением количества контролируемых парамет-
ров и дефицитом места на приборной доске применяют комбини-
рование в одном корпусе нескольких измерительных систем. Это
не только позволяет экономить площадь на приборной доске,
но и уменьшает время на чтение и восприятие показаний приборов.
162
Это время определяется по формуле
А"	А"
Тн = Х &tLnL + Хд Г; П'1 +4 ts .
t = 7	1=1
где А - количество приборов (стрелок, индексов, и др.);
- периодичность контроля - число наблюдений прибора (стрелки,
индексы и др.); величина уменьшается с увеличением сте-
пени автоматизации системы управления; Ati - время, не-
обходимое для оценки показаний прибора; 4 T-L - время, не-
обходимое для перевода взгляда с одного прибора на другой.
Величины Д tb , ДТ-Ь уиевьшатся при комбинировании при-
боров в одном корпусе; Л ts - спонтанная отвлекаемость
оператора.
В случае нормальных режимов полета стрелки на циферблатах
комбинированных приборов располагаются обычно в легко запо-
минаемой конфигурации (крест, буква "Т", перевернутая буква
"Т", горизонтальные или вертикальные линии и др.). В случае,
отклонения параметра от нормы привычно и легко усваиваемое
расположение стрелок, естественно, нарушается, что и привле-
кает внимание летчика. Комбинирование осуществляется в виде
двух-, трех-, а иногда и четерехотрелочных приборов.
Наиболее целесообразно объединять в одном корпусе приборы,
предназначенные для контроля параметров, которые:
относятся к одному контролируемому объекту (например, од-
ному авиадвигателю);
используются совместно при выполнении полета или отдельных
его эволюций;
имеют аналогичное или сходное значение.
В ряде случаев разрабатываются целые комбинированные при-
борные системы. Сигналы отдельных датчиков поступают в вычи-
слительные устройства, где они обрабатываются и сравниваются
с заданными значениями параметров. Выходные сигналы вычисли-
теля выдаются указывающим приборам, по которым оператор сразу
может видеть, в каком состоянии находится система и какие
действия он должен предпринять для выполнения заданного плана
полета.
В качестве примера приведем прибор для обобщенного контроля
режимов работы авиадвигателя, предложенный проф. В.А.Боднером.
Режим работы авиадвигателя характеризуется определенной
совокупностью параметров: мощностью, тягой, термической и ме-
ханической напряженностью, экономичностью, приемистостью. Ре-
жим можно оценивать по значениям отдельных параметров режима.
Однако определение режима по совокупности отдельных параметров
163
отнимает у экипажа много времени и создает ненужную загрузку
летчика.
Намного проще оценивать работу двигателя по одноцу прибо-
ру, дающецу обобщенную оценку работы двигателя. Этим обобщен-
ным параметром может быть специальная функция режима, состав-
ленная на основании изучения взаимосвязей отдельных парамет-
ров режима работы двигателя и воспроизводимая специальным
вычислителем прибора, функция режима еоть функция параметров
работы двигателя, однозначно определяющая режим двигателя и
принимающая недопустимые значения при опасных нарушениях рабо-
ты двигателя.
В отдельных случаях комбинированный прибор контроля рабо-
ты авиадвигателя мог бы быть градуирован в обобщенных режимах,
например холостой ход, крейсерский режим, номинальный режим,
взлетный режим, форсажный режим. Такой прибор мог бы быть вы-
полнен на базе использования специального вычислителя и дат-
чиков скорости вращения вала двигателя, температуры выхлопных
газов, расхода топлива, тяги двигателя или крутящего момента
на валу.
Комбинированные приборы, выдающие оператору информацию в
обобщенном виде, не только повышают точность управления, но и
во многих случаях вообще определяют саму возможность надежно-
го управления оператором той или иной системой.
По характеру применения показа-
ний приборов информационные модели разделяются
на две большие группы - управления и контроля. Однако в неко-
торых моделях информация от отдельных приборов может использо-
ваться как для контроля управляемого процесса, так и для уп-
равления этим процессом. Например, измерители давления и тем-
пературы топлива авиадвигателей мотут быть отнесены к контроль-
ным приборам, а измерители скорости вращения вала турбоком-
прессора, измерители тяги - к приборам управления и контроля.
По виду шкал приборов различают ин-
формационные модели, имеющие приборы с круглой, вертикальной,
горизонтальной, цифровой, знаковой, графической шкалами, а так-
же со шкалой с нанесенной мнемосхемой.
Наиболее широкое распространение получили приборы с круг-
лой неподвижной шкалой и вращающейся стрелкой. Направление вра-
щения стрелки обычно выбирается так, чтобы при увеличении зна-
чения измеряемого параметра стрелка прибора вращалась по на-
правлению часовой стрелки. Иногда применяют поиборы с непод-р
вижной шкалой и подвижным индексом, но они не получили широ-
кого распространения.
164
В последнее время в связи с увеличением количества конт-
рольных приборов и ограниченной площадью приборной дооки
стали применяться приборы с вертикальными и горизонтальными шка-
лами, занимающие меньше места на приборной доске. Кроме того,
такие шкалы очень удобны для отсчета некоторых параметров. На-
пример, очень легко отсчитывается высота полета на приборах с
вертикальной шкалой и особенно хорошо воспринимается тенденция
самолета к уменьшению или увеличению высоты. Приборы с гори-
зонтальной шкалой очень удобны для индикации дальности до це-
ли, скорости полета и т.п.
Приборы с вертикальной ленточной шкалой показывают теку-
щие и командные значения параметров режима полета. На прибор-
ной доске их размещают так, чтобы индексы текущих значений нахо-
дились на одной горизонтальной линии с силуэтом самолета
авиагоризонта. Такой "линейный" принцип индикации в сочетании
с подвижными командными индексами позволяет летчицу легче вос-
принимать качественные и количественные результаты операций
управления, требуемые для выполнения поставленной задачи.
Ленточные приборы обладают дополнительным достоинством в том
отношении, что их диапазон измерений не Фиксирован и может рас-
ширяться о расширением параметров самолетов и двигателей.
В приборах с неподвижными круглыми, горизонтальными и вер-
тикальными шкалами длина имеет ограниченный размер, определяе-
мый рядом конструктивных соображений. При измерении параметров,
диапазон изменения которые весьма широк (например, высота по-
лета, скорость полета и т.д.), ограниченный размер шкалы при-
водит к тоцу, что точность отсчета измеряемого параметра зна-
чительно ухудшается. Точность отсчета можно увеличить переклю-
чением масштаба шкал или применением многострелочных приборов,
приборов с ленточными подвижными шкалами и приборов с барабан-
ными счетчиками.
Стрелочные приборы весьма удобны для наблюдения их перифе-
рическим зрением в отличие от ппиборов со счетчиками.
В приборах с ленточными шкалами применяется шкала в виде
"бесконечной" ленты, перемещение которой наблюдается в прямо-
угольном окне лицевой части прибора. Сам прибор в этом случае
значительно увеличивается по длине.
Шкалы измерительных приборов могут иметь как равномерную
оцифровку и цецу делений, так и неравномерную. Наибольшее пред-
почтение обычно дается равномерным шкалам, однако в ряде слу-
чаев устанавливаются неравномерные шкалы - затухающие (логариф-
мические), расширяются шкалы с "подавленным” нулем и др. Ха-
рактер шкалы зависит от диапазона измеряемого параметра, рабо-
165
чего (основного) диапазона измерения, требуемой точности из-
мерения параметра в той или иной точке диапазона измерения. На-
пример, для измерителя скорости важнее иметь шкалу с меньшей
ценой деления в диапазоне посадочных скоростей и с большей це-
ной деления на остальном участке шкалы. То же относится и к
измерителю высоты полета - здесь также желательна шкала с раз-,
личной ценой деления. Шкалы градуируются или в абсолютных еди-
ницах или в процентах от максимального значения измеряемой ве-
личины. Приборы с процентными шкалами находят или могут найти
применение для измерения скорости вращения главного вала авиа-
двигателя, запаса топлива, а также давления и температуры в
системах авиадвигателя.
На самолетах применяются также высотомеры и указатели ско-
рости с двумя или тремя стрелками, для каждой из которых цена
деления одной и той же шкалы является разной.
Как показывает опыт, многострелочные приборы, позволяющие
увеличить точность отсчета, обладают одним неприятным свойст-
вом: процент ошибочных отсчетов по ним значительно возрастает
по сравнению с однострелочными приборами. Особенно это замет-
но в тех случаях, когда измеряемый многострелочным прибором па-
раметр резко изменяется.
Сравнительные данные об использовании летчиками приборов
с различными шкалами приведены в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Влияние различных шкал приборов
на качество считывания их показаний
Характеристики считывания показаний приборов	Обычный трех- ст^елоч- указа- тель	Указатель с одной стрелкой и цифро- вым счет- чиком	Указатель с верти- кальной ленточной шкалой	Цифро- вой счет- чик
Количество ошибочных отсчетов, %	15,9	3,5	0,3-1,3	0,6
Количество ошибок при отсчете высот до 30 мм и более, %	13,1	0,9		0,6
Количество ошибок при отсчете высот до 300 м и более, Ч	П,7	0,7		0,4
Среднее время осмысли- вания отсчета, о	?,1	1,7	I,3-2,3	Меньше
166				0,1
Процент ошибочных считываний показаний с приборов, имеющих
различную' конфигурацию и конструкцию шкал, составляет: для
счетчика 0,5%, круглой шкалы 10,9%, полукруглой 16,6%, гори-
зонтальной 27,5% и вертикальной 35,5%.
Для статических условий или для измерения медленно изменяю-
щихся параметров наибольшее распространение в авиации получили
приборы с барабанными счетчиками. В них точность отсчета выше,чем
в однострелочных приборах. Однако при быстром изменении измеряе-
мого параметра количество ошибочных отсчетов увеличивается, и
оно будет больше, чем при отсчете по одноотрелочным приборам.
Это объясняется тем, что летчик, используя стрелочный прибор,
имеет возможность определять по нецу не только величину измеря-
емого параметра, но и тенденцию изменения его (первую производ-
ную) и даже вторую производную от этого изменяющегося параметра.
Естественно, это дает дополнительную информацию о данном пара-
метре, что нельзя получить от барабанного счетчика, выдающе-
го фактически дискретную (прерывистую) информацию только о
величине измеряемого параметра.
В сложных системах управления оператор может обращаться к
приборам не постоянно, а дискретно.
При использовании стрелочных приборов (или приборов с под-
вижными индексами) требуется больший период дискретности, чем
в случае применения индикаторов типа цифровых счетчиков, и в
этом отношении стрелочные приборы лучше счетчиков. Согласно
теореме В.*.Котельникова известно, что если наблюдаемая опера-
тором функция с конечной длительностью не содержит частоты вы-
ше F , то она может быть определена величинами ее ординаты
не во всех, а лишь в ряде точек, отстоящих одна от другой на
расстояниях Т = 1/2 F , которые являются промежутками време-
ни между ее дискретными наблюдениями.
Таким образом, если оператор воспринимает только мгновен-
ное значение наблюдаемой функции, то дискретность наблюдения
определяется однозначно и время между очередными наблюдениями
не должно быть больше или меньше Т = 1/2 F . Менее частое
наблюдение за показанием прибора сопровождается потерей инфор-
мации, а более частое наблюдение является для оператора излиш-
ней затратой времени и усилий. Иными словами, функция конеч-
ной длительности t с ограниченным спектром F определяет-
ся т ~ ZFt ординатами.
Однако оператор способен воспринимать не только самое зна-
чение регулируемого параметра. Он может определить также по-
ложение (которое соответствует ординате), скорость (первую
производную по времени) и в ряде случаев даже ускорение (вто-
167
рую производную по времени, характеризующую быстроту нараста-
ния или уменьшения наблюдаемого параметра).
В таких случаях теорема В.А.Котельникова может быть рас-
ширена. Когда к дискретным значениям измеряемой функции при-
бавляется только первая производная, для интервала Т дискрет-
ности наблюдения получается довольно простое выражение в виде
Т =1/ F , т.е. в два раза больше, чем при наблюдении только"
самого значения функции.
Добавление каждой последующей производной позволяет уве-
личивать временной интервал между дискретными значениями до
величины T=(k + 1)/2F	, где А - есть порядок
высшей производной, когда для каждого дискретного значения на-
блюдайся все производные низшего порядка. Кроме того, период
Т является дискретно возрастающей функцией числа наблюдаемых про-
изводных. Таким образом, если оператор определяет только ампли-
тудное значение и вторую производную измеряемого параметра, то
период дискретности наблюдения остается равным 1/F = Т-
Следует иметь в виду, что теорема В.А.Котельникова дает
достаточное, но не (необходимое число отсчетов; для периоди-
ческих функций с периодом Тп и длительностью t , напри-
мер, достаточно взять лишь ( 2Ft/Гп + 1	) независимых
чисел.
Таким образом, дискретность обращения к приборам или пери-
одичность контроля в процессе управления должна быть согласо-
вана с частотой изменения регулируемого параметра, измеряе-
мого этим прибором. Это необходимо учитывать при разработке
систем управления самолетов для различных условий их работы.
Если, например, периодичность контроля параметров продоль-
ного движения самолета неизменна и больше частоты длинноперио-
дических колебаний, то при возрастании скорости полета ошибки
в угле наклона траектории увеличатся примерно пропорционально'
скорости, а ошибки по высоте - примерно пропорционально квад-
рату скорости; отклонения скорости полета остаются примерно
постоянными и увеличиваются лишь при возрастании тяговоору-
женности.
Есжи же, как зто имеет место в действительности, периодич-
ность контроля уменьшается обратно пропорционально скорости
полета, оставаясь больше частоты длиннопериодических колебаний,
то ошибки в угле наклона траектории растут приблизительно про-
порционально квадрату скорости, а по высоте - скорости в чет-
вертой степени. В таких системах управления должны использо-
ваться приборы, позволяющие увеличивать периодичность кон-
троля указанных параметров полета.
168
Фактические данные показывают, что в реальном полете име-
ется значительная вариативность в периодичности наблюдения пи-
лотажно-навигационных приборов при контроле реазшов полета
(среднее время):
Авиагоризонт.....0,98 с	Высотомер ..».....6,91 с
Вариометр  ......1,75 с	Указатель скорости 7,0 с
Компас ..........6,23 с
Для оперативного отображения воздушной обстановки от одной
или нескольких радиолокационных станций на командных и дис-
петчерских пунктах широкое применение получила знаковая ин-
дикация (электронно-лучевая трубка). В последнее время
электронно-лучевые трубки начинают применяться в самолетном
оборудовании в тех случаях, когда на самолете имеется ЦВМ.
При атом на трубке осуществляется радиолокационная (а также
и цифровая) индикация в наглядной, легко читаемой форме, вос-
производятся необходимые летные данные, команды с земли и
другие сведения. Скорость и точность опознавания цифр и зна-
ков зависят от их формы, яркости, а также освещенности окру-
жающего пространства.
Графическая индикация - экономный споооб передачи инфор-
мации в виде диаграмм, графиков, номограмм, которые позволяют
переводить почти любые измеряемые величины, а также непосред-
ственно наблюдаемые зависимости между ними в пространственную
схецу, доступную зрительному восприятию. Графическое изобра-
жение не является изображением в подлинном смысле слова, по-
скольку свойства объектов и процессов в нем не воспроизводя-
тся. Здесь информация передается оператору в форме своеобраз-
ного "пространственного кода". Пространственное кодирование
является специфическим средством передачи информации, которая
сообщается в форме символов. Сигналами тех или иных характери-
стик процессов служат геометрические фигуры, в свойствах кото-
рых природа изображаемых процессов воспроизводится лишь услов-
но. Вместе с тем способ восприятия пространственного кода
имеет много общего с восприятием изображения. Переработав ин-
формацию, человек оперирует известными пространственными обра-
зами. При этом появляется возможность решения сложных матема-
тических задач на урювне образного мышления.
Перспективным видом индикации являются также мнемосхемы,
которые в отличие от обычных приборов обладают лучшей нагляд-
ностью. Мнемосхемы должны давать наглядное представление о
прюхождении процесса и предупреждать оператора о возможности
осложнений в том или ином звене управляемого процесса (налри-
169
мер, индикация работы автоматических систем, индикация дозы
и мощности радиации).
По характеру кодирования инфор-
мации ИМ разделяются на две основные группы:
с символической (условной) индикацией;
с изобразительной (картинной, наглядной индикацией, вклю-
чая аналоги визуального полета).
Примером измерительных приборов с символической индикаци-
ей являются все стрелочные приборы, у которых стрелка переме-
щается, отражая изменения, происходящие с объектом или о из-
меряемым этим прибором каким-либо параметром объекта. Пока-
зания этих приборов являются далеко не совершенными, так как
они требуют перестройки рефлексов оператора. Для успешного
использования таких приборов необходимо длительное обучение
оператора, а для поддержания квалификации - повторные и неод-
нократные тренировки.
Прибором с изобразительной индикацией является прибор в
виде модели, воспроизводящей картину, видимую из летящего само-
лета (рис.5.8).
Примерами приборов с изобразительной индикацией являются
авиагоризонты и измерители курса (плановые приборы) не са-
молетах.
Значение высоты передается величиной диаметра светового
пятна на экране: чем выше объект наблюдения, тем меньше раз-
мер пятна; иногда для этих целей используются радиальные линии,
длина котовых соответствует высоте объекта.
Рис.5.8. Индикация положения самолетов на экране электронно-лу-
чевой трубки:
.а - горизонтальный полет по заданному курсу; б - правый крен;
в - горизонтальный полет под углом к заданному курсу; г - верти-
кальное пикирование; д - полет на малой высоте; е - полет на боль-
шой высоте
170
Одним нз возможных способов повышения качества контроля
внешней обстановки в полете является применение систем о пано-
рамной индикацией (телевизионные установки с ЭШ). Такие си-
стемы позволяют получать и накапливать навигационные данные и
дцухую информацию о ходе полета, формировать необходимые сиг-
налы управления для изменения дурса палета, данные о выходе
на намеченный ориентир и др.
В связи с ростом скоростей полета для обеспечения летчшу
более быстрого восприятия информации (как установлено, на каж-
дый час полета с большой скоростью приходится в 3-8 раз больше
измерений, чем при полете с малой скоростью), существенного
убыстрения переработки информации, точного управления в труд-
ных условиях при переходе от полета по приборам к визуальному
полету и наоборот, при отвлечении внимания оператора на выпол-
нение других задач, при его утомлении, при длительном контроле
автоматических бортовых систем требуется применение новых ти-
пов индикации параметров полета в информационной модели. Для
этих целей фирмы разрабатывают индикационные системы, постро-
енные по принципу " head-up " ("смотри вперед"). В та-
кой системе на переднее стекло кабины проецируются показания
авиагоризонта и директориях указателей об основных параметрах
полета (высоте, координатах места нахождения самолета, откло-
нении от глиссады, планировании, скорости полета). Летчик ви-
дит символическое изображение в виде параллельных линий, кри-
нка и точки (рис.5.9 и 5.10).
Для облегчения работы летчика требуется автоматизировать
процесс подачи информации, необходимой для управления самоле-
том в полете. Для этого разрабатываются устройства, позволяю-
щие летчику одновременно видеть общую картину полета и основ-
ные данные о положении самолета в воздухе и отклонении от кур
са. Принцип работы подобных устройств заключается в следующем.
Первичные сигналы сначала поступают в вычислительные уст-
ройства, а затем в генератор, /преобразующий их в "пиоьмендую"
форму для небольшого телеэкрана. С экрана информация переда-
ется на переднее стекло кабины. При этом летчик может одина-
ково резко видеть и полетные данные и местность, над которой
он пролетает. Это так называемая система с индикатором на ли-
нии зрения летчика. В состав ее входит коллиматорная* головка.
Коллиматорная головка располагается в кабине над головой
летчика или в верхней части приборной доски. .С помощью особо-
*Коллиматором называется оптическое устройство для получения
пучков параллельных лучей, состоящее из объектива или зеркала
и помещенного в его фокальной плоскости освещенного предметя,
Рис.5.9. Устройство индикатора на лобовом стекле:
I - зеркало; 2 - глаз летчика; 3 - частично посеребренное стекло;
4 - линзы; 5 - электронно-лучевая трубка
Рис.5.10. Конфигурация основных меток индикатора на лобовом стекле'
I - метка горизонта; 2 - курсовая метка; 3 - метка дорожки; 4 -
прицельная точка; 5 - метка отклонения; 6 - метка траектории по-
лета; 7 - командная метка; 8 - шкала высоты; 9 - указатель воз-
душной скорости
го экрана она позволяет получить спроецированную оптическую пано-
раму, состоящую из линии иоздсотвенного горизонта, сетки тан-
гажа, шкал и индексов отсчета текущих значений курса, высоты и
скорости полета. Специальные световые индексы указывают поло-
жение курсо-глиссадных зон, а. командный моноиндекс определяет
характер директорного пилотирования.
£ поле зрения летчика постоянно находится своеобразная све-
товая приборная доока. Через нее он может вести и обычное
наблюдение за внекабинным пространством. При этом рабочая поза
летчика (положение головы, направление взгляда и пр.), свой-
172
ственная посадке в визуальных условиях, сохраняется при любых
метеорологических условиях как днем, так и ночью.
Такой вид индикации позволяет применить на посадке новый
метод приборного пилотирования, в котором инструментальная ин-
формация удачно сочетается с визуальной. Простота и надежность
визуального полета дополняются непрерывным приборным контролем,
обеспечивающим точное управление самолетом. Вследствие этого
полет в визуальных условиях приобретает строгий инструменталь-
ный характер. Возрастает точность пилотирования на предпоса-
дочном снижении благодаря более высокой чувствительности и
лучшей читаемости пилотажных шкал коллиматора по сравнению со
шкалами обычных приборов, так как хорошие контрастность и
четкость изображения не зависят от времени суток. Изображение
может автоматически поворачиваться в соответствии с углом сно-
са во время захода на посадку так, что, смотря через переднее
стекло сквозь изображение, летчик видит ВПП или посадочные
огни, если даже он смещен относительно оси самолета.
Необходимо отметить, что хотя рассмотренная нами класси-
фикация элементов сенсорного поля ИМ является достаточно пол-
ной, она не может считаться исчерпывающей, поскольку эти модели
(вместе о системами) бурно развиваются и видоизменяются.
5.3,	Сцгнализато?ы в системах отображения
Все ситуации, которые могут потребовать сигнализаций, мож-
но подразделить по степени важности на следующие:
"опасные", которые требуют немедленного привлечения внима-
ния и мгновенной реакции действием;
"требующие внимания", за которыми должна следовать быст-
рая реакция; 
"требующие предупреждения", к которым должно быть привле-
чено общее внимание, чтобы не допустить в будущем выхода их
из допустимых пределов.
Сигнализаторы бывают большей частью светового, а иногда и
звукового типов. Сигнализаторы могут быть: привлекающими (если
сигнал-лампочка загорается около прибора); предупреждающими
(если появляется сигнал с указанием, что именно неблагополуч-
но); направляющими (если сигнал адресует оператора к конкрет-
ной группе приборов или определенному рычагу); оповещающими
(если сигнал имеет содержание, адекватное происшедшему событию,
например: "Нет горючего"); командными (например: "Выпусти шас-
си", "Убавь газ" и т.п.).
Разработка сигнализационной системы начинается с анализа
возможных последствий сигнализируемых отказов и требующихся
Т73
корректирующих действий в каждых конкретных обстоятельствах,
Затем все обстоятельства, следует расположить по степени важ-
ности последствий . К особо важным следует отнеоти: пожар,
выработку топлива из расходных баков, потерю напряжения на
аварийной шине постоянного и переменного тока, падение давле-
ния в кабине, возникновение условий для наступления срнвных
режимов полета, превышение максимально допустимой скорости,
положение шасси, правильность протекания процессов взлета
и посадки по ряду параметров.
К менее важным могут быть отнесены: низкое давление топли-
ва, низкое давление масла, высокое давление в топливных филь-
трах, малый запас рабочего тела в системе пожаротушения, от-
ключение генераторов электроэнергии, отсутствие напряжения на
главной шине, неисправность или отказ противообледенительной
системы, падение давления в гидросистеме.
Световые сигнализаторы отличаются по цветности. Наиболее
широко цветовое кодирование применяется для передачи сигналов
об опасных режимах работы или аварийной ситуации в той или
иной системе управления. Сигнализаторы красного света опове-
щают об опасности; если же опасность сопряжена еще с аварий-
ной ситуацией, то применяется проблесковый, "мигающий" красно-
го цвета сигнализатор (с частотой вспышек до 4 Гц с возможным
варьированием частоты для кодировки). Сигнализатор желтого
цвета - уведомляющий; сигнализатор зеленого цвета фиксирует
нормальное состояние объекта или нормальное течение процесса
(иногда для этого случая применяют и сигнализаторы белого цвета).
Световые сигнализаторы обычно объединяются в группы и раз-
мещаются на приборных щитах в специальных табло. Однако экспе-
рименты показали, что при подаче 5-6 сигналов на одно сигналь-
ное табло привлекающий эффект других сигналов, цадает. Загора-
ние аварийного или особо важного сигнала на фоне многих других
сигналов может вызвать замедленную реакцию оператора. Позтоцу
при построении системы сигнализации с большим количеством сиг-
нализаторов целесообразно их размещать в отдельные сигнальные
табло по функциональному признаку. повышения надежности
рекомендуется устанавливать параллельно по две сигнальные
лампы для каждого сигнала.
Проведенными инженерно-психологическими исследованиями в
авиации установлено, что надежность летчика, его точностные
характеристики в значительной степени зависят от взаимного
расположения сигнализтора и прибора, к которому отсылается
сигнал. Эксперименты проводились на имитаторе, который был
оборудован сигнализацией отказов двух вариантов. В первом
174
варианте имитатор содержал специальное табло, зажженные лам-
почки с надписью которого отсылали летчика к прибору, по ко-
торому он должен контролировать режим полета и на основании
показаний которого должен переходить с автоматического, на
ручное управление. Имитатор, оборудованный по второму варианту,
содержал лампочки с такими же подписями, но уже встроенные в
приборы, непосредственно к которым отсылала надпись.
Установлено, что при втором варианте сигнализации надеж-
ность действий летчика при отказах выше, чем при равноценном
в техническом отношении первом варианте сигнализации (табл.5.3).
Повышение эффективности управления при втором варианте
сигнализации отказов объясняется тем, что встроенные сигналы,
расположенные непосредственно у прибора управления, не только
экономят время путем сокращения частоты и маршрутов перенесе-
ния взгляда, но и облегчают осмысливание сигнала, увеличивают
значимость показаний прибора управления, уменьшают потребность
в получении дополнительной информации, число и время пробных
движений летчика, увеличивающих степень отклонения параметров
полета.
Во время снижения и захода на посадку возможны столкновения
самолета с возвышенноотями. Для предотвращения таких столкно-
вений используется световая сигнализация. Желтые сигналы из-
вещают о близости земли, краоные - о наличии препятствия непо-
средственно на пути самолета на заданных расстояниях.
Звуковые сигнализторы мотут быть источником звука, по-
стоянного по высоте тона (сирены) или изменяющегося тона (на-
пример, в сигнализаторе опасной высоты при снижении самолета
ниже опасного уровня тон звукового сигнала понижается, при
повышении высоты тон повышается). Звуковая форма передачи ин-
формации предпочтительна, как правило, в ситуациях, когда не-
обходимо передать"ограниченное количество информации, а также
тогда, когда зрительный анализатор оператора или сильно загру-
жен или функционирует неудовлетворительно.
Таблица 5.3
Сравнение параметров полета
при использовании двух вариантов сигнализации
Параметр	Вероятность выхода значений пара- метров за допустимые пределы	
	Вариант I	Вариант 2
Курс при пооадке	0,54	0,04
Глиссада	0,38	0,24
Крен	0,05	0,01
Вертикальная скорость	0,59	0,16
175
В качестве сигнальных устройств мотут использоваться зум-
меры, звонки, сирены, генераторы тональных сигналов, записан-
ные на магнитную ленту/ словесные команды и др.
При разработке систем сигнализации следует избегать при-
менения звуков, которые похожи на сигналы от связных и
радионавигационных станций. Громкость предупредительных сиг-
налов должна быть на Ю дБ выше максимальной громкости щума •
на рабочем месте, но не выше ПО дБ.
При проектировании систем сигнализации, в которых преду-
преждение производится словесными командами, рекомендуется
тщательно подготавливать тексты команд и сокращать их продол-
жительность до 15 с. Сначала должно быть названо отказавшее
устройство, а потом признак неисправности. В системах, обслу-
живаемых цужчинами, предупреждения и команды следует давать
женским голосом, так как способствует привлечению внимания
работающих. Для обеспечения приоритета более важных команд
над менее важными в системах словесной сигнализации должны
быть логические устройства, которые при одновременом возни-
кновении сигналов о нескольких аварийных ситуациях выбирали
из них прежде всего наиболее важные.
Разработана система, извещающая о шести главных и шести
второстепенных аварийных ситуациях. Главные сигналы в момент
аварии как бы "перекрывают" сигналы об остальных авариях (ес-
ли они возникли ). Например, при пожаре двигателя многократно
повторяются в телефоне (обычно женским голосом) два слова
"Пожар двигателя". Извещения об отказах второстепенных систем
в это время не будут поступать экипажу. Если главные и второ-
степенные отказы происходят одновременно, то менее важные из-
вещения задерживаются, пока не будет ликвидирована первооче-
редная авария. Если одновременно происходят две и более аварии
то извещения о них чередуются.
Эффективность сигнализаторов благодаря их привлекающему
действию весьма высока. Для улучшения эффективности и надеж-
ности систем сигнализации необходимо усиление привлекающих
свойств сигналов. В частности, для улучшения привлекаемости
аварийных и предупреждающих сигналов их следует делать пробле-
сковыми в начале своего действия с переходом на постоянное го-
рение после ответной реакции оператора. Все сигналы, незамед-
лительно требующие ответного действия, целесообразно дублиро-
вать звуковыми сигналами. Все критические параметры должны
сигнализироваться световыми или звуковыми сигналами. Весьма
перспективной является сигнализация с меняющимся цветным ос-
вещением в зависимости от создавшейся ситуации, а также све-
176
товая сигнализация с музыкальным сопровождением. Сигнализация
этих видов может способствовать созданию эмоционального фона,
наиболее благоприятного для выполнения длительной работы.
Часто цвет сдужит также для обозначения принадлежности
объектов к той или иной группе систем, для отметок критичес-
ких точек на шкалах приборов, для информации с том, работает
или не работает система или ее отдельные элементы. Во всех
перечисленных в данном разделе случаях световые сигналы ис-
пользуются для контрольного чтения. Цветовое кодирование ока-
зывается эффективным и в тех случаях, если требуется качест-
венное чтение индикаторов. Целесообразно, например, использовать
именно изменение насыщенности цветового сигнала для передачи
информации, о направлении изменений регулируемых процессов.
Таким образом, цвет, используемый в качестве алфавита
сигналов, может представлять собой весьма эффективный тип ко-
дирования информации. Следует отметить, что при разработке
цветового кода необходимо учитывать закономерность цветового
зрения и те условия, в которых оно осуществляется.
В качестве индикационных символов используются цвет, раз-
меры, количество, длина и толщина линий и т.д. Дифференциро-
ванное использование указанных индикационных символов стало
особенно важным в последнее время, когда сигнализаторы объе-
диняются в специальные табло, несущие информацию о состоянии
не только отдельных элементов, но и системы в целом.
5.4.	Тучные органы управления
сенсомоторного поля информационной модели
После принятия оператором решения наступает заключитель-
ный этап цикла управления - исполнительные действия оператора.
В большинстве сдучаев оператор на самолете производит двига-
тельные реакции: нажимает кнопки или передвигает рычаги, вклю-
чает, переключает или выключает аппаратуру. Кроме того, органы
управления на самолетах используются для последовательно пов-
торяющихся движений (штурвал управления, ключ радиста), для
дозированных движений при настройке и регулировке аппаратуры
и др. Хотя сами по себе эти движения сравнительно просты, од-
нако вся сложность исполнительных действий зависит от их ре-
гуляции со стороны центральной нервной системы оператора.
Выходные "сигналы" оператора, необходимые для работы си-
стем управления, как правило, создается сжатием и расширением
мускулов и прилагаются в виде усилий к органам управления.
Как уже отмечалось, усилия, создаваемые мускулами спины и ног.
177
кратковременно могут достигать сотен килограммов, а усилия
рук - сорока килограммов.
Главными органами управления на самолете являются ручка
(штурвал) управления, педали и ручка управления двигателем.
Кроме того, на самолетах имеется еще большое количество кно-
пок, выключателей, "штурвальчиков" и других органов управления.
Реакция органов управления на приложенную оператором силу
зависит от динамических овойств органа управления. Если, на-
пример, ручка управления, на которую действует сила, упруго
связана с неподвижными элементами, то ее перемещение пропор-
ционально приложенной оиле. Если ручка управления связана через
демпфер с неподвижными элементами, то ее перемещение пропорци-
онально интегралу от приложенной силы^ Наконец, при инерцион-
ной связи ручки управления ее перемещение пропорционально вто-
рому интегралу от приложенной силы.
С "выхода" оператора как "звена” системы управления через
кинестезические рецепторы подается информация в центральную
нервную систему, которая сигнализирует о степени деятельности
Мустолов эффекторных органов. Это свойство аналогично обратной
связи, позтоцу оно получило название кинестезической обратной
связи. Если бы не было этой обратной связи, то рассматриваемое
звено обладало бы интегрирующими свойствами.
Одним из важных требований, предъявляемых к рычагам, вклю-
ченным в систему управления с участием оператора, является со-
гласование направления движения органа управления с направле-
нием перемещения подвижного индекса на приборе, контролирующем
изменение параметра, управляемого данным органом.
Эффективность деятельности оператора в значительной степе-
ни зависит от совместимости направлений перемещения показываю-
щего устройства и движений органа управления. Известно, что
причиной 17% ошибок летчиков в США является неправильная ин-
терпретация направления движения показывающего устройства. Осо-
бенно это заметно, когда оператор работает обеими руками, с
высокой скоростью и в ситуации стресса.
Многочисленными экспериментами установлено, что должны .вы-
полняться следующие мнемонические правила:
при движении рычагов вперед, вправо, вверх, от себя - ин-
дексы приборов должны перемещается по часовой стрелке, слева
направо, снизу вверх;
при движении рычагов назад, влево, вниз, на себя - индексы
должны перемещаться против часовой стрелки, справа налево,
сверху вниз.
Система органов управления должна быть организована так,
чтобы их совместное использование обеспечивало не только выпол-
178
некие задачи, но и удобство манипулирования с учетом логики
двигательных маршрутов оператора - относительной значимости,
частоты и последовательности работы с ними, их роли в критиче-
ских ситуациях, а также ряда других факторов, таких, например,
как функциональная асимметрия рук (правая рука, как правило,
сильнее левой).
Органы управления должны быть легко опознаваемы и различимы
при помощи определенных внешних признаков, таких, например,
как форма, величина, местоположение, цвет и т.д. Ошибки в опо-
знавании огранов управления часто становятся причиной несчаст-
ных случаев. Так, в американских ВВС в годы второй мировой
войны только ошибки в опознавании двух рычагов на одном из
типов боевых самолетов вызвали за 22 месяца 400 несчастных слу-
чаев. В связи с этим американские' психологи выработали набор
легко опознаваемых по форме рукояток для рычагов управления
(рис.5.II). Желательно, чтобы форма органов управления имела
смысловое значение, т.е. напоминала их функцию: например, ры-
чаг выцуска шасси самолета следовало бы сделать в форме коле-
са, рычаг управления закрылками - в форме крыла и т.д. -Правда,
это требование на современных самолетах не всегда выполняется
в полном объеме.
Форма органов управления должна быть согласована с теми
задачами, которые выполняет оператор. Например, у четырех-
двигательного самолета перед посадкой необходимо сбавлять мощ-
ность внутренних двигателей (для гашения скорости). Когда рычаг
гй управления двигателем (РУД) всех двигателей были одинако-
выми, иногда возникали ошибки при снижении мощности (убавля-
лась мощность не тех двигателей). Этого удалось избежать, ко-
гда два средних РУД были выполнены большей высоты чем край-
ние и когда были применены ручки различной формы.
Органы управления должны быть построены и расположены та-
ким образом, чтобы нужный эффект мог осуществляться одним
единственным путем; Если к тому нет особых причин, следует
избегать альтернативных способов выполнения операций. Должна
быть обеспечена оптимальная эффективность при использовании
органов управления в определенных целях с учетом их величины,
формы, пропорций, движений и вызываемых ими ощущений давления.
Необходимо обеспечивать экономию рабочих движений оператора,
отсеивать те, которые не являются безусловно необходимыми,
выбирать из возможных наиболее короткие, требующие приложения
оптимальных усилий.
Рассмотрим теперь несколько общих особенностей взаимодей-
ствия оператора с рычагами управления. На первый взгляд квг-
179
равлен?' ^аиболее РаспР°страненная форма рукояток (кнопок) уп-
жется, что наилучшим будет тот орган управления, при переме-
щении которого не требуется преодолевать почти никакого со-
противления. Но в этом случае оператор не чувствует сопроти-
вления и поэтому действует недостаточно точно. Некоторое уве-
личение сопротивления приводит к заметному повышению точнос-
ти управления. Поэтому сопротивление органа управления (так
же, как форма и величина) должно быть рассчитано с учетом
характеристик не только двигательного, но и чувствительного
аппарата руки (или ноги) оператора. Напомним, в частности,
что после введения бустерного управления, снявшего нагруз-
ку с ручки управления и педалей, летчики были недовольны
этим обстоятельством, и для восполнения утраченного "чувства
управления" на самолете были введены специальные механизмы
загрузки ручки управления и педалей.
Таким образом, органы ручного управления, требующие вос-
приятия противодавления элементов объекта управления, следует
обязательно проектировать с учетом критической чувствительно-
сти оператора на различные величины усилий. При этом необхо-
димо исходить из того, что прирост опущения усилий по закону
Вебера-Цехнера кажется оператору одинаковым не тогда, когда
нагрузка увеличивается в одинаковое число раз (при нагрузках
средней силы).
При услиии менее 0,25 Н чувствительность к восприятию дав-
ления у оператора уменьшается, т.е. в этом случае необходима
180
большая различимость величины давления, а при усилии более
0,4 И чувствительность остается практически почти постоянное.
Например, при усилии на рычаги или педали в 2 Н ощущение из-
менения противодавления будет равно 0,12 Н. Экспериментально
установлено, что нецелесообразно допускать уменьшениеПрилага-
емых к рычагам ручного управления усилий меньше 0,25 Н, а к
педалям ножного управления - меньше 0,4-0,51 Н, так как в про-
тивном случае оператор не сможет обеспечить необходимой точно-
сти и определенности в своей работе по управлению системой, не
сможет добиться плавного нажима.
Большое влияние на качество ручного управления системой и
главным образом на время основной настройки оказывает отноше-
ние величины перемещения рычага управления к величине переме-
щения индекса на приборе управления. Время основной настройки
уменьшается с увеличением расстояния, пройденного управляемым
индексом на каждый оборот управляющего механизма. Однако время
более точной настройки увеличивается с увеличением смещения
индекса на один оборот маховика. Оптимум при отношении смеще-
ния индекса на один оборот маховика оказывается равным 1:1,5.
Это отношение оптимально, если требуется точная установка.
Если точность окончательной настройки не так важна, то тогда
выгодно увеличить это отношение так, чтобы быстрее достигнуть
нужного положения с более грубыми допусками. В последнем слу-
чае оптимальным является отношение 6:1. В случае применения ры-
чагов, отклоняющихся вправо-влево (например, для управления по-
ложением индекса на линейной шкале прибора), оптимальное пере-
даточное отношение - смещение индекса по отношению к перемеще-
нию конца рычага будет от 0,25 до 1,3. Для юстировочных рыча-
гов управления оптимальным является передаточное отношение
2,5:1.
Размещение рычагов управления относительно рабочего сиденья
оператора должно быть строго обосновано статическими и динами-
ческими антропометрическими данными человека. Необходимо также
обеспечивать структурное соответствие в расположении органов
управления и сигнализационных (в частности, визуальных) устройств^
а не просто их близкое расположение. Это особенно важно
для оператора при работе в аварийных ситуациях и ситуациях
стресса.
На одном многомоторном самолете сигнальные лампы отказа
двигателей размещались на щите перед бортмехаником, а кнопки
выключения двигателей и установки воздушных винтов во флюгер^-
ное положение (чтобы избежать возникновения отрицательной тяги) -
в другом месте - на потолке кабины. Случалось так,что при воэ-
181
никновении аварийной ситуации член,экипажа ошибочно выключал
исправный двигатель, нажимая не на| ту кнош^, далеко отнесен-
ную от сигнальной лампы. Этого удалось избежать, применяя ком-
бинированные кнопки-лампы вместо раздельных кнопок и ламп. Таким
образом, необходимо придерживаться следующего принципа: инфор-
мацию использовать в том хе месте, где она возникает} место
приложения действия должно совпадать с местом появления сигнала.
Важное значение имеют законы и правила размещения индика-
торов, сигнализаторов и органов управления. От этого зависят
быстрота оценки состояния управляемого объекта и своевременное
определение начала вмешательства в работу системы для приведе-
ния объекта в требуемое состояние.
Размещение составных частей информационной модели на посту
управления машиной должно обеспечить оператору минимум за-
трат напряжения, оптимальный вариант распределения внимания,
максимально возможное время для принятия решения. При этом
необходимо учитывать сравнительную важность элементов инфор-
мационной модели для управления, их значимость, частоту ис-
пользования, алгоритмы деятельности оператора и ряд других
специфических условий взаимодействия оператора с машиной.
Информационная модель машины пока еще не может быть рас-
считана строго аналитически для всех систем, поэтому при ее
создании большое' внимание конструктор должен уделить научно
поставленному эксперименту с воспроизведением (моделирование^,
имитацией) условий рабочей деятельности оператора и характе-
ристик машины. На основе инженерно-психологических исследова-
ний были выработаны основные принципы размещения приборов и
рычагов управления.
Перечисленные ниже принципы конкретизируют общее правило:
сигнальные устройства и органы управления размещаются в соот-
ветствии с логикой деятельности оператора. Здесь должны учи-
тываться функциональная организованность, относительная их
значимость, удобства манипулирования с сохранением заданной
точности, последовательность использования, частота контакти-
рования с оператором, особенности распределения и переключения
внимания, специфика перехода с визуального полета на полет по
приборам (и наоборот) и др.
Приборы и сигнализаторы должны быть размещены на приборной
доске так, чтобы можно было быстро воспринимать и осмысливать
передаваемую приборами и сигнализаторами информацию, чтобы при
выполнении наиболее трудоемких этапов полета по приборам
летчик затрачивал минимальное количество энергии (например,
небольшие и нечастые повороты головы). Кроме того, расположе-
182
ние приборов, используемых при посадке, должно быть таким,
чтобы летчик мог быстро перейти от полета по приборам к визуаль-
ной ориентировке.
Наиболее важные приборы должны располагаться по возможно-
сти в поле центрального зрения летчика, а приборы, служащие в
полете для эпизодического контроля и справок, мохут размещать-
ся в поле периферического зрения.
Для правильного размещения приборов и сигнализаторов при
постройке опытного образца самолета летчики, инженеры и авиа-
ционные врачи (физиологи и психологи) проводят больщую работу
по оценке трудовой деятельности летчика на каждом из этапов
полета. Раньше многие специалисты придерживались мнения, что
размещение приборов (хотя бы самых важных) должно быть стан-
дартизировано для всех типов самолетов. Это, казалось, позво-
лило бы значительно упростить подготовку летчиков к полетам
по приборам и освоение ими новой материальной части. Однако
попытки стандартизировать сенсорное и сенсомоторное поле ин-
формационной модели по разным причинам в большинстве случаев
завершились неудачно. Ведь конструктор, разрабатывая этот
вопрос, сталкивается с противоречивыми требованиями. Одни и
те же источники информации на различных этапах полета исполь-
зуются пр-разноьу, меняется их роль и значерие. На размещение
информационных моделей влияет численность экипажа, специализа-
ция его членов, уровень автоматизации процесса пилотирования.
Множество других факторов отрицательно сказывается на решении
этой сложной проблемы, в связи с чем теоретического ее реше-
ния не существует, а практическое, как правило, является ком-
промиссным.
Поэтому вместо стандартизированного размещения оборудова -
ния иногда придерживаются так называемого типового размещения-
отдельных групп источников информации (рис.5.12) и органов уп-
равления по определенным зонам.
Приборы по степени их важности делятся на группы. Для каж-
дой группы выделяется специальная зона приборной доски, в
пределах которой расположение приборов для каждого нового
типа самолета может несколько изменяться, т.е. могут добавлять-
ся новые приборы взамен устаревших.
Основные пилотажно-навигационные приборы должны быть раз-
мещены на самых удобных для наблюдения частях (зонах) прибор-
ной доски - на левой и центральной, причем в левой части дос-
ки должны размещаться приборы, которые особенно необходимы
при выполнении посадки по приборам. В случае перехода от по-
садки по приборам к посадке визуально такое расположение при-
боров наиболее удачно.
183
Рис.5.12. Расположение основных пилотажно-навигационных"приборов
на приборной доске (по принципу "взгляд вниз" и "взгляд вперед")
Правая часть приборной доски обычно отводится для прибо-
ров контроля за работой авиадвигателя и топливной системы, а
также для приборов, контролирующих крейсерский режим полета.
На нижней части приборной доски размещаются приборы контроля
систем жизнеобеспечения и вспомогательных сиотем.
Типовые зоны на самолете установлены также для размещения
органов управления как самим самолетом, так и отдельными его
системами.
5,5,	Перспективы развития
информационных моделей в аьиодии
Совершенствование конструкции самолета, повышение его лет-
но-технических данных, улучшение экономических показателей
эксплуатационных предприятий гражданской авиации требуют ко-
ренного изменения информационных моделей полета. Тенденции
развития самолетов и их эксплуатации диктуют необходимость
постепенного перехода от разработки частных бортовых информаг-
ционных моделей или их отдельных часте’й к общим информацион-
ным моделям, рассмотрения общих принципов бортовых и наземных
систем информации с точки зрения достижения наибольшей эффек-
тивности процессов эксплуатации, обслуживания и ремонта авиа-
техники, разработки кабины экипажа как единого поста управления.
Этоцу благоприятствует то обстоятельство, что уровень раз-
вития средств сбора и обработки данных значительно возрос.
Современные ЭВМ позволяют работать с быстродействием, значитель-
184
но превышающим скорости:, необходимые для эффективного исполь-
зования данных. Значительно улучшены эксплуатационные качества
записывающих (запоминающих) устройств, устройств передачи (ре-
трансляции), приема (перекодировки), программных "подсказчи-
ков", /устройств записи программы и отклонений от програшш по-
лета. Повышено качество систем связи "воздух - земля - воздух"
для обмена информацией.
В настоящее время стало необходимым подучать бортовую ин-
формацию для усовершенствования методов и форм эксплуатации,
ремонта и обслуживания сложных систем, оценки эксплуатацион-
ных характеристик оборудования (а не только для анализа при-
чин аварий), прогнозирования состояния техники. С созданием
усовершенствованных наземных ЭВМ и связанной с > ними системы
связи появится возможность использовать выдаваемую бортовой
аппаратурой информацию для замыкания всего контура управления.
При этом передача на землю бортовой информации для ее^рбработ-
ки и получение с земли готовых решений (команд, советов), по-
зволит несколько разгрузить экипаж от работы по приему и пе-
реработке информации, что особенно важно для малочисленных
экипажей.
Ниже рассмотрены основные требования к системе информации,,
которым должны отвечать перспективная информационная модель.
Прежде всего ИМ должна выдавать оператору такую информа-
цию, используя которую бн в любой момент времени смог бы не-
прерывно, дискретно или по запросу определять условия работы
самолета, его бортовых систем и их элементов. При переходе от
одного этапа полета к другому оператор должен подучать под-
тверждение, что все необходимое для выполнения этапа полета
оборудование работает нормально. Информационная модель должны
сигнализировать о развитии аварийных ситуаций и помогать
членам экипажа выбирать целенаправленные действия по устране-
нию возникших неисправностей, обеспечивать правильное распоз-
навание неисправностей и давать более точцую оценит их хара-
ктера, повышать эффективность анализа летных происшествий и
аварийных ситуаций.
Бортовая информация должна быть достаточной для того, что-
бы перед прибытием в аэропорт обслуживающий персонал знал,
какие принять меры в случае появления неисправностей (при
оперативном обслуживании или при ремонте). На борту необ-
ходимо определять, отклоняются ли условия работы самолет и
его систем от установленных норм, регистрировать через устано-
вленные интервалы времени данные, определяющие зти отклонения
с использованием логических схем поиска неисправностей. Систе-
185
ма информации должна обеспечивать запись данных и их анализ для
отыскания неисправностей или проверку системы по требованию
экипажа. Необходимо производить запись рабочего времени и ха-
рактеристик работы систем для плановых профилактических осмот-
ров и ремонтов агрегатов и самолета в целом. Система информа-
ции должна обеспечивать передачу на землю сведений о наличии •
неисправностей и результатов анализа с целью их отыскания.
Одной из главных задач системы бортовой информации на са-
молете является проверка определенных характеристик различных
систем для прогноза неисправностей, которые могут возникнуть.
В этой связи необходимо определить характеристики, подлежащие
измерению, величины этих характеристик для прогноза неисправ-
ностей, установить частоту их записей и обработки.
На основе достоверной информации о состоянии бортовых си-
стем принимается решение о своевременном - перед отказом -
снятии неисправных агрегатов с самолета. Это позволит снизить
число задержек валетов, повысить безопасность полетов, умень-
шить стоимость ремонтов, исключить случаи снятия с самолета
исправных агрегатов при поиске причин'отказа системы (обслу-
живание по "фактическому состоянию").
Информация, запасенная на борту самолета, должна содержать
сведения об условиях работы самолета'и его систем. Это позволит
устанавливать реальные пределы работы агрегатов, более полно
использовать их, а также будет способствовать уменьшению, коли-
чества отказов, улучшению конструкции самолета, его систем и
агрегатов последующих поколений.
В регулярных рейсах необходимо фиксировать данные о работе
самолета для проверки уровня подготовки экипажа, качества пи-
лотирования, навигации и управления силовой установкой, ре-
гистрировать маневры самолета, представляющие трудности для
экипажа в полете, информацию о предпосылка:: к происшествиям и
авариях с гжелью включения этих данных в программу будущей под-
готовки на наземных тренажерах.Кроме того, информация должна по-
зволять оценивать работу самолета и его систем с целью выявле-
ния отклонений от установленной методики эксплуатации.
Система информации должна обеспечивать запись о местопо-
ложении самолета, данные по расчету времени вылета и прибы-
тия, хода и выполнения программы полета, связь с системой уп-
равления воздушным движением и системами сигнализации об опас-
ном сближении. Система бортовой информации должна позволять
производить регистрацию и передачу сведений о пассажирах, бро-
нировании и оформлении билетов В' полете, а также обеспечивать
обслуживание и инструктирование пассажиров в опасных ситуациях.
186
Бортовая система приема, сбора, обработки, хранения и
передачи информации должна обеспечивать оценку качества работы
самолета в реальном масштабе времени, что важно не только
для экипажа, но и для наземного персонала, управляющего поле-
том, эксплуатирующего и обслуживающего авиационную технику.
Такая система должна выдавать информацию, представляющую об-
щий интерес и определяющую данные полета (время, текущие ко-
ординаты, количество истраченного или оставшегося топлива, пункт
назначения, отклонение от нормальных условий) и параметры са-
молета.
Для успешного выполнения функций эргатической системой с
участием оператора информационная модёль должна позволять оце-
нивать в каждый момент процесс управления системой в целом; из
всех данных выбирать информацию о критических ситуациях; за-
благовременно прогнозировать надвигающуюся ситуацию, чтобы
заранее продумывать возможные способы коррекции. В качестве
оценки информационной модели можно использовать определение
запаса времени, необходимого оператору для принятия решения
при развитии аварийных ситуаций.
Сложность построения оптимальной информационной модели оп-
ределяется сложностью самих процессов управления в системе, их
быстротечностью и многоканальностью, огромным количеством пе-
рерабатываемой информации. Алгоритмы сложных автоматизирован-
ных эргатических бортовых систем, как правило, труднообозримы
и логически сложны.
Информационная модель должна достаточно проото реализовы-
ваться, наглядно отображать ход процесса управления, быть дот-
статочно чувствительной к упреждению аварийной ситуации, для
своей реализации не требовать значительных логических построе-
ний и не сильно зависеть от конкретного вида объекта, целей и
методов управления. Необходимо продолжить разработки цифровых
управляющих устройств и вычислительных машин для авиации,
электронных индикаторных устройств, новых методов измерения
запаса топлива и индикации располагаемого времени полета, по
определению возможностей использования принципов голографии
для создания принципиально новых авиационных систем отображе-
ния информации, включая объемные индикаторы.
Внедрение металло-окисных кремниевых схем и стекловолокон-
ной оптики может кардинально изменить исполнение в целом бор-
тового приборного оборудования и значительно- повысить его на-
дежность. Однако кроме электронных индикаторов по-прежнецу
будут использоваться обычные стрелочные приборы, а также
комбинированные стрелочно-цифровые индикаторы. Специфические
187
задачи выдвигаются при разработках бортового оборудования
для перспективных самолетов, у которых должны быть объединен-
ные системы управления полетом, силовой установкой, вектором
тяги и навигацией. При решении задач интеграции систем пред-
полагается использовать резервированные системы, построенные
на базе цифровых методов, внедрение которых облегчено созданием
укрупненйых интегральных логических схем, обеспечивающих высо-
кую надежность при невысокой стоимости.
Создание электронно-лучевых трубок яркого свечения и эле-
ктролюминесцентных экранов позволило одновременно представить
на них информацию различного типа (буквенно-цифровую, гра-
фическую и в виде условных знаков), поступающую от различных
источников. В перспективе предполагается заменить всю прибор-
ную доеду двумя-тремя экранами (дисплеями) и несколькими пе-
реключателями.
Современные радиоэлектронные устройства и различные диск-
ретные схемы, применяемые в радиоэлектронике, вычислительной
технике, телевидении, позволяют получить неограниченное коли-
чество сочетаний устройств представления информации оператору.
Перспективные устройства отображения информации представляют
собой как черно-белые, так и цветные электронно-лучевые трубки
(ЭЛТ) с достаточно гибкими и широкофункциональными возможно-
стями ввода и вывода информации. Интегральные схемы и микропро-
граммная память позволяют улучшить качество символов ЭЛТ.
Многого можно достичь, совершенствуя системы развертки
кадров, а также применяя накопительные ЭЛТ для устройств отоб-
ражения информации. Интересным устройством для создания диало-
га оператора с машиной является так называемое "световое перо"
Пользуясь им, оператор может "отмечать" любые точки или их
совокупности на поверхности экрана ЭЛТ и таким образом обме-
ниваться с управляющим устройством любой связанной с ними ин-
формацией. Это особенно важно для ИМ, о которыми связан дис-
петчер.
Вывод информации с ЭЛТ может быть осуществлен на различ-
ные носители и большие экраны для коллективного пользования
(здесь могут быть применены как киносъемка, так и термоэлект-
рические, электропластические и другие способы).
Особо стоит вопрос об информационной совместимости опера-
тора с электронно-вычислительной машиной.
Современные ЭВМ еще не полностью приспособлены для удов-
летворительного взаимодействия с оператором. Для повышения эф-
фективности системы оператор - машина - среда по скорости т&
мощности (путем улучшения качества и быстроты обмена информа-
188
цией между человеком и электронной техникой) требуются рав-
ного родаусовершенствованиявычислительной техники: разработ-
ка ЭЕЫ в режиме с разделением времени, а также больших и деше-
вых запоминающих устройств с малым временем обращения к памя-
ти на базе интегральных схем, сверхпроводников и тонких пле-
нок, быстродействующих оптических запоминающих устройств;
создание высокопроизводительных машинных языков; улучшение
характеристик устройств ввода и вывода информации и т.д.
Усовершенствование устройств. ввода и вывода направлено на
ликвидацию рассогласования по скорости и приведение входных
и выходных сигналов ЭВМ к виду, удобному для восприятия чело-
веком, т.е. к виду о высоким уровнем абстракции. Здесь воз-
можно использование фотографических устройств ввода, микро-
скопов, основанных на принципах голографии, применение гра-
фических методов ввода информации, переход на взаимодействие
человека с машиной в форме разговора. Анализ систем и кон-
цепций, относящихся к усовершенствованию системы человек-машина,
естественно, приводит к своего рода "очеловечиванию" ЭВМ по-
средством наделения их способностью распознавать образы.
Все это позволит создавать многоцелевые системы люди - маши-
на, значительно превосходящие возможности системы оператор-
машина. Такие системы мохут быть использоваж для запомина-
ния, организации, отображения большего числа данных, позволя-
ющих людям связываться друг с другом, выполнять типовые функции,
контролировать множество переменных (в том числе и в аварийных
ситуациях) и решать другие сложные задачи.
ГЛАВА ‘6. ОТБОР И ТРЕНИРОВКА
АВИАЦИОННЫХ ОПЕРАТОРОВ
Известно, что не все люди одинаково "приспособлены" для
выполнения тех или иных операторских функций. У каждого имеют-
ся свои врожденные способности. Психофизиологические возможно-
сти человека (чувствительные, вычислительные, двигательные)
не являются неизменными, раз навсегда данными. Они зависят от
многих причин и изменяются в процессе обучения, тренировок,
по мере приобретения практического опыта и о возрастом. К
психофизиологическим характеристикам авиационных операторов
предъявляются повышенные требования: выносливость, быстрота
реакций, четкая координация движений, высокая помехоустойчи-
вость. Для авиационных специальностей нужны люди с сильной,
уравновешенной и подвижной нервной системой, обладающие вы-
сокоразвитым чувством ответственности за своевременность и пра-
вильность своих действий, что особенно проявляется в напри-
189
женннх аварийных ситуациях, когда от одного оператора, находя-
щегося за пультом (или на посту) управления, зависят жизнь и
безопасность многих ладей и сохранность дорогостоящей мате-
риальной части.
Для каждой специальности (группы родственных специальнос-
тей) разрабатываются так называемые профессиограммы (набор
требований, предъявляемых лицу, овладевающему той или иной
профессией), на основе которых создаются методики профотбора
операторов. В специальности летчика важны такие свойства, как
самообладание, выдержка, высоко развитое внимание, хорошее
пространственно-временное восприятие, умение не теряться в
сложной обстановке. Это основные требования.'Они предполагают
наличие быстрой и точной реакции, умение мгновенно оценить об-
становву и предпринять соответствующие действия. Главными чер-
тами характера летчика должны быть решительность, смелость,
настойчивость, любовь к избранной профессии, активная направ-
ленность к овладению летным делом. И методики профотбора спе-
циалисты составляют исходя из требований к будущему летчику.
С постоянным контролем за показаниями приборов связана
работа бортинженера, который, как правило, работает в режиме
ожидания. Его деятельность связана со значительным зрительным
напряжением. Монотонность работы, малоподвижная поза нередко
вызывают, (особенно при ночных полетах) притупление внимания,
сонливость, способствует замедлению реакций на поступающие
сигналы и может привести ^ пропуску важной информации, поя-
влению ошибок.
Бортинженер при высокой профессиональной подготовке должен
обладать большой физической выносливостью, устойчивыми эмоцио-
нально-психологическими качествами, позволяющим ему в любых
условиях полета быть готовым к четким и грамотным действиями.
Труд специалистов, работающих непосредственно на обслужива-
нии авиационной техники, характеризуется следующими признака-
ми:
физической напряженностью. В современных условиях до 90$
всех работ, выполняемых на самолете, производится вручную.
Чтобы сократить процент ручного труда в обслуживании авиатех-
ники, следует повысить уровень автоматизации и механизации
производственных процессов;
эмоциональной напряженностью, определяемой степенью ответ-
ственности исполнителя за качество и последствия своей работы
и ритмом работы предприятия. Оператор, занятый техническим об-
служиванием авиационной техники, зачастую работает при опреде-
ленном дефиците времени и вынужден принимать управленческие
190
решения на основе неполной информации о состоянии ооъекта,
требования же к качеству технического обслуживания очень жест-
кие, так как от них зависит безопасность полетов. В течение
смены каждый специалист несет ответственность за 50-ЮО пара-
метров, характеризующих качество работы авиатехники.
Пригодность людей к определенному виду деятельности, опре-
деляемая индивидуальными особенностями интеллекта, мышления,
памяти человека, может быть оценена, если определены эмпириче-
ские требования, предъявляемые данным видом деятельности - со-
сосредоточенность,внимательность, выдержка.
Поэтому Для решения вопроса об оптимальном трудовом исполь-
зовании человека должна быть привлечена информация о степени
выраженности важных для данных профессий особенностей личности,
к которым относятся:
физиологические и психологические факторы: сила, подвижность,
уравновешенность, склонность к анализу;
психомоторные и интеллектуальные факторы (точность коорди-
нации движений, степень кинестезического чувства, простран-
ственное представление, логическое мышление, понимание техники);
свойства характера (чувства ответственности, долга, целе-
устремленность) .
6,1. Вопросы профессионального отбора
авиационных операторов
Под профессиональным отбором понимается процесс выбора из
группы кандидатов на определенную профессию тех лиц, от кото-
рых с наибольшей вероятностью можно ожидать эффективного выпол-
нения поставленных профессиональных задач. Эффективность меро-
приятий по профотбору значительно увеличивается, если им пред-
шествуют мероприятия по профориентации.
Профориентация - это система психолого-педагогических и
медицинских мероприятий, помогающих каждому представителю под-
растающего поколения выбирать себе профессию с учетом потреб-
ностей общества и своих способностей.
Для профотбора операторов используются различные методики,
основным качеством которых являются их информативность и адек-
ватность.
Под _ин^орматив_ностью_ методики понимается ее способность
доставлять наиболее полные сведения о состоянии исследуемой
функции человека. Оообая трудность при этом заключается в не-
обходимости не только охарактеризовать имеющиеся свойства, но
и предсказать, как гни будут развиваться в процессе обучения
й тренировки (определить "коэффициент прогресса" оператора).
191
□од зцегаатностью методики понимается соответствие сведе-
ние, получаемых с помощью данной методики, тем, которые можно
было бы получить при исследовании определенной функции челове-
ка в реальных условиях.
Основное условие выбора методики заключается в том, что
она должна улавливать динамику функции в процессе различных
фаз рабочей деятельности. Важно не только наличие состояния
функции, и характер ее изменения при различных воздействи-
ях, так как, если будут приняты указанные выше принципы отбо-
ра, появится необходимость определения степени снижения той
или иной функции, не допустимой при работе специалиста. Пожа-
луй, наиболее трудным является второе требование, так как оно
предполагает обязательное предварительное знание корреляции
показателей той или иной лабораторной методики с данными, ха-
рактеризующими эффективность реальной работы специалиста.
Следует иметь в виду, что бессмысленно ждать разработок ка-
ких-либо абсолютных методик, точно ^определяющих и предсказы-
вающих дальнейшие уопэхи специалистов. Каждый отбор носит ста-
тистический характер, т.е. речь может идти лишь о большей или
меньшей вероятности совпадения прогноза, сделанного при отбо-
ре, с фактическими показателями обучения и качеством работы
по специальности.
Профессиональный отбор ставит овоей задачей выявление спо-
собностей, т.е. психофизиологических качеств, которые благо-
приятствуют освоению определенной специальности. При отборе
должен осуществляться принцип этапности: социальный; обра-
зовательный; клинический (по медицинским показателям); пси-
хологический (тестовый) - по степени общей пригодности че-
ловека для данной специальности (или для обучения); при этом
исходят из требуемой или фактических профессиограмм опера-
торских специальностей; контрольный, при котором проверяется
правильность предыдущих этапов*.
Методики отбора и тесты рассчитаны, как правило, на "сред-
него" человека на основе общих закономерностей его деятель-
ности. Но сам отбор осуществляется с учетом индивидуальных
особенностей. При такой постановке дела вероятность выбора
остается недопустимо большой. * Отсеивание же операторов (в
в практику гражданской авиации вводится и так называемый
эргономический отбор операторов (особенно при переучивании и
переподготовке авиационных операторов). При этом отборе опре-
деляется степень пригодности оператора к выполнению определен-
ных функциональных обязанностей в реальных или близких к ним
условиях (в том чисде к работе в аварийных условиях и в
стрессовых ситуациях).
192
процессе обучения) по мере выяснениям их непркЕЧэдности ведет
к непроизводительному расходованию государственных средств.
Следует отметить, что чем сложнее система, тем длительнее и
дороже обучение оператора. Поэтому при отборе индивидуальные
черты человека, его личность имеют первостепенное значение.
Существует много психофизиологических методик отбора бу-
дущих специалистов. Одно из главных мест занимают пробы на
определенный тест и испытания на специальных установках. Та-
кие тесты и программы испытаний разрабатываются учеными с
учетом особенностей рабочей деятельности будущего оператора.
Например, оператор может быть обследован на быстроту и по-
стоянство реакций, остроту зрения, точность движений, видение
в сумерках и чувствительность к ослеплению, оценку скорости
движения и расстояния; способность удерживать, распределять и
переключать внимание; пространственное восприятие; зрительно-
слуховую координацию; остроту глубинного зрения и цветораз-
личения; способность к различению силы нажатия на рычаги и
педали; техническую сообразительность. Должны быть определены
его личные качества (опыт, эмоции, тип высшей нервной дея-
тельности, нервно-психологические отклонения, отношение к ра-
боте, к товарищам и т.д.), общий интеллектуальный уровень.
Главная проверка - на быстрому и правильность принятия реше-
ний, устойчивость ориентировки при неожиданных, опасных и
аварийных ситуациях.
В настоящее время испытания и обследования операторов про-
изводятся на специальных установках для проверки реакций, а
также используются аналитические испытания при проверке ост-
роты зрения (по таблице Снеллепа), цветоощущения (по таблице
Штиллинга), технической сообразительности (трансмиссия Тен-
сон-Ддонса), практического интеллекта (тест легких получений).
Регистрируется направление движения взора при управлении, ис-
пользуются приборы, например, такие как адаптометр (для изу-
чения закономерностей зрительной адаптации), вирометр (для
оценки глазомера), стереометр (для изучения стереоскопического
зрения), аппарат для изучения чувствительности к ослеплению,
аппарат для изучения остроты зрения при кратковременном осве-
щении, киностезиометр (для определения скорости и сиды нажа-
тия на педали), аттенциометр (для изучения внимания).
В настоящее время наиболее распространенными психологиче-
скими бланковыми тестами в авиации являются:- корректурная про-
ба, шкалы, сложение с переключением и т.д. Многие из этих мето-
дик реализованы при помощи аппаратуры и позволяют за сравни-
тельно короткое время производить обследование.
.93
Одной из самых распространенных методик как за рубежом,
так и в нашей стране является корректурная проба. При исследо-
вании о помощью корректурной пробы используются буквенные, ци-
фровые и фигурные корректурные таблицы. Так, например, в мето-
дике комплексной корректуры применяются корректурные таблицы
о кольцами Ландольта, содержащие две программы. При выполнении
первой программы испытуемый вписывает внутрь кольца цифры,
определяемые таблицей реагирования. Вторая программа заключа-
ется в том, что берутся пары соседних колец, которые интер-
претируются как числа, заданные таблицей. С этими числами
производятся операции сложения и вычитания, а результат вычи-
сления записывается сверху между кольцами.
Обследование дает следующий набор первичных признаков де-
ятельности испытуемого:
объем кратковременной памяти, измеряемой числом правильно
воспроизведенных парных отношений следования в таблице реаги-
рования ;
уровень активности усвоения, измеряемый числом, обработан-
ных корректурных единиц за последовательные интервалы;
динамику корректурной надежности, изображаемой рядом чис-
ла ошибок и исправлений за последовательные интервалы, и т.д.
При обследованиях с помощью корректурной пробы скорость
переработки информации ( S , бит/с) вычисляют по формуле,
предложенной А,Генкиным:
г О,54-36П ~2,807и
ь- т
vjifi П - число просматриваемых колец; п - число пропущен-
ных испытуемых знаков; Т - время.
При обследовании методом " шкалы" испытуемому предлагается
бланк, на котором изображены шкалы нескольких различных прибо-
ров, при этом таблица шкал демонстрируется в течение ограни-
ченных отрезков времени. Испытуемый определяет показания при-
боров и записывает их на бланке. Методика позволяет исследовать
зрительную память и восприятие.
При обследовании с использованием методики "сложение с пе-
реключением" испытуемый складывает пару чисел, которые запи-
сывается одно над другим двумя различными способами. Первый
способ требует записи суммы этих чисел в числителе, а верх-
него числа - в знаменателе. Так делается до команды перейти
на второй способ , при котором сумма чисел пишется внизу, а
наверху нижнее число, и т.д. С помощью этой методики исследу-
ется интенсивность переключаемость внимания, оперативная
память.
194
Кроме перечисленных выше методик. , на этапе психофизиологи-
ческого-отбора используются методики, базирующиеся на разра-
ботанной И.П.Павловым теории индивидуальных различий. В основу
этой теории положены различия между индивидуумами по. важней-
шим свойствам нервной системы: силе, уравновешенности, подвижно-
сти и динамичности нервных процессов.
При построении методик для определения характеристик сиды
нервной системы используются две группы основных показателей.
Первая группа включает индикаторы, испытывающие выносливость
нервной системы по отношению к кратковременному действию сла-
бых и сильных раздражителей, а во вторую грущу входят индика-
торы, основанные на многократном предъявлении раздражителей
обычно средней интенсивности. Так, при определении силы нерв-
ной системы применяется методика наклона кривой времени дви-
гательной реакции. Сущность этой методики, предположенной
В.Д.Небылицыным, заключается в выяснении соотношения времени
реакции на слабый звуковой раздражитель и времени реакции на
сильный звуковой раздражитель. В методике у гашения с под-
креплением сила нервной системы измеряется путем многократно-
го предъявления сочетаний условного и подкрепляющего раздра-
жителя, а мерой служит отношение величины условной реакции,
измеряемой по окончании теста, к величине условной реакции,
измеренной перед началом испытания.
Для определения подвижности основных нервных процессов ис-
пользуется методика А.Е.Хильченко. В этой методике испытуемый
осуществляет двигательную реакцию с выбором при предъявлении
двух типов раздражителей, следующих с различной частотой. По-
казателем подвижности является частота предъявляемых раздра-
жителей, при которой испытуемый воспроизводит задаваемый
ритм с допускаемой вероятностью ошибочных реакций.
В настоящее время для отбора шоферов, летчиков, радиоте-
леграфистов, судовых операторов и др. широко используются раз-
личные методики, в основу которых положена методика А.С.Хиль-
ченко.
Представляют определенный интерес следующие методики и
аппаратура:
I.	Методика и прибор "Темп", предназначенные для изучения
подвижности нервных процессов, созданные на базе методики
А.Е.Хильченко.
2.	Методика и.прибор "Слежение", позволяющие исследовать
способности к овладению слежением с компенсацией.
3.	Прибор "Навык-5", используемый в целях изучения ивди-
випуальных особенностей формирования динамического стереотипа.
195
4.	Методика и прибор "Алгоритм", применяемые для оценки
комбинаторных репродуктивных мыслительных операций небольшой
сложности при составлении алгоритма выполнения задания с уче-
том трех бинарных логических условий.
5.	Методика и прибор "Готовность", предназначенные для ис-
следования способности испытуемого к экстренным реакциям
при деятельности в условиях ограниченного потока однообраз-
ной информации.
При иопытании по этим методикам предусмотрено подключение
физиологического блока для регистрации частоты пульса, легоч-
ной вентиляции и электрокожного сопротивления, используемого
для оценки нервно-змоционального напряжения обследуемого, по
выраженности вегетативных компонентов реакции.
Результаты обследования большого количества групп опера-
торов при помощи описанных выше методик показали статистически
достоверную корреляцию подученных показателей с качеством
профессиональной деятельности.
Заслуживает внимания методика, предложенная К. К. Иоселиани.
Она оценивает способность к сложной сенсомоторной деятельности
по приему, осмыслению и переработке информации, экстренно и
неожиданно появляющейся в различных точках зрительного поля.
Эта деятельность рассматривается автором, как модель сложной
сенсомоторной деятельности летчика, управляющего современным
самолетом. Для оценки уровня психофизиологической напряженно-
сти по данной методике производится регистрация артериального
давления, пульса, дыхания, и кожно-гальванической реакции до,
во время и после проведения исследования.
По существу, большинство тестовых психологических методик
отбора операторов не предусматривает оценки психофизиологиче-
ской Напряженности оператора, выполняющего предложенный вид
деятельности^ Этот существенный недостаток компенсируется
цутем применения методики, описанной в гл. 4 и предназначенной
для прогнозирования способностей человека к летной деятельно-
сти с учетом его психофизиологической напряженности. Показатель
основных нервных процессов оператора, определяемый по максималь-
ному числу раздражителей в I мин при вероятности ошибочных
действий равной 0,05, учитывает скорость распространения нер-
вных процессов по нейронным комплексам коры головного мозга
и может рассматриваться как индикатор скорости центральной
обработки информации.
Труд летчика, характеризующийся частыми переходами от од-
ной структуры рабочих движений к другой в связи с непрерывно
изменяющимся состоянием управляемого объекта, требует непре-
196
равной скоростной обработки^поступающей информации. В связи с
этим оценка скорости обработки информации с целью прогноза
способности к летной деятельности является весьма целесообраз-
ной.
При разработке методики был учтен один из важных ее аспек-
тов, заключающийся в том, что каждая методика должна разраба-
тываться на основе определенной биологической функции. В каче-
стве биологической функции была принята одна из ведущих физи-
ологических функций - функция сердечного ритма, которая исполь-
зовалась для оценки напряженности летчика. В качестве одной из
важнейших характеристик в данной методике является характери-
стический показатель X , определяемый как отношение мак-
симальной скорости переработки информации (размерность бит/с)
к относительной психофизиологической напряженности летчика при
заданной вероятности ошибочных реакций 0,05.
Рассмотрим кратко некоторые вопросы отбора операторов АСУ
с учетом обеспечения их деятельности в аварийной ситуации. •
Аварийную ситуацию можно рассматривать как весьма сильный
раздражитель; поведение оператора под действием этого раздра-
жителя является психологическим проявлением его индивидуальных
особенностей. Следовательно, результатом профессионального от-
бора операторов АСУ должно быть выявление лиц, индивидуальные
психологические особенности которых позволяли? им успешно тру-
диться в наиболее ответственных ситуациях, т.е. лиц, обладаю-
щих достаточной надежностью (большой вероятностью безотказ-
ной работы) в аварийных ситуациях.
Представим принцип профессионального отбора операторов
графически.
На рис.6.1 изображено распределение группы из Ы операторов
в порядке возрастания их надежности Р в аварийной ситуации
(оператору с наименьшей надежностью присваивается ранговый
номер I).
Критерий профессионального отбора выражается следующим
неравенством
где Рн - значение надежности оператора, подтверждающее его
профессиональную непригодность (из числа т операторов);
Рк - минимальное (критериальное) значение надежности
оператора, которое позволяет ему успешно работать выданной
АСУ.
В проведенных исследованиях груша операторов АСУ, изучив
принципы построения системы и алгоритм работы при ее обслужи—
197
вании, осуществляла реализацию этого алгоритма в спокойной и
в напряженной обстановке.
Кривая А на рис.6.2 (на оси абсцисс представлено распре-
деление операторов) характеризует надежность операторов в
спокойной обстановке. Как видно из рисунка, все операторы в
спокойной обстановке имеют достаточна высокую надежность. Кри-
вая Б представляет собой характеристику надежности тех же
операторов в напряженной обстановке. Напряженность достига-
ется увеличением для испытуемых значимости выполняемой работы.
Эксперимент подтвердил, что у некоторых людей в напряжен-
ной ситуации надежность значительно снижается (операторы I, 2,
5,12 на рис.6.2).
Величина Рк как критерий профессионального отбора может
быть задана исходя из требований надежности системы, пред-
ставленной в виде
Расу ~	Рк >
где P/icy ~ надежность АСУ; Рг - надежность техники;
п - критериальное значение надежности оператора. -
п
198
Из последнего выражения получаем
?к ~ Р'асу / ?т‘
Проведение профессионального отбора по этому критерию во-
зможно уже на стадии проектирования АСУ. Для этого должен
быть изготовлен макет системы, с помощью которого получается
зависимость, аналогичная зависимости Б (см.рис.6.2).
Величину Рн получаю на основании заданных характери-
стик РЙСу я Рт .В процессе отработки конструкторских ва-
риантов системы и ее испытаний эти характеристики могут уточ-
няться.
Для профессионального отбора операторов для работы в ав-
томатизированных системах, процесс управления которыми осуще -
отвляется нажатием кнопок в ответ на загорание или погасание
световых транспарантов и легко описывается алгоритмически,
можно предложить следующий критерий:
Pyj 7
где Рдй - надежность фиксации I -го транспаранта; Pgj -
надежность j -го управляющего воздействия.
Как показал эксперимент, при небольших коэффициентах на-
грузки,. что имеет место в процессе деятельности операторов,
работающих в исследуемом АСУ, Рф = 0,97 и Ру = 0,99.
Для группы операторов, характеристика надежности которых
представлена на рис.6.2, типичный реализуемый алгоритм имеет
следующий состав: m = 10, п =14. Следовательно, Рк
= 0,64. В спокойной обстановке все операторы работали с надеж-
ностью Р > Рк . Однако в напряженной обстановке два оператора
(I и 2) имели надежность Рм< Рк и были признаны профессио-
нально непригодными для работы в данной АСУ.
Этот критерий профессионального отбора удобен тем, что может
быть использован,, когда не тлеется никаких статистических
данных о надежности АСУ.
Для объективной оценки пригодности людей к летной деятель-
ности в качестве критерия можно использовать цупиллографию
(запись изменения диаметра зрачка глаза), регистрируемую в
течение 30 с у испытуемых, находящихся 15 мин в полной темноте
(диаметр зрачка при пребывании человека в темноте и сонливом
состоянии уменьшается). В результате исследований испытуемые
были подразделены на четыре категории по степени их пригод-
ности выполнять функции летчика.
У лиц, отнесенных к категории. I, диаметр зрачка, равный
6 мм, остается неизменным в течение всех 15 мин пребывания в
199
темноте. Диаметр зрачка лиц, характеризуемых категорий П, не
изменяется в течение первых 8 мин и лишь сужается на 0,25-
0,5 мм к 15-й мицуте.
Лица, аттестованные по категориям I и П, пригодны к выпол-
нению функций летчика.
' Диаметр зрачка лиц, отнесенных к категории Ш, к 8-й мицу-
те уменьшается до 5,5 мм, а к 15-й минуте - до 4 мм. Эта
категория является "пограничной", и вопрос пригодности решается
о применением других методик.
У лиц категории 1У к 8-й мицуте пребывания в полной темно-
те диаметр зрачка уменьшается до 4,5 мм, а к 15-й минуте ра-
звивается сонливое состояние, в результате чего закрываются
глаза. Лица этой категории непригодны к летной службе.
Этот критерий, несомненно, представляет больщую диагно-
стичесвую ценность не только в авиации, но и в других сферах
человеческой деятельности.
6,2, Обучакиая аппаратура и трелите вкр.
авиационных операторов
„Обучение - это целенаправленный процесс внешних воздейст -
вий на человека и сосредоточение внутренних физических и пси-
хологических усилий самого обучаемого человека, нацеленных на
приобретение им определенных знаний, выработку умений и на-
выков. Нужный эффект в обучении может быть достигнут' только
в органическом объединении внешних факторов и внутренних уси-
лий. В процессе обучения человек приобретает определенные
знания, т.е. творчески усваивает некоторые факты, положения,
результаты, сведения, относящиеся к определенному разделу
науки, а в нашем случае - к практике деятельности авиационных
специалистов. На основе знаний человек-оператор вырабатывает
умения, т.е. способность решать практические з^цачи. Умения
характеризуются направленными действиями человека-оператора.'
Развитые умения - это быстрые, точные и четкие действия. Дей-
ствия, доведенные до автоматизма, определяют навык. Навыки
бывают умственные, моторные, сенсорные и комбинированные.’ При-
обретение навыков осуществляется хЦутем'неоднократных повторе-
ний, тренировок действий.
Тренировка - это процесс функционального совершенствования
различных систем организма путем систематических упражнений
возрастающей сложности.
Известно, что в процессе тренировки, в ее начале, каждое
повторное занятие значительно улучшает результаты работы. В
дальнейшем, по мере того как происходит овладение профессио-
200
нальными навыками и действия по управлению выполняются достато-
чно четко, всякое последующее улучшение навыков достигается'
со все большим трудом и требует долгих месяцев настойчивых уп-
ражнений. В результате образуются слаженные и уравновешенные
механизмы работы центральной нервной системы (динамические
стереотипы, по И.П.Павлову), обеспечивающие надежную работы
оператора.	.,
Подготовка авиационного оператора сводится не только к вы-
работке необходимых навыков для работы с различными системами.
Оператора надо учить мысленно представлять себе процессы,
которыми ему предстоит управлять, и .это очень важно. Действи-
тельно, работы авиационных операторов .очень многообразны,
практически даже при очень длительных тренировках нельзя
опробовать их все. Вот почему необходимо научить оператора
умению решать не только отдельные задачи, но и определенный
класс задач по управлению, т.е. натренировать его оперативное
мышление. Мышление авиационного оператора должно обладать "ээ-
ристичностью". Это, значит, что он должен уметь находить крат-
чайшие цути к решению задач в самых неожиданных ситуациях. Вот
почему одним из основных принципов подготовки является форми-
рование самостоятельного и активного оперативного мышления.
Хорошо развитое оперативное мышление - гарантия успешного
выполнения программы работы оператора.
Кроме того, необходимо тренировать отдельные функции опе-
ратора, такие, например, как слежение, внимание, его распреде-
ление и переключение. В авиации большое значение имеет также
тренировка операторов в условиях, максимально приближенных
к реальным, в непредвиденных и аварийных ситуациях (в особых
случаях полета).
Анализ деятельности операторов показывает, что некоторые
индивидуумы, хорошо работающие в нормальных условиях, с успе-
хом применяющие на практике свои знания, умения и навыки, в
аварийных ситуациях теряются и вместо того, чтобы быстро при-
нять меры к ликвидации аварии, совершают грубейшие ошибки или
устраняются от активных действий. Поэтому очень важно изучить
поведение операторов в таких ситуациях, отобрать только при-
годных и обеспечить их профессиональную подготовку.
К особым случаям полета относятся: попадание самолета в
сложные метеорологические условия (грозу, обледенение, т^ман,
Ьквал, метель, гололед, отказ двигателя (двигателей), пожар,
потеря ориентировки, потеря радиосвязи, отказ радиотехничес-
ких средств, потеря управляемости, отказ бортовой системы ав-
томатического управления. Эти и другие особые случаи, как
201
правило, должны имитироваться на авиационных наземных тренаже-
рах.
Тренажер - это модель реального объекта, учебное пособие,
позволяющее формировать навыки, необходимые в реальных усло-
виях труда (в отличие от наглядного пособия, которое только
облегчает формирование необходимых знаний). Тренажер должен
использоваться для повторных систематических упражнений с уче-
том всех правил, отличающих упражнение от простого повторения.
Повторение само по себе не совершенствует и не развивает, навы-
ков. Бёз стремления тренирующегося, повышать качество выполняе-
мой деятельности, без его постоянного желания работать лучше
вообще не может быть упражнения.
При рассмотрении основных инженерно-психологических требо-
ваний, которые предъявляются к любого типа тренажерам, следует
исходить из того, что навыки, формируемые на тренажере, должны
не внешне, а по своей психологической структуре соответство-
вать реальным трудовым навыкам. Нельзя противопоставлять друг
другу два типа тренажеров: один, на котором можно отрабатывать
целостный, сложный трудовой навык, и другой, на котором можно
отрабатывать частный трудовой навык. Если тренажер хорошо ав-
томатизирует какой-либо частный, но необходимый в труде навык,
то он полезен и поможет дальнейшему развитию более сложных на-
выков, которые и необходимо закреплять на более сложных тре-
нажерах.
Проблема тренажеров и тренировки операторов очень важна.
Сейчас уже можно с уверенностью сказать, что по эффективности
обучения и тренировки час "полета" на наземном тренажере экви-
валентен часу полета на самолете. При этом следует учесть,
что "полет" на земле на тренажере, естественно, безопасен, не
зависит от метеорологических условий, из-за которых теряется
много драгоценного времени при обучении летчика, и, бесспорно
Зол ее экономичен в отношении затрат денежных средств (в 10-
100 раз меньше) и расхода ресурса материальной части.
Тренажеры позволяют успешно переучивать летный состав при
замене материальной части новой и производить проверку и оцен-
ку подготовленности летчиков перед выцуском их в полет на са-
молетах других типов. Эта проверка может быть более глубокой,
чем на учебно-тренировочном самолете.
Естественно, что на наземных тренажерах вряд ли можно осу-
ществить полный курс подготовки летчика по управлению самоле-
том в реальном полете, поскольку тренажер является, как пра-
вило, лишь приблизительной, неполной моделью самолета и "полет"
на нем не идентичен полету на реальном самолете хотя бы пото-
202
Рис.6.3. Одна из возможных схем классификации тренажных средств
му, что они эмоционально окрашены по-разному. Поэтому опти-
мальное решение проблемы подготовки летного состава находится
в разумном сочетании наземной тренировки и тренировки в поле-
те на учебно-тренировочных самолетах.
Кроме того, тренажеры можно использовать для усовершенство-
вания ("подбора") конструкции самолета, систем его управле-
ния и пилотажно-навигационных приборов. В процессе конструи-
рования нового самолета и его оборудования еще до первого по-
лета опытного образца на тренажере мотут быть вскрыты и устра-
нены возможные ошибки конструктора. Установив соответствую-
щее контрольное оборудование, с помощью тренажеров можно так-
же очень точно следить за всеми действиями экипажа по управ-
лению самолетом на любых этапах полета и таким образом полу-
часть крайне необходимую информацию о действиях человека при
стандартном или другом размещении органов управления и приборов.
Тренажные средства подготовки экипажей (рис.6.3) разде-
ляются на тренажеры для отработки профессиональных навыков
операторов и тренажеры для подготовки оператора к различным
условиям полета. Тренажеры отработки профессиональных навыков
мотут быть динамическими (с подвижными кабинами) и отатичес-
‘кими.
Тренажеры обоих типов с точки зрения выполняемых ими функ-
ций могут быть разделены на четыре большие группы.
Первая группа объединяет так называемые пилотажные трена-
жеры, на которых летчик отрабатывает навыки в технике пилоти-
вования и навигации самолета по приборам, т.е. в "слепом” по-
203
лете. Наиболее сложные не этих тренажеров могут имитировать
также взлет и посадку в условиях зрительной ориентировки.
Вторую группу тренажеров представляют так называемые спе-
циализированные тренажеры, на которых производится обучение
и тренировка летчиков и других членов экипажа по использованию
в полете систем навигации, связи и другого специального обору-
дования.
К третьей группе относятся комплексные тренажеры (рис.6.4),
представляющие собой синтез тренажеров первой и второй групп.
Они используются для имитации и проигрывания всего полета с
выполнением различных полетных задач в условиях отработки
взаимодействия членов экипажа и взаимодействия с наземным
персоналом (диспетчерами).
Четвертая группа - это функциональные тренажеры, предна-
значенные для отработки рабочих операций одного вида деятель-
ности или для тренировки отдельных функций человека таких,
как слежение, внимание и др. От функционального тренажера не
требуется точное моделирование какой-то конкретной системы, о
которой работает оператор. Он должен моделировать лишь то, что
необходимо для повышения функциональной способностн человека
к заданному виду деятельности.
Тренировка оператора на функциональных тренажерах обеспе-
чивает качественную и быструю отработку отдельных навыков, так
как при тренировке внимание оператора меньше отвлекается на
другие вида деятельности. Кроме того, функциональные тренаже-
ры просты, дешевы и имеют больщую пропускную способность.
На тренажере можно воспроизводить как хаотические щумы,
так и звуки, имеющие определенную частотную составляющую или
ряд составляющих. К последним относятся свист турбины (изме-
няющиеся '^он и интенсивность соответственно перестановке рыча-
га дросселя), щум гидросистемы и компрессоров, нагнетающих
воздух в геометрическую кабину, щуршание о землю покрышек ко-
лес при разбеге и пробеге.
К хаотическим щумам относятся щум обтекающего воздушного
цотока, щум выхлопных газов, стук.дождевых капель по остекле-
нию, щуршание тормозов колес и др. П^мы и звуки могут быть
воспроизведены или с помощью звукозаписей, сделанных в полете
или искусственно с использованием электронных цепей. Хаоти-
ческие щумы обычно воспроизводятся о помощью генератора "бе-
лого щума".
Для обеспечения необходимого спектра частот, характерного
для конкретного звука, применяются соответствующие фильтрую-
щие контуры. Для воспроизведения звуков, имеющих дискретный
204
Шум _______
двигателей
Аэродромный Слуховое
шум
Связь
ощущение
летчика
Рычаг
управления
Данные
о ветре
Данные о
Пульт
инструктора
Самописец
Навигационный, прибор Зрительное
---------—-—-—£ ощущение
Пилотажный прибор летчика
Нагрузка па органы
управления
Движение
самолета
Физическое
окружение
летчика
а
3
Б
<ь
Б
_________ Модель —1
двигателем' двигателя
РУД
Тяга
Орган управле-
ния полетом
самолета
Направление
ветра
Условия
полета
Органы .
управления
1 Параметры
• полета
Модель
самолета
курсе и
скорости
полета
Вычислительное
устройство
пилотажного
Ппилотажнс
прибора
Г~~~1 tyeWuZj' [Приспособление
t полета
Параметры
полета
Прочие
системы
для загрузки
рулей.
Механизм
поворота .
и перемещения
кабины
Рис.6.4. Основные имитируемые цепи комплексного авиационного тренажера
§
Рис.6.5. Блок-схема пилотажного• авиационного тренажера
спектр частот , используется звуковой генератор регулируемой
частоты.
В настоящее время разработан динамический имитатор пило-
тируемого самолета, воспроизводящий динамику полета. На нем
имитируется визуальная и акустическая обстановка полета и
воспроизводятся различные ускорения, которые воздействуют на
экипаж.
В системе визуализации этого тренажера обстановка воспро-
изводится с помощью изображения на экране катодно-лучевой
трубки} оно проецируется на остекление кабины через коллима-
тор.! Изображение перспективного вида ВПП проецируется на
внутреннюю поверхность купола с помощью проектора, установлен-
ного на кабине. При перемещении картины ВПП летчик получает
информацию относительно движения самолета по высоте и курсу,
о его скорости, об углах крена и тангажа. Одна из вычисли-
тельных машин имитатора рассчитана на включение в режим повто-
рения. Этот режим, позволяющий производить моделирование
в сокращенном масштабе времени и благодаря большой частоте
повторений наблюдать непрерывную картину изменения параметров
ветра и прочих стохастических процессов, влияющих на работу
систем управления, осуществляется генераторами, являющимися
некоррелированными источниками "белого щума".
П£и разработке пилотажных тренажеров (рис.6.5) исходят
из того, что на тренажере летчик учится летать не вообще, а
206
на самолете данного типа, т.е. учится пилотированию конкрет-
ным самолетом. Поэтому пилотажные тренажеры, как правило,
включают в себя натурдую модель кабины реального самолета,
устанавливаемую в учебном классе обычно неподвижно. В кабине
размещаются реальные органы управления и имитаторы пилотажно-
навигационных приборов. В пилотажном тренажере с помощью вы-
числительных устройств имитируется поведение самолета, вызыва-
емое действиями летчика и внешними причинами, сообщаются лет-
чику данные о режиме полета и реакциях самолета на действия
летчика посредством имитаторов бортовых приборов и сенсорных
эффектов, которые обычно действуют в полете, и производится
достаточно подробная, точная и непрерывная запись хода упраж-
нения, чтобы судить о правильности действий тренируемого. В
этих целях в состав тренажера включаются специальные вычисли-
тельные устройства и цульт инструктора.
На пульте инструктора, как правило, размещены:
дублеры имитаторов приборов, находящихся в кабине трена-
жера;
ручки для введения некоторых факторов, изменяющих условия
полета (величина и направление ветра, турбулентность воздуха,
обледенение, изменение положения центра масс, количество топ-
лива и масса груэа при взлете, барометрическое давление, тем-
пература наружного воздуха и др);
панель отказов - для ввода отказов систем и приборов (от-
каз двигателя, имитация падения давления масла, повреждение
шасси, пожар, непреднамеренное реверсирование винтов, выход
из строя генератора, отказ агрегатов гидросистемы, срыв в
штопор, отказы топливных насосов, отказ тормозов колес, от-
каз бустеров, выключение радиокомпаса, выход из строя стати-
ческой проводки и др.);
система регистрации параметров полета и характера выпол-
нения летчиком программы полета.
Для приближенного моделирования ощущений оператора, свя-
занных с воздействием ускорений, в тренажерах широко применя-
ется система поворотов кабины вокруг двух осей. Подвесив ка-
бину на универсальном шарнире, можно имитировать различные
вертикальные ускорения в течение ограниченных отрезков времени.
При выходе в координированный разворот кабина поворачивается на
угол крена, определяемый вычислительным устройством. Чтобы у
летчика не было ощущения некоординированного разворота, каби-
ну возвращают в горизонтальное положение с неощутимой для
летчика скоростью. При выходе из виража кабина поворачивается
в противоположном направлении и снова медленно возвращает'ся
207
в горизонтальное положение. Таким образом, летчик физически
ощущает очень важные для него ускорения по крену.
Действительный угол тангажа представляется в виде поворо-
та кабины вокруг горизонтальной поперечной оси. Различные
продельные ускорения воспроизводятся поворотами по тангажу так,
чтобы создавалась иллюзия поворота вектора силы тяжести.
Линейные ускорения также поддаются имитации. Ускорения,
направленные вперед, можно имитировать, если установить кабину
так, чтобы она могла отклоняться вперед, как качели,- и удер-
живаться в етом положении. При этом летчик чувствует давление
на спину и воспринимает это как результат действия ускорения,
направленного вперед; несколько позже приборы или какой-либо
визуальный эффект подкрепляют это ощущение.
йожно сделать подобное движение и в поперечном направлении
для имитации действия ускорений в боковом направлении, напри-
мер во время неправильного разворота.
JUh -эффективного использования тренажеров большое значе-
ние имеет сама методика обучения на тренажерах. Тренировки
должны проводиться систематически, через определенные периоды
времени и постепенно усложниться.
Очень важно при использовании тренажеров определить время,
которое необходимо затрачивать на тренировку операторов.
Обычно оно определяется при помощи регистрации и анализа точност-
ных параметров полета и психофизиологических показателей опе-
ратора. Аппаратура регистрации должна быть принадлежностью тре-
нажеров.
Начальная стадия становления сложных сенсомоторных и умст-
венных навыков сопровождается низкими точностными параметра-
ми полета, повышенной напряженностью и возбудимостью летчика,
несогласованной работой различных центров коры и подкорки го-
ловного мозга. Все внимание обучаемого занято в это время ос-
воением нового вида деятельности, резервные возможности, как
правило, отсутствуют. Поэтому любое отвлечение внимания может
привести к ошибкам, пропускам отдельных действий.
Особое значение здесь приобретает контроль за поведением
обучаемого и физиологическими реакциями его организма. В комп-
лексе это позволяет рационально управлять формированием навыков
и следить за изменением функционального состояния в процессе
заблаговременной подготовки к полетам, характеризовать уровень
обучения летчика, дополняя таким образом контроль по оценке
алгоритма работа. Комплексный анализ качества профессиональной
деятельности и уровня физиологических реакций, а также резер-
вов внимания летчика в ходе подготовки дает возможность с бо-
208
лее высокой точностью определись время тренировки, степень
сформированное™ и закрепления навыка.
6.3, Формирование навыков при обучении
Сложность и многообразие задач, которые выполняет оператор
требуют от него большого умственного и эмоционального напряже-
ния и специальной тренировки, предшестцущей его профессио-
нальной деятельности. В процессе тренировки организм опера-
тора приспосабливается к характеру работы управляемого им объ-
екта или процесса. Оператор приобретает и закрепляет необходи-
мые навыки по управлению системами, и в целом задача управле-
ния натренированным оператором решается с меньшей затратой
энергии, устанавливается более четкая координация в работе
различных систем. Одной из наиболее существенных особенностей
навыка является связь динамики формирования его с динамикой
изменения психофизиологической напряженности в ходе тренировок,
без выявления которой невозможно раскрыть психическую природу
навыка. Как известно, основным положением инженерной психоло-
гии о навыке является утверждение, что навык - это осознанная
деятельность оператора, доведенная до известной степени совер-
шенства, осуществляемая легко, быстро, точно, экономно, с на-
ивысшим качественным и количественным результатом. Скорость
образования рабочих навыков у оператора во многом зависит от
вида профессии и имеет своеобразные отличия. Так, например,
своеобразную особенность навыков к управлению самолетом и его
системами составляют;
выраженная пластичность навыков при работе в условиях
дефицита времени;
повышенная ответственность за выполнение задач;
быстрое распределение и переключение внимания в условиях
динамической ориентировки во времени и пространстве при обна-
ружении и предельном дифференцировании сигналов в ходе управ-
ления системами;
влиянием на организм необычных условий полета, при которых
центральная нервная система посредством перестройки эмоциональ-
ных и вегетативных реакций должна не только обеспечивать дея-
тельность рабочих органов, но и компенсировать отрицательное
влияние на организм экстремальных условий внешней среды.
Применяемая до сих пор оценка уровня натренированности опе-
ратора по временным характеристикам, величине и количеству
ошибок, совершаемых в процессе управления, не является доста-
точно полной и объективной. В этом случае рассматривается лишь
выходная величина динамического "звена", каким представляете^
элемент участия оператора в управлении. Правда, иногда коли-
чественно оцениваются и некоторые психофизиологические пока-
затели, которые могут дать представление о психофизиологичес-
кой напряженности оператора в процессе управления.
Так, в проведенных исследованиях с использованием комплекс-
ной регистрации физиологических функций было установлено, что
по мере формирования рабочих навыков операторов системы руч-
ного управления, начиная с первого тренировочного упражнения,
наблюдается^снижение биоэлектрической активности высокочастот-
ных ритмов коры головного мозга, снижение биоэлектрической
активности мышц, уменьшение амплитуды электрокожных потенциа-
лов и числа сердечных сокращений до значений, близких к "час-
тоте цульса в состоянии покоя.
Однако каждый из рассмотренных в отдельности критериев оцен-
ки уровня натренированности оператора не дает полной оценки
работы оператора в замкнутой системе управления. Поэтому воз-
никает необходимость разработать критерий оценки качества
выполнения задания по управлению и уровня натренированности:
он должен охватить всю совокупность отклонений координат уп-
равляемого процесса, количественных значений психофизиологи-
ческих показателей, несущих основную информацию^ состоянии
оператора и координации работы различных систем его организма,
а также оцешдг информативных процессов в замкнутой системе.
Применение тренажеров позволяет многократно повторять дей-
ствия, формируемые в самой разнообразной обстановке, отраба-
тывать их по элементам, помогает обучаемым быстрее усвоить су-
щество изучаемых приемов. Так, например, применение тренажеров
при обучении устранению неисправностей в радиотехнической аппа-
ратуре дает возможность в течение двух часов тренировки обнару-
живать не менее десяти неисправностей (при ручном вводе неисп-
равностей непосредственно на самой аппаратуре эта цифра состав-
ляет 2-3).
Процесс формирования навыков оператора в большой мере оп-
ределяется индивидуальными физиологическими и психологическими
возможностями приема, хранения и переработки информации. Хара-
ктер этого процесса зависит также от принятой системы предъ-
явления информации © состоянии управляемого объекта, от ком-
поновки рабочего места оператора, от конструкции органов уп-
равления. Эффективность процесса формирования навыка существен-
но зависит также от методики обучения.
Целью и результатом тренировки является.повышение точности
и скорости выполнения отрабатываемых действий. Особое значение
опытные методисты уделяют обеспечению точности. "Сначала точ-
210
ность, затем скорость" -гласит одно из основных правил мето-
дики обучения операторов любых специальностей.
При исследовании дискретных действий (таких, как выбор то-
го или иного рычага, нажатие нужной кнопки или тумблера) оцен-
ка безошибочности их выполнения ("правильно" .или "неправильно")
является, пс существу, оценкой точности действия оператора.
Ошибки в работе обучаемого совершаются непреднамеренно.
Следовательно, они представляют собой явления случайные и по-
току должны изучаться методами теории вероятностей. Объектив-
ным показателем безошибочности выполнения действия является ве-
личина вероятности правильного их выполнения:
Р = т/п
где т - количество правильно выполненных упражнений ; п -
общее количество тренировок.
Как видно из рис.6.6, надежность выполнения действий при
формировании навыка начинается не с нуля, поскольку уже в пер-
вом опыте некоторая часть упражнений выполняется правильно.
Значение Р стремится к единице, но не достигает ее, а
остается на 1-2$ меньше, так как даже после сформирования дан-
ного навыка в работе оператора мохут наблюдаться отдельные сбои»
Время t , затрачиваемое оператором на выполнение тех или
иных операций, характеризует скорость его действий. Поскольку -
это время обратно пропорционально достигнутой оператором ско-
рости, соответствующие графики имеют вид нисходящих кривых
(рис.6.7 и 6.8). Каждая из показанных на рис.6.7 кривых, ха-
рактеризующих выполнение упражнений отдельными лицами, являет-
ся выражением функции, зависящей от ряда фаткторов и прежде
всего от сложности выполняемой операции и от личных качеств обу-
чаемого. Осреднение кривых формирования навыков отдельных обуча-
емых устраняет влияние индивидуальных отклонений от общей зако-
номерности. Это позволяет выявить характер формирования данного
навыка у группы лиц, имеющих определенный .уровень подготовки.
Влияние личных качеств обучаемых на освоение определенной
группы производственных операций может быть оценено цутем ос-
реднения характеристик выполнения соответствующих упражнений
этими обучаемыми (рис.см.6.8). Полученные обобщенные индивиду—'
альные характеристики мохут быть использованы как в целях про-
фессионального отбора, так и для определения оптимального тем-
па дальнейшего обучения данного оператора.
Каждая из эмпирически полученных ссредненных кривых форми-
рования навыка (по времени) может быть аппроксимирована экспо-
нентой вида t= Я+В~*п где t - время выполнения данной
2II
Рис.6.8. Процесс тренировки
различных операторов, выпол!
щих одинаковые упражнения
о
2	4 6	8 10 12 14 16 18 п
операции в результате п -й тренировки; А - значение времени,
соответствующее исходному уровню формирования навыка (оно оп-
ределяется психофизиологическими возможностями данного обучае-
мого и объективной сложностью выполняемой операции); В - вре-
менной период, соответствующий исходному уровню формирования
данного навыка (или группы навыков), являющегося совокупностью
ранее приобретенных знаний, умений и навыков; К - показа-
тель экспоненты (характеристика темпа роста показателя трени-
рованности). Величина его зависит от подвижности нервных про-
цессов возбуждения и торможения, а также от заинтересованности
обучаемого в овладении данным навыком; п. - количество вы-
полненных тренировок.
Приведенное выше аналитическое выражение процесса формиро-
вания навыка, по существу, может быть названо формулой эффек-'
тивного обучения.
Методы математической статистики позволяют определить гра-
ницы области, в которую вписываются практически всевозможные
реализации процесса формирования навыка (или группы навыков)
обучаемых, обладающих определенным уровнем подготовки. Кривые,
лежащие выше указанной области, принадлежат обучаемым с менее
благоприятными данными для формирования навыка (или.группы на-
выков). Подготовка их к выполнению контрольных нормативов тре-
бует значительно большего времени. Возможно, что обучение их
данной специальности вообще нецелесообразно. Обучаемых, про-
цесс формирования навыков которых описывается кривыми ниже
указанной области, также не следует включать в обдую группу:
212
Рис.6.У. Совмещенный
график тренировок по
выполнению упражне-
ний различной сложности;
I - действие летчика
при аварийном запуске
двигателя в воздухе;
2 - действия летчика
при зависании оборо-
тов двигателя; 3 -
то же, при падении
давления топлива
они способны выполнить установленный норматив в течение мень-
шего числа тренировок, после чего достигцутнй ими результат
необходимо лишь поддерживать.
Сравнение графиков процесса тренировки (рис.6.9) показы-
вает, что формирование навыков выполнения упражнений различной
сложности отличается как значением исходных уровней, так и ин-
тенсивностью роста показателя тренированности. От сложности-
навыка зависит также величина диапазона начального уровня его
формирования (разность показателей первой тренировки различных
обучаемых).
6,4. Перспективные обучающие родства
Современные тренажеры не полностью отвечают тем требова-
ниям, которые предъявляются к ним, как к обучающим средствам.
В своей большей части они всегда лишь приближенная копия, ими-
татор образца. Обучение на современных тренажерах не индивиду-
ализировано, инструктор тренажера лишен возможности выдавать
объективные оценки тренируемому, не может четко определить,
какие элементы обучения хуже или лучше -даются оператору. Ин-
структор не находится вместе с обучаемым и тем самым его не-
посредственное воздействие на обучаемого недостаточно эффек-
тивно. Таким образом, инструктор на тренажере сам не является
активным оператором. Тренажеры не обеспечивают регистрацию
функционального состояния обучающегося оператора в любой мо-
мент обучения, не всегда позволяют объективно и оперативно
определять характеристики действий оператора, изменение этих
характеристик в процессе -обучения. Инструктор пока еще лишен
возможности объективно определять типологические особенности
высшей нервной деятельности (ВВД) обучающегося, не знает,
каких успехов или неудач можно ожидать от него.
Кроме того, тренажеры не обеспечивают проведения перспек-
тивного метода обучения - программированного.
Программированное обучение призвано обеспечить индивндуаль-
213
т~
Программа
обучения
5
Пульт
инструктора
Контроль I
процесса обучения "*
Рис.6.10. Функциональная схема адаптивного авиационного тренажера:
I - текущие параметры управляющих воздействий летчика; 2 - текущие^
параметры функционального состояния летчика; з - текущие параметры
функциональной задачи
ный подход к обучающимся; такой подход можно осуществить лишь
при условии, если обучение каждого будет приспособлено к сте-
пени его интеллектуального развития, к уровню его знаний,
умений, навыков, к особенностям его мышления, памяти и даже
характера. Поскольку все или, по крайней мере, некоторые из
этих "параметров" обучающегося меняются в процессе обучения
(а отчасти в результате его), адаптация должна осуществляться
не время от времени, а непрерывно, в каждый момент обучения.
Иными словами, она должна быть динамичной. Это достигается
тем, что в состав более или менее сложного авиационного трена-
жера включается управляющая ЭВМ, которая в режиме обучения фо-
рмирует адаптивные программы обучения, на основе объективных
данных управляет программами и временем обучения, а в режиме
контроля определяет уровень натренированности и качество под-
готовки обучаемого (рис.6.10). Такой тренажер получает наз-
вание адаптивного.
В управляющую ЭВМ должны быть заложены:
психофизиологические константы обучаемого, подученные на
основе аппаратурной оценки типологических особенностей его
ВД;
критерии оценки динамического стереотипа пилотирования,
формируемые на основе текущих параметров управляющих воздей-
ствий летчика.
По определению, динамический стереотип представляет собой
устойчивую и отлаженную систему условных рефлексов; эта си-
стема образуется в результате многократного повторения услов-
ных раздражений в заданной последовательности и через опреде-
ленные промежутки времени. Это выработанный и закрепленный
214
тренировкой автоматизированный способ достижения определенной,
цели и решения поставленной задачи. Формирование и закрепле-
ние динамического стереотипа отражают, с одной стороны, стре-
мление к стереотипности, т.е. в какой-то степени к точности
и шаблонности, а с другой стороны - способность к перестрой-
ке в соответствии с изменяющимися условиями, т.е. к динамич-
ности;
критерии оценки урювня психофизиологической напряженности
летчика, получаемые на основе анализа текущих параметров фун-
кционального состояния обучающегося;
объективные критерии оценки точности пилотирования, форми-
руемые на основе текущих параметров функциональной задачи.
При этом оцениваются также показатели, по которым инструк-
тор может судить о возможности допуска обучающегося к трени-
ровке на тренажере.
В результате этих данных ЭВМ формирует уравнение функцио-
нального гомеостазиса (устойчивого равновесия) системы, опре-
деляющее уровень обученности летчика.
ГЛАВА 7. СОЦИАЛМО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ
УПРАВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТИВАМИ АВИАСПЕЦИАЛИСТОВ
7.1.	Общие вопросы групповой деятельности
Работа авиационных специалистов в основном имеет коллек-
тивный характер: в экипажах, сменах, группах, бригадах и т.д
Эффективность такой групповой деятельности определяется не
только и не столько деловыми, профессиональными свойствами ин-
дивида, свойствами личности, о которых говорилось в предыду-
щих главах, сколько его коммуникативными свойствами, т.е. спо-
собностью к межличностному общению. Успешность выполнения
членами коллектива совместно решаемых задач зависит от особен-
ностей группы, где налицо руководитель (начальник) и исполни-
тели (подчиненные). Это коллектив лвдей, связанных единой
задачей, целью и общими средствами деятельности. ZB группе име-
ет место воздействие на ее членов многих видов социально-пси-
хологических контактов таких, как подражание, внушение, эмо-
ционально-нравственные переживания и др., недоступные индиви-
ду вне группы. В группе проявляются закономерности управления
доведением человека в условиях коллективной деятельности,
гностические способности личности к адекватному и неискаженно-
му восприятию поведения и действий окружающих, к правильному
взаимопониманию друг друга. Главное в группе - ее сплоченность,
способность к эффективному и волевому взаимодействию. Под
215
сплоченностью понимается степень единства поведения членов кол-
лектива на основе общих целей и интересов, ценностей и норм
морали. Во она может иметь различный характер в зависимости
от ее направленности на те или инне цели: - если цели коллекти-
ва являются целями общества, то зто позитивная сплоченность;
если же пробладают узкогрупповые цели, то зто негативная
сплоченность, которую следует переориентировать. Таким обра-
зом, сплоченность и направленность представляют собой две сто-
роны единой функции социального управления.
q Единство обеих сторон зтой функции выражается в ооциально-
пскхологическсм климате коллектива, представляющем собой пре-
обладающий и относительно устойчивый психологический настрой
коллектива, который находит многообразные формы проявления во
всей его жизнедеятельности. Основу здорового, благоприятного
климата составляют: коммунистическое отношение членов коллек-
тива гк труду как .к первой жизненной потребности; отношение
каждого члена коллектива к своим товарищам в соответствии с
нормами коммунистической морали - уважение и доверие, взаимо-
выручка и взаимная ответственность. •
’ Создание благоприятного социально-психологического клима-
та трудового коллектива в гражданской авиации является одним
из важнейших условий борьбы за рост производительности труда,
качество и. эффективность авиационных перевозок. Оно означает
вместе с' тем и доминирование соответствующего ецу стиля по-
вседневной деятельности ладей как важнейшего фактора мобили-
зации творческого потенциала на решение больших и ответствен-
ных задач отрасли. "Речь вдет о выработке такого отвдя работы, -
говорил Л.И.Брежнев на Ш1 съезде КПСС, - в котором органичес-
ки сочетались бы исполнительность, дисциплинированность со
смелой инициативой и предприимчивостью. Практичность и дело-
витость - с устремленностью к большим целям. Критическое от-
ношение к недостаткам - с незыблемой уверенностью в историче-
ских преимуществах избранного нами пути*.
Совместная деятельность ладей, организованных в коллекти-
вы, вызывает эффект, превышающий полезный результат деятель-
ности всех их членов при условии, если- бы они работали вне колле-
ктива.
В авиации деятельность операторов характеризуется эмоцио-
. надьно-психологической напряженностью, высокой ответственно-
Л, И, Брежнев. Отчетный доклад Центрального Комитета КПСС
ХХУ1 съезду Коммунистической партии Советского Союза и очеред-
ные задачи партии в области внутренней и внешней политики.
И.Политиздат, 1981, с.69.
216
стью, а в раде случаев и риском, и в этих условиях образуется,
мощный комплекс индивидуальных психологических механизмов и
барьеров во взаимодействии операторов или членов группы.
Поэтому в Аэрофлоте вопрос о психологической совместимости
в групповой деятельности приобретает большое принципиальное
научное_и прикладное значение.
Эффективность деятельности коллектива во многом предопре-
деляется его составом. В исследованиях, проведенных в одной
из лабораторий социальной психологии в СССР, было выявлено
четыре достаточно отчетливых типа социального, или так называ-
емого коммуникативного, поведения людей. Взаимодействие ладей
при решении групповой задачи по принадлежности к типу поведения
сказывается на эффективности работы индивида в группе. Первый
тип можно назвать "обособляющимся". Этот-тип поведения отлича-
ется выраженной индивидуалистической ориентировкой. Лицо с ха-
рактерными чертами такого типа может успешно решать групповую
задачу лишь при условии относительного обособления от группы,
в относительном одиночестве. Второй тип - "ведомый", с выра-
женной ориентировкой к ведомости, т.е. к добровольному подчи-
нению. Лице с признаками этого типа может успешно решать груп-
повую задачу при условии контакта с более уверенным, самостоя-
тельным и компетентным членом группы. Взаимоотношения ведомого
с группой строятся на основе процессов конформизма. Третий тип
-Лидирующий", с выраженной ориентировкой на власть в группе..
Представители этого типа коммуникативного поведения мохут ус-
пешно решать задачи при условии подчинения себе других членов
группы. Четвертый тип - "сотрудничающий". Это лицо постоянно
стремится к совместному с другими решению задачи и следует за
ними в случаях разумных решений.
Одним из перспективных направлений в исследовании законо-
мерностей группового поведения и обучаемости являются методы
и понятия, заимствованные из статистической теории распозна-
вания образов, теории игр и др. Современная электронно-вычисли-
тельная техника позволяет моделировать разнообразие вероят-
ностные процессы группового взаимодействия при одновременном
влиянии многофакторных комплексов переменных, имитирующих
оТресс, среду, задачи, средства, типы поведения членов коллек-
тива и др. Целесообразное же усовершенствование группового на-
:выка в целом зависит от характера даваемых лидерами и подучае-
мых членами труп пн разнообразных подкреплений (в случае успе-
ха - похвала, одобрение, награда и пр.). Возникает вероятност-
ная ситуация в поведении лидеров на те или иные действия под-
чиненных. Исходы этих ситуаций разновероятны в зависимости
217
от комплекса действующих условий. Модели подобных процессов
можно воспроизвести на ЭВМ, а затем подученные данные проверить
на поведении реальных групп.
7,2,	Общие требования к цудрврдитслю
производственного коллектива
Важная роль в решении задач, поставленных перед предприяти-
ями гражданской авиации, принадлежит руководителям производст-
ва, всем тем, кто возглавляет большие или малые участки работы.
Успех дела зависит во многом от стиля работы руководителя,-
предотавляющего собой оовступность конкретных приемов и мето-
дов в процессе решения задач управления.
Основные требования к стилю руководства социалистическим
производством разработаны В.И.Лениным. Ленинская концепция сти-
ля основана на использовании творческих возможностей, инициа-
тивы и активности трудящихся масс. Действенность такого стиля
обеспечивается социально-политическим единством советского об-
щества.
Чтобы стать хорошим руководителем, необходимо воспитывать
в себе основные черты ленинского стиля руководства, постоянно
совершенствовать их в конкретных условиях развития трудового
коллектива. Прежде всего руководитель должен ясно видеть цель,
задачу, перспективу; продуманно, но без задержек должен решать
возникающие вопросы. Умение видеть перспективу, способность
предвидения, стремление к новому, прогрессивному - неотъемле-
мое качество руководителя в системе ГА.
руководитель должен хорошо знать науку об организации и
управлении и умело применять ее на практике. Научный поиск,
эксперимент, разработка новых программ должны стать обычными
для современного ркководителя производства.
Важным для руководителя является соблюдение правила: креп-
ко опираться на мнение коллектива, решать вопросы, советуясь
с ним, учить людей и учиться у них./ Необходимо уметь мобили-
зовать коллектив на выполнение стоящих перед ним задач, знать
своих подчиненных, проявлять о них заботу; быть строгим й тре-
бовательным, вежливым, тактичным; уметь поощрять и наказывать,
критиковать и воспринимать критику; уметь говорить, слушать,
молчать; уметь большое терпение, соблюдать правила культуры
поведения; иметь ценить свое время и время подчиненных; по-
стоянно повышать свою квалификацию и квалификацию коллектива.
Весьма важно правильно подобрать людей, расставить их по ме-
стам, причем не только с учетом профессии, квалификации и опы-
та работы, но и способностей, темперамента и других свойств
218
индивида. Необходимо уметь замечать ладей, развивать их ини-
циативу, социалистическую предприимчивость, целеустремленность.
Естественно, социалистическая предприимчивость коренным обрат-
зом отличается от капиталистического предпринимательства, осу-
ществляемого в целях накивы отдельных лиц или группы предпри-
нимателей. Социалистическая же предприимчивость направлена на
умножение общественного богатства и в конечном счете — на по-
вышение благосостояния всех членов общества.
В целях обеспечения важнейшего принципа всякой организа-
ции - эффективности, достижения высоких результатов при мини-
мальных затратах - для руководителя очень важно правильно ор-
ганизовать труд ладей, четко распределить обязанности и устаг-
новить меру личной ответственности с тем, чтобы каждый вносил
максимальный вклад в общественное производство, чтобы каждый
чувствовал удовлетворение своей работой. "Нам нужен громадный
концерт, - писал В.И.Ленин; - нам нужно выработать себе опыт,
чтобы правильно распределить в нем роли,' чтобы одному дать
сентиментальную скрш^, другому свирепый контрабас, третьему
вручить дирижерхлую палочку"1.
Особое значение приобретает своевременное и правильное вы-
явление и развитие способностей молодых специалистов, влива-
ющихся в коллективы из учебных заведений.
Молодых специалистов инженерно-технического профиля в ГА
можно разделить по крайней мере на три группы: "организаторы",
"технологи" и "организаторы-технологи"."Организаторы" (они со-
ставляют примерно одну четвертую часть от личного состава) от-
личаются высокой общественной активностью, стремлением к пра-
ктическому анализу уровня организации и условий труда. Они
быстро устанавливают контакт с людьми, в сравнительно короткие
сроки осваивают производство, становятся лидерами в коллективах.
"Технологи" (они составляют до 70$ молодых специалистов) хара-
ктеризуются стремлением выполнять конкретные технические зада-
чи (поиск и устранение неисправностей в системах и узлах авиатех-
ники, регулировка агрегатов и др.), проявляют высокую увлечен-
ность техническим творчеством, стремятся работать в небольших
коллективах или даже индивидуально. ЕМесте с тем они не склон-
ны решать организационные задачи. Самой малочисленной группой
являются "организаторы-технологи", сочетающие в себе качества
представителей первых ддух групп.
руководитель должен находить и другие качества и возможно-
сти специалистов. Известно, что есть специалисты, которые зна-
ют, что надо делать, но не знают как. Этих надо каждодневно
* В.И.Ленин. Полн.собр.соч., т.8, с.96.
219
обучать своей профессии; другие не знают, что надо делать, но
могут делать - это исполнители, им, как правило, нужно выда-
вать работу. Третьи - знают, что надо делать и могут делать -
это такие специалисты, с которыми легко работать.
Отмечая огромные возможности воздействия трудового коллекти-
ва на личность, ее воспитание и целенаправленность поведения,
отмечая роль коллектива в совершенствовании отношений между
людьми в процессе труда, следует учитывать, что люди по своей
природе являются, по словам И.П.Павлова, самым сильным раздра-
жителем. Они мотут менять друг другу настроение как в хорошую,
так и в плохую сторону. Большинство из них Положительно дейст-
вуют на окружающих своей моральной чистотой, чуткостью, отзыв-
чивостью, знанием дела, желанием всегда оказать помощь.
руководитель должен обеспечить воспитание у каждого отдель-
ного члена группы чувства общности с группой,. коллективизм и
взаимопомощь в процессе работы, атмосферу товарищеского сотрудни-
чества, в которой каждый чувствует себя ответственным за успех
общего дела.
Руководитель должен обладать и такой чертой, как делови-
тость. Это прежде всего оперативность в работе, распорядитель-
ность, нетерпимость к бюрократизму, умение пользоваться совре-
менной техникой управления. Деловитость как непременная черта
руководителя должна основываться на точном знании фактов, уме-
нии принимать обоснованные решения.
Использование современной вычислительной техники и эконо-
мико-математических методов в управлении требует изменения
всех управленческих методов и Форм работы. Автоматизированная
система управления (АСУ) требует от руководителя любого ранга
принятия решений, которые не могут быть поверхностными, при-
близительными. АСУ дисциплинирует, требует порядка на произ-
водстве, воспитывает как руководителей, так и весь коллектив
работников.
В условиях недостаточной информации руководитель с помо-
щью традиционных методов в лучшем случае успевает проработать
два-три варианта решений. С помощью же ЭВМ можно легко пере-
работать несколько десятков вариантов решений, увеличить веро-
ятность выбора наилучшего.
Применяя ту или иную систему управления, руководители ино-
гда допускают как само собой разумеющееся, что люди в системе
выполняют лишь предписанные им функции, не проявляя своих осо-
бых интересов и собственной линии поведения. Вместе с тем внед-
рение ЭВМ не исключает большой роли творчества, интуиции, лич-
ного опыта руководителя.
220
7.3,	Пьиндтие гещсадй цководитажем пстпди
Главной продукцией любого руководителя является решение.
Если человек не обладает способностью постоянно и быстро выра-
батывать правильные решения часто в условиях неполной, а то и
заведомо недостаточной или искаженной информации, в стрессовых
ситуациях и при дефиците времени, на фоне разноречивых мнений
своих подчиненных, он не может считаться хорошим руководите-
лем, лидером коллектива.
В последнее время р связи с возрастанием сложности проблем
увеличивается значение форы коллективной подготовки решения.
Сегодня даже самый эрудированный руководитель вряд ли может
быть квалифицированным специалистом во всех аспектах управле-
ния. Поэтому зачастую варианты решений подготавливает аппарат
управления, а руководитель их оценивает и выбирает окончатель-
ный. Нередко даже оценку вариантов руководитель поручает
'специальной труппе экспертов, сам же изучает их выводы.
. При решении какой-либо проблемы руководителю полезно соблю-
дать некоторые правила, позволяющие участникам подготовки ре-
шения работать свободно и творчески:
не препятствовать желающим высказывать идеи;
добиться того, чтобы царил дух искренности и откровенности;
не делать оргвыводов относительно ладей, чьи мнения проти-
воречат мнению руководителя;
критиковать предложение, а не человека, высказавшего его;
не оказывать давления своим авторитетом на участников под-
готовки решения.
Следует отметить, что окончательное решение всегда прини-
мает именно руководитель, и процедура принятия, какой бы кол-
лективной она не была, не освобождает его ни от обязанности
принимать решение, ни от ответственности за это решение.
Индивидуальное и коллективное принятие решения состоит
из нескольких стадий.
Первая стадия связана с выявлением и формулированием проб-
лемы.
На второй стадии изучается вся информация, необходимая для
принятия правильного решения. При сборе информации необходимо
укладываться в сроки, отведенные на решение проблемы. На этой
же стадии изучаются существующие директивы вышестоящих органи-
заций по этой проблеме, правовая сторона всех ее аспектов. Ре-
шение может быть принято только в том случае, если оно не про-
тиворечит существующим актам и директивам вышестоящих органи-
заций.
Третья стадия посвящена отбору минимума вариантов решения,
221
позволяющему перейти к последующему решающему четвертому эта-
цу - отбору наилучшего из числа возможных вариантов. Проработ-
ка вариантов сложных решений осуществляется методами модели-
рования, а также с помощью широкого использования ЭВМ и средств
организационной техники.
Последняя стадия - реализация принятого решения.
До тех пор, пока желания руководителя не совпали с жела-
ниями большинства его подчиненных, у него мало шансов на ус-
пех даже при осуществлении идеально правильных и разумных
решений.
Известное положение науки управления, гласящее, что сила
приказа заключается не в том, что хотел сказать егс автора
а в том, как его принял исполнитель, становится особенно оче-
видным в сложных и ответственных условиях работы эксплуатаци-
онных предприятий ГА.
При коллективной форме подготовки решения закладываются
определенные гарантии эффективной реализации решения: выпол-
нять его предстоит многим участникам подгртовки, а это накла-
дывает на них определенную ответственность за веоь процесс ре-
шения проблемы.
Принятое решение требует разработки четкого плана дейст-
вий, определяющего конкретные мероприятия и направления работ.
В нем должно бытьпредусмотреноне только "что делать", но и
"кто, где, когда, в какие сроки и каким образом выполняет то
или иное мероприятие". С момента начала реализации решения ус-
танавливается контроль за ходом его выполнения.
7,4,	Особенности деятельности руководителя в группе
Деятельности руководителя присущ ряд особеннсртей. Главная
из них заключается в том, что он может реализовать свои фун-
кции лишь при взаимодействии и кооперировании с другими ра-
ботниками - подчиненными, исполнителями.
руководитель должен обеспечивать качественный и своевре-
менный (оперативный) контроль работы исполнителей, выявлять не
только нарушения или различные отклонения, но и, что наиболее
важно, - причины, вызвавшие их возникновение. Контролируя дей-
ствия подчиненного, руководитель не должен допускать тенден-
циозность, огульное недоверие, заведомо обвинительный тон,
недоброжелательность или использование сомнительных источни-
ков информации. Действия руководителя должны строиться на до-
'верии к человеку, максимуме товарищеского внимания и объекти-
вности. Контроль и проверка работы исполнителей должны утвер-
ждать и развивать все лучшее и передовое, выявлять и распро-
странять положительный опыт.
222
Важным элементом взаимоотношений между руководителем и под-
чиненными является правильное и справедливое распределение от-
дельных элементов общего задания среди сотрудников. Наиболее
квалифицированным из них следует поручать более сложные зада-
ния, стицулировать при этом их заинтересованность в успешном
выполнении заданий. Туководитель должен требовать от работ-
ников, занимающих одноименные должности, одинакового количес-
тва и качества труда, но не допускать при -этом обезлички.
Роль руководителя состоит в умении обеспечить выполнение под-
чиненными ецу людьми порученных работ.
Создавая условия, благоприятные для работы, в которых че-
ловек утверждает себя как личность, руководитель .при выборе
своих помощников не может не учитывать мнение группы. Их под-
бор должен осуществляться с учетом не только квалификации, но
и их авторитета, уважения к ним членов коллектива. При распре-
делении должностей необходимо следить за тем, чтобы руководи-
тель не оказался самому себе начальником, например чтобы ко-
мандир объединенного авиаотряда (ОАО) одновременно был коман-
диром летного отряда или другой структурной единицы, вошед-
шей в ОАО. При подобной ситуации руководитель невольно будет
больше внимания уделять своему объекту в ущерб другим.
Деятельность руководителя.носит творческий характер: не
все принимаемые решения могут быть найдены с помощью имеющих-
ся методик.
Режим труда руководителя находится в тесной зависимости
от ритма работы подчиненных ему служб и работников, от нали-
чия своеобразных элементов в структуре затрат рабочего вре-
мени, таких как "разбор почвы", "подготовка к совещанию",
"прием по личным вопросам" и др. Чем выше должность руководи-
теля, тем больше его работа сводится к постановке задач перед
подчиненными и к принятию или отклонению предлагаемых ему раз-
работанных ими вариантов решений.
Имеются попытки создать описательный аналог (модель) все-
го того, что и как должен делать руководитель, добиваясь
наилучших результатов. В основу такой модели положено рас-
членение трудового процесса руководителя на его составные
части и элементы в соответствии с логической последователь-
ностью выполняемых им работ. Изучение и анализ фактов, влияющих
на длительность составных частей и элементов трудового процес-
са руководителя, позволяют установить рациональность его ре-
жима и стиля и на этой основе разработать оптимальную модель.
Модель и методы сетевого планирования позволяют увязать все
работы руководителя между собой, определить сроки их осущест-
223
вления, обеспечить координацию и логическую -последовательность
их выполнения.
7,5,	Особенности психологического отбора
и профессионально^ подготовки групп
Высокое профессиональное мастерство - основа безопасности
полетов, это не простая сумма возможностей каждого входящего в
экипаж специалиста.
Правильный психологический подбор коллектива позволяет
компенсировать отрицательные и повышать положительные качест-
ва входящих, в него людей, обеспечивая в целом хорошие резуль-
таты работы. Это, как правило, проявляется во время быстрых
координированных действий в сложных условиях, при выполнении
дискретных операций (выцуск шасси, уборкг и выпуск закрылков
и т.п.). Очень важна четкая, слаженная работа, когда необхо-
димо своевременно информировать командира о непредусмотренной
планом полета потере высоты, скорости, уклонении самолета от
заданного курса, возможном отказе какого-либо прибора или
системы.
Поэтому при комплектовании летных экипажей помимо профес-
сиональной подготовки должны непременно учитываться психоло-
гическаясовместимость членов экипажа, единство мотивов и
норм поведения, симпатии и антипатии между ними. Очень мно-
.гое зависит здесь от командира корабля: от его умения сохра-
нять необходимую тактику поведения в различных условиях рабо-
ты, от его способности правильно совмещать официальные и нео-
фициальные отношения в экипаже. Такие качества, как излишняя
прямота и резкость в общении с членами экипажа, не должны
преобладать у командиров кораблей.
Члены, экипажа в условиях аварийной ситуации должны не
только быстро оценивать динамику складывающейся обстановки, но
и уметь прогнозировать вероятные действия командира и помогать
ецу.
Для эффективной работы экипажа необходимо осуществлять
психофизиологический подбор его членов.
Эмпирически, с помощью метода "проб и ошибок" подбирать
экипаж неэффективно. Дело в том, что даже хорошие знания инди-
видуальных психофизиологических особенностей каждого оператора
не позволяют с высокой уверенностью предсказать поведение че-
ловека в группе, характер взаимоотношений между отдельными ее
членами, согласованность их действий. Поэтому следует изучать
психологические закономерности, действующие в небольшой группе.
Задачи рационального разделения функций среди членов груп-
224
пн в системе оператор - машина - среда, определение уровней
автоматизации системы в настоящее время решаются как в процес-
се слядяния систем и в ходе экспериментальных исследований с
применением специальных моделей группового поведения, так и
после создания систем, в ходе их эксплуатации.
Поскольку на качество функционирования человеко-машинной
системы (ЧМС) оказывает воздействие много факторов (как внут-
ренних, так и внешних) в различных сочетаниях, описать их
аналитически не представляется возможным. На помощь приходит
метод стохастического моделирования, позволяющий получить цело-
стную картину функционирования ЧМС.
В таких модельных опытах с применением ЭВМ определяются, и
исследуются такие характеристики группы, коллектива, экипажа,
как количество операторов, их квалификация, профессиональная
подготовка и дееспособность, спаянность коллектива и др.
Модель поведения группы можно создать исходя из основного
понятия функционирования системы - выполнение функций или
отказ. Действие оператора при этом можно закодировать с по-
мощью двоичных символов ('I и 0). В самой краткой записи по-
ведения оператора такие качественные его характеристики, как
эмоциональное состояние, уровень собственных требований к
качеству выполняемой операции, поставлены в зависимость от
выполнения элементарной операции.
С помощью таких моделей можно количественно описать дея-
тельность группы, связав показатели напряженности операторов,
их рабочие характеристики с характеристиками технической
части системы, и получить в конечном итоге суммарные, интег-
ральные критерии ЧМС, в частности вероятность выполнения
системой целевой функции, точность (или) и производительность
ЧМС и др. Для получения статистически значимых результатов
процесс моделирования многократно повторяется. В ходе экспе-
риментов удается сравнить несколько вариантов систем и выбрать
наиболее подходящую. На моделях можно выбирать и уточнять
алгоритмы деятельности операторов, их численность и др. На
моделях можно ^евледовать поведение системы в целом при отка-
зах части- оборудования и "отказах" операторов, при их переу-
чивании или частичной потере квалификации.
При разработке моделей необходимо добиваться выполнения по
крайней мере двух условий:
модель должна быть достаточно общей, дающей возможность
описания довольно широкого класса систем и целей;
модель должна быть правдоподобной, адекватной реальной
действительности, на ней должно осуществляться моделирование
ситуаций с приемлемой погрешностью.
225
Установлено, что даже в самых благоприятных условиях люди,
разнообразные по своим индивидуальным свойствам, по-разноьу,
проявляют себя в групповой деятельности, в особых условиях
работы группы. По мнению советского ученого Ф.Д.Горбова, од-
ного из создателей метода подбора группы, для решения задач
ее формирования определенное значение имеют экспериментальные
методы исследования, в основу которых положена идея модели-
рования’ системы, состоящей из нескольких устройств (по чис-
лу членов группы), каждой из которых управляет один из потен-
циальных членов будущей группы.
В целях моделирования взаимосвязанной и взаимозависимой де-
ятельности в группах Ф.Д.Горбов предложил "гомеостатическую
методику"*. Им было установлено, что эффективность взаимосвя-
занной групповой деятельности можно определить на основании
того, устанавливается или не устанавливается определенный уро-
вень равновесия в системе. Деятельную и эффективную группу,
быстро установившую:равновесие, можно охарактеризовать как
стабильцую, имеющую г&меостатичеокие черты адаптации.
"Гсмеостат" Ф.Д.Горбова состоит из пульта (по числу членов
группы). В задачу каждого человека исследуемой группы входило
-'установить стрелку индикатора на своем цульте на отметку "О".
При работе каждый исследуемый, добиваясь выполнения своей це-
ли, воздействовал на стрелки индикаторов партнеров. Экспери-
ментатор мог варьировать уровень сложности задачи, изменяя
коэффициент взаимосвязи. Задача группы считалась выполненной
только тогда, когда все члены группы устанавливали стрелки
на "О". Ход работы членов группы регистрировался, благодаря
чецу имелась возможность проанализировать не только характер
действия всей группы, но и тактику каждого из ее членов. По-
лиэФФекторный метод регистрации физиологических показателей
позволял оудить об эмоциональном состоянии исследуемых.
"Гсмеостат" ‘был сконструирован так, что при решении легких
задач стр>атегия группы могла основываться на однозначной так-
тике испы'уемых; при усложнении задачи эта стратегия не при-
водила к успеху. При решении трудных задач кто-либо из опе-
раторов должен был отклоняться от "естественной" тактики. Та-
йкой оператор, условно названный лидером, уже не стремился не-
медленно установить свою стрелку на "О", что он делал ранее, а
* Английский нейрофизиолог У.Эшби построил аналогоцую модель
многосвязанных процессов управления, решающих задачу гомеоста-
зиса, и назвал его гомеостатом. Гомеостазис - свойство органи-
зма удетживать свои характеристики в допустимых для его суще-
ство Дания пределах (например, поддержание определенного по-
ложения тела, постоянство температуры тела, стабилизация со-
держания кислорода в крови, а также сахара и гормонов).
226
либо инжидяя, пока она сама передвинется в нужном направлении
под влиянием действующих партнеров, либо, что были присуще
наиболее активным и целеустремленным испытуемым, невзирая на
временный ущерб, намеренно уводил свою стрелку от "О", если
такова была тенденция ее спонтанного (но, разумеется, связан-
ного с деятельностью партнеров) движения. Этот оператор дей-
ствовал как бы "против своих интересов", постоянно уменьшая
амплитуду колебательных движений, приводя таким образом всю
систему в состояние равновесия на заданном уровне. Лидер в
группе оказался не только более "сообразительным" ее членом,
но и оператором, обладающим выдержкой, способностью быстро и
адекватно оценивать ситуацию, более тонко и адекватно анали-
зировать поступающую информацию, быстро обобщать и прогнозиро-
вать возможные действия партнеров, оптимально по времени и
величине своими действиями воздействовать на них, действо-
вать точно и целенаправленно в интересах группы, способным
к весьма тонкому регулированию внутригрупповых процессов.
'Эксперименты показали, что сложная групповая взаимосвя-
занная деятельность не может быть эффективно выполнена груп-
пой, в которой не сформировалась необходимая для деятельнос-
ти психологическая структура, регламентирукщая строгое рас-
пределение функциональных обязанностей мевду. членами группы:
лвдер-ведомые.
Установлено, что разные группы по-разному обучаются сов-
местной взаимосвязанной деятельности и что отдельные люди
имеют тенденцию к различным тактикам. У некоторых испытуемых
проявляется склонность к работе в одиночку. Установлено так-
же, что индивидуальные особенности, определенные в порядке
наблюдения или при использовании широко распространенных
специальных методов, не позволяют сами по себе судить о том,
какой вклад будет сделан данным оператором в составе команды,
экипажа или какой-нибудь другой оперативной группы.
С помощью гомеостата Ф.Д.Горбова в принципе можно срав-
нить различные группы и определить, какая из них лучше
обучается. При применении методики "гомеостата" для изучения
групповой деятельности операторов функции каждого оператора
связываются с функциями всех остальных, поскольку в этих опы-
тах операторы управляют взаимосвязанными приборами и "коле-
'бания" каждого звена сказываются на всей системе.
Исследования на описанном устройстве и другие методы (на-
пример, парная словесная проба и пробы с лидером, разработан-
ные также советским ученым М.А .Новиковым) представляют собой
227
мощное средство определения типологических особенностей и
сравнения различных групп между собой.
В результате таких исследований можно выделить в группе
ведущих (лидеров) и ведомых, т.е. людей, которым свойствен-
на внушаемость (ее можно довольно точно оценить и, если
нужно, преодолеть), а также определить степень обученности
группы - зто вовсе не сумма индивидуальных качеств ее членов,
поскольку для совместной работы кроме "железных нервов” тре-
буется еще и дружелюбие, терпимость и даже склонность к юмору.
Изучение функционирования группы позволит поставить организацию
работы коллективов на строго научную основу и поможет решить
проблему надежности операторов как части системы "человек -
машина".
Количество членов экипажа самолета и их специализация вы-
бираются на основе детального анализа задач, стоящих перед
самолетом, а также с учетом уровня автоматизации систем и
ряда других факторов.
Психофизиологическая совместимость - это совместимость рит-
мов и темпов психической деятельности- людей. Ведь все люди
отличаются друг от друга особенностями своего темперамента и
характера, интересами, потребностями, мнениями. Однако в ус-
ловиях полета индивидуальные черты поведения оператора подчиня-
ются сильному влиянию коллектива. Члены экипажа по чисто че-
ловеческим, субъективным качествам должны наилучшим образом
дополнять друг друга, составлять крепкий,"дружный, работоспо-
собный коллектив. Нужно так подобрать группу, чтобы сочетание
определенных ладей гарантировало наиболее эффективное выполне-
ние полетного задания. Эти задачи должны решаться с использо-
ванием методов групповой психологии на наземных стендах-имита-
торах и тренажерах групповой деятельности.
Группы, объединенные общей целью на основе общности инте-
ресов, взаимной симпатии и дружбы, называют гомфотропными (от
греческого слова "гомфо", что в переводе означает сколачивать,
сбивать) или психофизиологически совместимыми. Для них харак-
терны не только высокая жизнеспособность, одинаковая направ-
ленность эмоционально-волевых реакций И поведения, но и спо-
собность, что очень важно, нивелировать внутри группы харак-
теры, вкусы и привычки.
На основе имеющихся в современной психологии и физиологии
высшей нервной деятельности данных по определению качеств
(особенностей) отдельных индивидуумов (тип, характер ВНД, ин-
дивидуальные психологические особенности) создается возмож-
ность для отбора будущих членов экипажа с последующим созда-
228
нием экспериментальных ситуаций (соревновательных, условно-
конфликтных) для поиска путей надежного выявления качества
деятельности и совместного существования двух или многих
лиц как единого целого. В основу исследований, в которых фи-
зиологическая и психологическая стороны будут сочетаться в
одном эксперименте, можно положить принципы теории игр.
Для подбора экипажей необходимо проводить исследования
психологических аспектов взаимодействия лвдей при выполнении
взаимозависимой деятельности, протекающей в условиях дефицита-
времени и в аварийных ситуациях. Такой подход, так же как а
любые другие пробы, где используются соревновательные, игровые
показатели, нисколько не стирает индивидуальных особенностей.
Наоборот, они выступают еще более ярко. Выявив слабые стороны
данного человека, необходимо проводить с ним индивидуальную
тренировку, чтобы устранить его недостатки.
Следует разработать мероприятия и средства повышения ус-
тойчивости группы в зкстреьвльных условиях, разработать вопро-
сы оптимального "соединения” группы с автоматами или группами
автоматов.
И, наконец, следует рассмотреть вопрос о создании электрон-
ной вычислительной машины, моделирующей поведение индивидуу-
мов при выполнении групповой взаимозависимой деятельности для
определения оптимальной тактики оператора в данной группе, и
использовать подобную машину при исследованиях по подбору эки-
пажей многоместных самолетов. Члены групп наряду с технически-
ми устройствами являются источниками информации один для дру-
гого . Все это необходимо учитывать при' создании системы управ-
ления и разработке способов и средств совместной тренировки
операторов.
Практика показывает, что даже очень опытные и хорошо обучен-
ные операторы могут допускать грубые ошибки в работе. Поэтому
для особо важных систем целесообразно использовать двух и более
самостоятельно работающих операторов. При достаточно высокой
степени надежности контрольно-согласующего устройства, напри-
мер с двумя входами, ошибка может произойти только в том слу-
чае, если оба оператора одновременно совершают ее. Вероятность
такого совпадения очень мала, что значительно повышает общую
надежность работы системы.
Расчеты, подтвержденные экспериментом, показывают, что ес-
ли при работе одного оператора было 116 ошибок на 10000 опера-
ций, то при одновременной и независимой работе двух операторов
число ошибок снизилось до 37 на I млн.операций, т.е. умень-
шилось в 300 раз.
229
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
М -М^пт^но строение а?§73ИК44^ПсД А,Г,Мунина и В.Е.Квитки.
2.	Агаджанян Н.А. Ритмы жизни и здоровье. М.: Знание-, 1975.96 с.
3.	Андрианова В.Е. Деятельность человека в системе управле- '
ния. Л .: W , 1У74. 135 с.	,
4.	Безопасность космических полетов/Г.Т.Береговой, А.АДи-
.шенко, Г .11.ШЙОанов, В.И.Ярополов. М.: Машиностроение, 1977,264 с.
"5. Бугаев Б,П., Денисов В.Г. Пилот и самолет. М.: Машино-
строение,"!^. И/Ъ.----------
6.	Венда В,ф. Видеотерминалы в информационном взаимодей-
ствии (инженерно-психологические аспекты). М.: Энергия. 1980.200 с.
7.	Вевда В,ф. Инженерная психология и синтез отображения
информации. М.: Машиностроение, 1975, 396 с.
8.	Вевда В.Ф,, Нафтульев А.И., Рубахин В,ф, Организация
труда операторов (инженерно-психологические проблемы). М.:
Экономика, 1978. 224 с.
9.	Военная инженерная психология/ Под ред. Б.Ф.Ломова и
др. М.: Воениздат, 1970 . 397 с.
10.	Вудсон У., Коновер Д, Справочник по инженерной психоло-
гии для инженеров и художников-конструкторов /Пер.с англ. М.:
Мир, 1968. 518 с.
II.	Горбов Ф.Д. Космическая психология. - В кн.: Космичес-
кая биология и медицина. М.: Наука, 1966, с. 34-62.
12.	Дэнисов В.Т. Космонавт и космический корабль. М.: Ма-
шиностроение, 1979. 158 с.
13.	Денисов В.Г., Снищенко В.Ф, Инженерная психология в
авиации и космонавтике. М.: Машиностроение, 1972. 316 с.
14.	Денисов В.Г. .Онищенко В.Ф. Инженерная психология и кос-
мический полет. М.: Знание, 1975. 96 с.
15.	Денисов В.Г., Онищенко В.Ф., Скрипец н.В. Авиационная
инженерная психология. М.: Машиностроение, 1977. 216 с.
16.	Денисов В.Г,,£крипец А.В., Онищенко В.Ф. Человек,
.твои психофизиологические возможности. Киев: Здоровье, 1980.144 с.
Г7. Дэнисов В.Г., Сокол В.В. Радиоэлектроника и эргономи-
ка'. М.: Знание, 19741. 64 с.
18. Инженерная психология в применении к проектированию
оборудованию /Пер. с англ. М.: Машиностроение,1971. 488 о.
JE9. Кейдель В.Д.Физиология органов чувств. М.:Медицина,1975.214с.
20.	Костюк В.И.,~Ходаков В.Е. Системы отображения информа- ‘
пии и инженерная психология. Киев: Вища школа. Т977. 192 с.
21.	Котик М.А. Курс инженерной психологии. Таллин: Валгус,
1978. 364 с.
22.	Крищюнас К.С. Преобразование эргатической информации.
Вильнюс: Мокслас, 1981. 192 с.	,
23.	Крылов А.А. Человек в автоматизированных системах уп-
равления. Л.: Л1У, 1972. 192 с.
230	.	!
24.	Куприянович Л .И. Резервы улучшения памяти.М.: Наука.1970.144 с
25.	Лебедев В.И. Профессия века. М.: Наука, 1978. 192 с.
26.	Ломов Б.Ф., Завалова Н.Д., Пономаренко В.А. Принцип
активного оператора в инженерной психологии. - В кн.: Инже-
нерная психология. М.: Наука. 1977. с.119-133,.
27.	Ломов Б.Ф. Человек и техника. М.: Советское радио, 1966.461с.
28.	Ляликов А~7п. Человек - электроника - корабль. Л.:
Судостроение, 1978. 280 с.
29.	Меньшов А.И. Космическая эргономика. Л.: Наука, I97I..296 с,
30.	Меньшов А.И., Рыльский Г,И. Человек в системе управ-
ления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1976. 192 с.
31.	Методика летного обучения /П.В. Картамышев, А.К.Тара-
сов. М.: Транспорт, 1974, 312 с.
32.	Методы инженерно-психологических исследований в ави-
ации /Ю.П.Доброленский, Н.Д.Завалова, В.А.Пономаренко, В.А.Ту-
ваев. М.: Машиностроение, 1975, 280 с.
33.	Монмоллен М.Системы "Человек и машина". М.: Мир,1923,248.с.
34.	Небылицын В.Д. Надежность работы операторов в сложной
системе управления. - В кн.: Инженерная психология. М.: Изд.
МГУ, 1964, с. 358-367.
35.	Невельский П.Б, Объем памяти и количество информации
- В кн.: Проблемы инженерной психологии. М.: 1965, вып.З, с.19-118.
36.	Нерсесян Л.С., Кнопкин О.А. Инженерная психология
и проблема надежности машиниста. М.: Транспорт, 1978 . 239 с.
37.	Основы инженерной психологии /Б.А.Душков, Б.Ф.Ломов,
В.Ф.рувахин, Б.А.Смирнов. М.: Высшая шкала, 1977 . 335 с.
38.	Павлов В.В, Начала теории эргатических систем. Киев:
Наукова Думка, 1975, 240 с.
39.	Парыгин Б.Д. Социально-психологический климат коллек-
тива. Л.: Наука, 1981. 192 с.
40.	Плауонор,К.К,Вопросы психологии труда.М:Медицина.1970.264 с.
41.	Покровский Б.Л.Летчику о психологии. М.:Воениздат,1974,П8с.
42.	Про из водственная эргономика /И.М.Волкова, И.А*Тончаров,
С.И.Горшков и др. М.; Медицина, 1979. 312 с.
43.	Психология труда и инженерная психология /М.А.Дмитри-
ева, А.А.Крылов, А.И.Нафтульев. Л.: ЛГУ, 1979. 224 с.
44.	Радченко Я.В. Руководитель в системе управления произ-
водством (формальное и неформальное в деятельности руководи-
теля) . М.: Знание, 1980. 64 с,
45.	Сидоров О.А. Физиологические факторы человека, опреде-
ляющие компоновку места управления машиной. М.: Оборонгиз,1962.363.
46.	Смирнов Б.А., Самошкина Н.М. Человек,техника , труд.
Харьков: Прапор, 1975. 206 с.
47.	Трапезников В.А. Человек в системе управления. - В
кн. Научно-техническая революция и человек. М.: Наука, 1977,
с.195-210.
48.	Человек и вычислительная техника /В.М.Глушков, В.И.Бра-
новицкий, А.М.Довгялло и др. Киев:. Наукова Думка, 1971, 295 с.
49.	Шмидт М. Эргономические параметры. М.: Мир, 1980, 240 с.
50.	Шорин В.Г., Попов Г.Х., Горячев Г.Д. Стиль работы,
руководителя. М.: Знание, 1976. 64 с.
51.	Экспериментально-^психологические исследования в
авиации и космонавтике /Г.Т.Береговой, Н.Д.Завалова, Б.Ф.Ло-
мов, В.А.Пономаренко. М.: Наука, 1978 . 304 с.
52.	Эксплуатация авиационного оборудования и безопасность
полетов /В.Г.Денисов, В.В.Козарук, А .С. Кураев и др. М.':
Транспорт, 1979. 240 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................................................    з
Глава I. Авиационная инженерная психология, ее задачи и
проблемы..................................................7|	4
I.I.	Качественные изменения техники и повышение роли чело-
века в авиации................................................ 4
1.2.	Авиационная инженерная психология и ее научное со-
держание ..................................................   10
1.3.	Связь авиационной инженерной психологии с другими
научными дисциплинами........................................ II
1.4.	Краткие сведения о развитии авиационной инженерной j
психологии и состоянии ее проблем .........................   12
1.5.	Структура курса авиационной инженерной психологии .. 14
Глава 2. Некоторые психофизиологические характеристики
анализаторных систем оператора ............................   15
2.1.	Зрительный анализатор и его функции................. 17
2.I.I.	Устройство, зрительного анализатора..............	17
2.2.2.	Основные функии зрительного анализатора .......... 19
2.2.	Слуховой анализатор и его функии.................... 38
. 2.2.1. Устрйство слухового анализатора...................  38
2.2.2.	Основные функции слухового анализатора............ 40
2.2.3.	Восприятие звука. Звук и его характеристика...... 41
2.2.4.	Восприятие.щума. Щум и его характеристика........ 43
2.2.5.	Методы снижения щума.............................. 50
2.3.	Двигательный анализатор и его функции .............. 54
2.3.1.	Устройство двигательного анализатора ............. 54
2.3.2.	Основные функции двигательного анализатора....... 55
2.4.	Вестибулярный анализатор и его функции.............  60
2.4.1.	Устройство вестибулярного аппарата................ 60
2.4.2.	Основные функции вестибулярного анализатора ...... gj
Глава 3. Человек-оператор в авиационных системах управ-
ления ....................................................... 65
3.1.	Человек-оператор на самолете....................... 68
3.2.	Человек-оператор в системе управления воздушным дви-
жением ...................................................... 76
3.3.	Человек-оператор в системе обслуживания авиатехники. 80
3.4.	Человек-оператор в авиационных автоматизированных
системах управления производством ........................... 86
3.5.	Сравнительные оценки возможнестей оператора и ма-
шины 	     91
232
Глава 4. Характеристики функциональных возможностей
оператора и их инженерно-психологическая оценка.............
4.1.	Пропускная способность и временные характеристики
оператора...................................................
4.1.I.	Основные особенности деятельности оператора ......
4.1.2.	Некоторые понятия теории информации...............
4.1.3.	Определение понятия пропускной способности опера-
тора .......................................................
4.1.4.	Временные характеристики оператора...............
4.2, Надежность оператора................................
4;2 Л J Определение понятия надежности...................
4.2.......................'2. Ошибки оператора ..........
4.2.3.	Свойства оператора, обусловливающие его надежность
4.2.4.	Факторы, влияющие на надежность оператора .......
4.3.	Психофизиологическая напряженность оператора.......
4.4.	Память оператора ....;.............................
4.4.1.	Свойства и основные формы памяти.................
4.4.2.	Каналы передачи информации и повышение их пропуске:
способности...................................................
4.4.3.	Механизм памяти ...........................  ..I
Глава 5. Психофизиологические особенности систем отоб-
ражения информации в авиации ..............................
5.1.	Общие требования, предъявляемые к информационной
модели	....................................................
5.2.	Классификационные признаки элементов сенсорного по-
. ля информационной модели.....................................
5.3.	Сигнализаторы в системах отображения информации ....
5.4.	Ручные органы управления сенсомоторного поля инфор-
мационной модели...........................................
5.5.	Перспективы развития информационных моделий в авиа-
ции г	........................;...........................
Глава 6. Отбор и тренировка авиационных операторов.........
6.1.	Вопросы профессионального отбора авиационных опера-
торов 	....................................................
6.2.	Обучающая аппаратура и тренировка авиационных опера-
торов 	....................................................
6.3.	Формирование навыков при обучении...............
6.4.	Перспективные обучающие средства................
Глава 7. Социально-психологические вопросы управления
коллективами авиаспециалистов..............................
7.1.	Общие вопросы групповой деятельности .............
7.2.	Общие требования- к руководителю производственного -
коллектива,..........................................
7.3.	Принятие решений руководителем группы ............
7.4.	Особенности деятельности руководителя в группе .....
7.5.	Особенности психологического отбора и профессиональ-
ной ПОДГОТОВКИ групп.........................................
Список литературы........................................
ай К 88 азё 2 § g 3	£ g gg gggSB§§5§s sss ж