Учение об иллюзиях полета. Основы авиационной делиалогии

Владимир Пономаренко, 2007

В книге представлены 172 иллюзии, возникающие у летного состава в полетах на самолетах и вертолетах. Психолого-педагогический анализ содержания иллюзий позволил их расклассифицировать по восьми параметрам: наименование иллюзии, частота встречаемости, длительность воздействия, влияние на безопасность полетов, механизмы, причины, условия, способствующие ее яркому проявлению, действия пилотов при возникновении иллюзий. Материал изложен в учебно-педагогическом ключе: виды проявления, механизмы, средства борьбы. Создан новый полноценный каталог дезориентаций в виде открытой системы для пополнения ее летным составом, методистами летного обучения. Книга рассчитана на инструкторский и летный состав, авиаспециалистов, в том числе преподавателей летных учебных заведений, авиационных врачей, психологов и эргономистов, а также участников комиссий по расследованию летных происшествий и представителей авиаадминистрации.

2 Краткая характеристика функциональных систем человека (анализаторы органов чувств)

Для о беспечения целесообразного поведения человека необходимо, чтобы в его мозг поступала надежная и неискаженная информация  — сигналы из внешней и внутренней среды организма. Эти сигналы воспринимаются органами чувств или физиологическими анализаторами (глаза, уши, кожа и пр.), надежно и неискаженно передаются в мозг, где осуществляется их правильная, неискаженная интерпретация и понимание. В каждый данный момент в мозг поступает огромное количество информации о самочувствии, позе, положении рук и ног, повороте и наклоне головы, поле зрения и т. п. Поведение человека и его деятельность основываются на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и состоянии организма.

Весь этот процесс осуществляется с помощью анализаторов, являющихся частью центральной нервной системы. Информация, поступающая через анализаторы (органы чувств), называется сенсорной, т. е. чувственной, а процесс ее приема и анализа  — сенсорной деятельностью.

Для более ясного представления об иллюзиях и необходимых мерах по их предупреждению пилоту необходимы некоторые знания о работе анализаторов сенсорной системы в норме. Ниже приводятся основные данные о психофизиологии этих анализаторов.

Каждый анализатор  — это сложное нервное образование, состоящее из трех элементов (см. рисунок 2.1).

Периферическая часть анализатора  — это рецепторы, специфические нервные клетки, как бы датчики или антенны, вынесенные на поверхность тела для лучшего контакта с сигналами внешней среды (некоторые рецепторы расположены во внутренних органах и системах организма). Каждый анализатор имеет свои специфические рецепторы, воспринимающие только соответствующий данному анализатору поток энергии (световой, звуковой, термической, химической и др.). Рецепторы преобразуют энергию внешнего раздражителя (сигнала) в нервные импульсы, которые передаются по нервным путям (волокнам) в ЦНС, где происходит их окончательная обработка и анализ. Но этот процесс не является дискретным. В центральной нервной системе по ходу анализа поступающей информации также вырабатываются нервные импульсы, которые направляются обратно к рецепторам для их оптимальной настройки и восприятия сигналов. Тем временем в мозгу происходит идентификация сигнала по цвету, размеру, форме, расстоянию и другим характеристикам. Собранная таким образом информация о сигнале интегрируется с информацией, находящейся в памяти, о сходном прошлом опыте и в какой‐то момент опознается характер и значение того, что мы видим и ощущаем.

Рис. 2.1. Функциональная схема анализаторов

По такому принципу функционируют все сенсорные анализаторы. Каждый сенсорный анализатор различает несколько качеств сигнала: зрительный  — цвет, яркость, размер, форму и т. д.; слуховой  — тембр, высоту звука, его интенсивность, и пр.Уровень активности рецепторных клеток отражает интенсивность воспринимаемого сигнала: чем ярче свет, громче звук, сильнее запах, тем выше активность рецепторов. Интенсивность (сила) ощущения сигнала влияет на его интерпретацию: восприятие шума может быть неприятным, раздражающим, если его воздействие слишком сильно и/или продолжительно. Но по мере воздействия сигнала (например, звука) реакция рецепторов ослабевает, снижается порог восприятия. Такое снижение интенсивности ощущения рецепторов называется их адаптацией к сигналу [76].

Следует отметить, что чувствительность анализаторов как к интенсивности, так и к другим параметрам сигналов не только определяется адаптацией рецепторов, но и зависит от многих других факторов: комплекса окружающих условий, взаимодействия анализаторов между собой, индивидуальных особенностей человека, его функционального состояния, времени суток и т.п.

Таблица 2.1

Основные сенсорные анализаторы человека

В таблице 2.1 приводятся шесть основных анализаторов (органов чувств) человека, которые воспринимают специфические для каждого из них распознаваемые ими свойства (качества) сигнала.

В деятельности пилота преобладает зрительный анализатор. Используются также и другие анализаторы, которые обеспечивают информационную модель полета. Часто встречаются зрительные и вестибулярные иллюзии, что определяется особенностью функции этих анализаторов. Ниже будет рассмотрен каждый анализатор в отдельности.

2.1 Зрительный анализатор

Зрение обеспечивает не только большую часть необходимой информации (80 %) для формирования информационной модели полета, но и играет роль корректора и контролера вестибулярного и кинестетического сигналов, особенно при поступлении ложных сигналов. Зрение играет также существенную роль при пространственной ориентировке, которая складывается на основе зрительной информации и психических процессов анализа и синтеза сигналов видимых ориентиров [16].

Органами зрительного восприятия являются глаза, реагирующие на световые сигналы. Предметы, объекты, их цвета различаются тем, какую часть видимого спектра они отражают или поглощают. Глаза человека по строению и функционированию напоминают фотографический аппарат (рисунок 2.2). Он состоит в основном из «камер» и рецепторов. На первом плане камеры расположена оболочка  — роговица, где происходит первичная фокусировка световых лучей. Затем важным элементом является хрусталик  — биологическая линза, которая завершает процесс фокусировки. Еще один элемент  — это радужная оболочка, круговая мышца, которая способна изменить количество поступающего в глаз светового потока с помощью находящегося в ее центре зрачка. Расширяя или сужая отверстие, зрачок играет роль диафрагмы. Процесс фокусировки осуществляется главным образом хрусталиком благодаря тому, что он может изменять кривизну, становясь более или менее плоским или выпуклым в зависимости от расстояния до объекта. Такая способность к приспособлению хрусталика называется аккомодацией.

Далее, позади расположена сетчатка, на внутреннем слое которой расположены фоторецепторы  — палочковидные и колбочковидные клетки в перевернутом виде по отношению к пучку падающего света, из‐за чего изображение объекта проецируется на сетчатке в перевернутом виде. С сетчатки, вернее, с фоторецепторов начинается путь зрительного нерва, передающего нервные импульсы зрительной зоне мозга, где происходит опознание предмета и восстановление его нормальной проекции  — как он выглядит на самом деле.

Хотя у человека два глаза, отображение от предмета с обоих глаз в мозгу объединяется, становится единым  — бинокулярным. Зрительная система, кроме параметров, указанных выше, определяет местоположение объекта, его предметную характеристику, причем все эти процессы происходят одновременно [9].

Наиболее важными функциональными параметрами зрительной системы для деятельности пилота являются:

1. ОСТРОТА ЗРЕНИЯ

Острота зрения  — это порог разрешающей способности глаза: при минимальном угле две равноудаленные точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности и контрастности объекта, его расположения в поле зрения, формы размера и т. п. За единицу остроты зрения принимается способность различать промежутки шириной 1,5 мм на расстоянии 5 м (в пределах оси фиксации). При отклонении всего на 10 градусов от оси фиксации острота зрения снижается до 0,2 [9].

Глаз человека воспринимает световые волны длиной от 760 ммк (красный цвет) до 400 ммк (фиолетовый цвет ). Более длинные инфракрасные (более 760 ммк) и более короткие ультрафиолетовые волны глаз человека не воспринимает.

2. ПОЛЕ ЗРЕНИЯ

Предмет лучше всего видится в центральном поле зрения (в пределах 90° в обе стороны). Однако предметы, находящиеся за пределами этой зоны, также охватываются взглядом без поворота глаз и головы. Для пилота хороший необходимый обзор достигается при наличии следующих углов зрения: в сторону носа  — 60°, в сторону уха  — 95°, вверх  — 60°, вниз  — 70° [76].

Поля зрения для каждого глаза в отдельности при ахроматическом (не цветном) освещении следующие: сверху  — 50°, снизу  — 70°, в направлении к другому глазу  — 60°, в противоположном направлении —90°. Общее поле зрения при бинокулярном зрении (двумя газами) по горизонтали составляет 180°.

Для хроматического зрения положение границ поля зрения зависит от цвета и угловых размеров объекта: границы поля зрения сужаются при уменьшении размеров объекта, его яркости. утомлении и воздействии неблагоприятных факторов полета (шум, вибрация и пр.) [76].

Поля зрения расширяются при повороте глаз на 15–20°, особенно при повороте головы до 147° (см. рисунок 2.2).

В самолете поле зрения пилота ограничено спереди и сверху приборными панелями. Для различения предмета на дальнем расстоянии следует учитывать следующие условия: поле зрения, размер объекта, его контрастность, а также остроту зрения и внимание к объекту. В тумане, облаках обнаружить объект невозможно. Если объектом является самолет, то его размеры разнятся в зависимости от его положения; когда он летит навстречу, то выделяется образованная крыльями линия с утолщениями в местах расположения фюзеляжа и двигателей. Наибольшая площадь видима сбоку. Контрастность, определяемая соотношением яркости фона и самого объекта, также важна, так как темные предметы хорошо выделяются на фоне белых облаков. Трудно обнаруживаются самолеты на фоне голубого неба и слепящего солнца.

Рис. 2.2.1. Глаз в поперечном разрезе. Изображены хрусталик и поддерживающий его аппарат, радужная оболочка и сетчатка с ее рецепторами (1  — роговица; 2  — хрусталик; 3  — склера; 4  — сетчатка; 5  — фоторецепторы; 6  — зрительный нерв)

Рис. 2.2.2.

А  — поля зрения при максимальном повороте глаза;

Б  — поля зрения при максимальном повороте глаза и головы

(1  — бинокулярное зрение; 2  — направление в правую сторону; 3  — направление в левую сторону)

Сколько времени требуется для того, чтобы увидеть?

Рассчитано [28], что общее время от момента восприятия до опознания объекта составляет порядка 1,43 с, а общее время зрительного контроля  — 2,3–4,1 с, в том числе движение глаз в направлении приборной доски для контроля приборов  — 1,0 с (см. таблицу 2.2).

Если после осмотра горизонта перевести взгляд на приборы в кабине, прочесть их показания и вновь заняться осмотром горизонта, то на какое‐то время горизонт начисто выпадает из поля зрения. Время, необходимое для переноса взгляда на приборы и обратно на горизонт, составляет 2,31 с [88] (см. таблицу 2.2, нижняя часть).

Указанное время  — это средняя величина. При выполнении маневра во избежание столкновения с реальным самолетом в воздухе необходимо еще приблизительно 3,5 с от момента принятия решения до осуществления маневра. Общее время составляет примерно 5 с в зависимости от индивидуальных особенностей пилота.

3. ОСОБЕННОСТИ НОЧНОГО ЗРЕНИЯ

В темноте часть рецепторов (клетки колбочки) теряют светочувствительность, а функционируют только клетки палочки, для максимальной чувствительности которых требуется 30 минут на адаптацию. В течение этого сравнительно небольшого промежутка времени могут возникать различные иллюзии. Острота ночного видения снижается сразу же после выхода на освещенное место. Для его повторного восстановления в темноте вновь требуется 30 мин. Поэтому, если для ознакомления с документами (карта и пр.) необходимо использовать фонарь, то при этом следует прикрывать один глаз, чтобы сохранить хотя бы в нем остроту ночного видения.

Следует отметить, что на остроту ночного видения не влияет красный свет, но он изменяет цвет предметов. Так при красном свете трудно различать красные, синие, черные обозначения, например, на карте. По данным японских исследователей, слабый белый свет небольшой яркости не влияет на остроту ночного зрения. В связи с этим в последние годы появились летательные аппараты, в кабине которых для освещения используется слабый белый свет [28].

При полетах в условиях достаточной освещенности резкое снижение в наземные темные слои опасно, так как глаза не успевают адаптироваться к темноте. В результате пилот может не заметить какого‐либо препятствия, у него могут возникнуть зрительные иллюзии.

Таблица 2.2

Временные периоды функции зрения в полете

Темнота скрывает линию горизонта, окружающие визуальные ориентиры, и зрительное восприятие усложняется. На этой основе возможно возникновение иллюзий, ошибочных действий пилота. Например, размеры звезд или навигационных огней других летательных аппаратов кажутся больше, чем они есть на самом деле.

При определении расстояния по кажущимся размерам источника света возможны ошибки на почве иллюзии. Поэтому в ночное время рекомендуется соблюдать осторожность и выполнять маневр с достаточным запасом высоты и дальности, особенно при сближении с огнями. Вообще ночью извращенное восприятие источников света очень часто становится причиной зрительных иллюзий. Во избежание этого в ночном полете нужно полностью полагаться на показания приборов.

Как известно, посадка на основе визуального наблюдения местности  — сложная работа для пилота. Из кабины самолета посадочная полоса представляется в виде трапеции, поэтому даже для опытных пилотов принятие решения и осуществление корректировок при посадке оказывается нелегкой задачей. При посадке на более длинную, чем обычно, ВПП может показаться, что высота принятия решения была заниженной, а при посадке на более короткую полосу  — завышенной. Если перед ВПП имеется подъем или спуск, то легко ошибиться в выборе правильной высоты для захода на посадку. Наличие подъема или спуска (рельефа местности) перед полосой  — одна из причин зрительных иллюзий, особенно ночью.

Необходимо отметить, что пилот при посадке получает необходимую информацию не только из центрального поля зрения, куда направлена зрительная ось, но и из периферического поля зрения, на котором также отражаются размеры ангаров, других строений, высота деревьев и т. п. Все это учитывается пилотом при принятии решения о выборе высоты и скорости. Однако ночью эти процессы значительно затрудняются и возможно извращенное (иллюзорное) восприятие ориентиров.

4. ВОСПРИЯТИЕ МЕЛЬКАЮЩЕГО СВЕТА

Мелькающий свет имеет специфические особенности. Серия световых импульсов воспринимается как непрерывный сигнал, если интервалы между импульсами соизмеримы с временем инерции зрения. Критической частотой слияния мелькания (КЧСМ) является пороговая частота от 14 до 70 Гц в зависимости от скважности импульсов, их формы, яркости, угловых размеров световых сигналов, уровня адаптации рецепторов, функционального состояния зрительного анализатора. КЧСМ увеличивается при возрастании яркости, угловых размеров объекта (светового сигнала), при сокращении световой фазы относительно темноты и при повышенной возбудимости центральной нервной системы [76].

5. ВОСПРИЯТИЕ ДВИЖЕНИЯ

Восприятие движения имеет большое значение для пилота. Нижний абсолютный порог восприятия скорости составляет: при наличии в поле зрения неподвижного ориентира 1–2 угл. мин/с; без ориентира 15–30 угл. мин/с. Равномерное движение с малыми скоростями (до 10 угл.мил/с), при отсутствии в поле зрения неподвижных ориентиров может восприниматься как прерывистое. При оценке двух однородных объектов, один из которых меньше по угловым размерам, скорость меньшего завышается больше, чем более крупного (близкого) объекта [76].

Опознание расположения, формы объекта возможно в определенных границах: вверх  — 25°, вниз  — 35°, вправо и влево  — 32° от оси зрения. Порог восприятия абсолютной удаленности составляет 12 % при дистанции l≤30 м, относительной удаленности 12–14 мм, при дистанции 5–6 м [76].

Следует отметить еще одну особенность зрительного анализатора, которая не является патологией или иллюзией, но которую важно иметь ввиду пилотам. Это возникновение последовательных зрительных образов, которые появляются перед глазами непосредственно после прекращения восприятия светового сигнала или объекта. Например после яркой вспышки света образ наблюдаемого объекта возникает из темноты перед глазами несколько раз в определенной последовательности с промежутками 0,2 с, а затем затухает. Для светоадаптированного глаза после прекращения действия вспышки света или осмотра экрана (например, телевизора) через 1–1,5 с появляются отрицательные образы объекта, яркие поверхности кажутся темными (например, экран), а темные  — светлыми. При цветном объекте образ кажется окрашенным дополнительным цветом (белый). Возникновение последовательных зрительных образов зависит от состояния человека (утомление, возбуждение), от освещенности и яркости объекта и фона [76].

2.2 Слуховой анализатор

Слуховой анализатор играет меньшую роль в создании иллюзий, однако его значение в профессиональной деятельности пилота огромно. Имея некоторое представление о функции слухового анализатора, легче понять функции вестибулярного анализатора, тем более, что оба анализатора анатомически расположены во внутреннем ухе. Рассмотрим сначала слуховой анализатор.

Адекватным раздражителем для слухового анализатора является звук в диапазоне от 16 до 20 Гц. Звуковое давление, проходя через слуховой проход (выполняющий роль резонатора звука и предохраняющий внутренние части уха), воздействует на барабанную перепонку и вызывает ее колебания. Барабанная перепонка соединена со слуховыми косточками, которые передают колебания перепонки внутреннему уху. Звук, уловленный ушной раковиной, дойдя до внутреннего уха, усиливается в 90 раз, и возрастающее давление передается слуховыми косточками звуковоспринимающему органу Корти с волосковыми клетками  — рецепторами. Последние расположены на внутренней поверхности так называемой улитки, части костного лабиринта уха (см. рисунок 2.3). Лабиринт заполнен лимфатической жидкостью и состоит кроме улитки из полукружных каналов и отолитового органа. В верхней части улитки имеется отверстие, через которое первоначальное колебание барабанной перепонки и слуховых косточек передается этой жидкости. Колебания жидкости улавливаются нервными рецепторами и преобразуются в нервные импульсы, которые передаются по слуховому нерву в мозг, где происходит их анализ и синтез.

Воздействие звуковых колебаний субъективно воспринимается как громкость звука, которая зависит от интенсивности звукового давления. В качестве единицы уровня громкости звука принят фон. Это минимальное звуковое давление, которое человек может расслышать при частоте 1000 Гц. В таблице 2.3 представлены уровни громкости звука различных источников [28].

Рис. 2.3. Структурная схема слухового и вестибулярного анализатора:

1  — слуховой проход; 2  — барабанная перепонка; 3  — слуховые косточки; 4  — овальное отверстие; 5  — улитка; 6  — слуховой нерв; 7  — отолитовый орган; 8  — полукружные каналы; 9  — вестибюлярный нерв

Таблица 2.3

Уровни громкости различных источников звука

Для характеристики величин, определяющих: восприятие звука, существенным является не столько абсолютное значение интенсивности звука, сколько его отношение к пороговым значениям. В качества таких относительных единиц в акустике используется децибел (дБ), логарифмическое выражение звукового давления.

С возрастом у человека происходит снижение слуха, т. е. возрастают пороги чувствительности рецепторов к звуку, особенно высоких частот. Человеческое ухо приспособлено для восприятия очень широкого диапазона частот, особенно большая чувствительность уха к слуховым частотам от 100 до 8000 Гц (частотный диапазон речи), интенсивностью до 65 дБ.

При наличии постороннего шума снижается разборчивость звуковых сигналов (речи), т. е. повышается порог слышимости полезного сигнала (речи) под влиянием шумовой помехи. Это эффект маскировки, который зависит от уровня громкости маскирующего шума и его спектра. Наиболее распространенный вид помехи  — широкополосный шум. Влияние шума на разборчивость речи зависит от соотношения уровня шума и речи. Для удовлетворительного восприятия речи ее уровень должен превышать уровень шума примерно на 6 дБ [76]. Специфический вид маскировки  — «речевой коктейль», при котором стоит задача выделения одного речевого сообщения из нескольких слышимых одновременно. Разборчивость речи в этих условиях зависит от многих факторов, не только от громкости речи. Ухо способно различать нужный голос среди двух‐трех абонентов. Из двух одновременных сообщений точнее воспринимается поступившее на 0,2–0,4 с раньше.

Оптимальным считается темп речи 60–80 слов/мин. с интервалами между словами 1 с, допустимым является темп до 120 слов/мин [76].

Наиболее вредным для уха является звук в полосе частот 3000 — 4000 Гц. Поэтому средства защиты от шума должны быть достаточно эффективны именно в этом диапазоне частот и не должны препятствовать звуку человеческого голоса.

2.3 Вестибулярный анализатор

Вестибулярный анализатор является наиболее важным после зрительного в деятельности пилота. Рецепторы вестибулярного анализатора расположены в полукружных каналах и преддверии лабиринта внутреннего уха. Совместно с информацией от рецепторов, расположенных в мышцах, связках, суставах и коже, вестибулярный анализатор обеспечивает равновесие тела, а также координацию и анализ движения тела (его частей) в пространстве. Его важной функцией является информация об изменении положения тела в пространстве под влиянием угловых или прямолинейных ускорений. Постоянная скорость на функции вестибулярного аппарата не сказывается.

Вестибулярные нервные волокна начинаются с лабиринта и направляются прямо в головной мозг, где производится обработка информации. Вестибулярный нерв тесно связан с другими, особенно с глазодвигательным нервом и вегетативной нервной системой, при раздражении которых могут возникать головокружение, рвота, потливость, нистагм, изменение походки. Эти проявления тесно связаны с раздражением вестибулярного анализатора, которое может возникнуть при резких движениях головой, туловищем, руками и ногами.

Наиболее важным и объективным показателем состояния вестибулярного анализатора является нистагм  — непроизвольные колебательные движения глазных яблок, возникающие вследствие нарушения равновесия между лабиринтами, или при раздражении одного из них (одностороннее раздражение). Часто нистагм сочетается с нарушением равновесия и походки.

Раздражение вестибулярного аппарата возникает не только при действии углового ускорения (вращения), но и при действии на внутреннее ухо тепла или холода (например, холодной или теплой воды) [76].

Вестибулярный аппарат обеспечивает адекватную (правильную) информацию о поворотах и наклонах головы в общей сложности до нескольких угловых секунд. Ощущение углового (вращательного) движения испытывается лишь в начальный момент вращения и при его остановке. При продолжающемся равномерном вращении, а также через некоторое время после его остановки возникает ощущение прекращения вращения.

Угловое движение самолета, которое по своей скорости ниже порога чувствительности вестибулярного аппарата (порядка одного градуса в секунду), может вызывать иллюзии пространственного положения. В этом случае пилот может даже не ощущать начала вращения (например, крена или рысканья самолета) и будет воспринимать движение самолета в плоскости горизонта и по прямой, хотя на самом деле самолет может быть в положении крена или (и) лететь по кривой.

Большое значение в происхождении иллюзий в полете имеет ускорение Кориолиса, когда на фоне вращательного движения в одной плоскости происходит движение в какой‐либо другой, не совпадающей с ней плоскости. Например, при выполнении виража или поворота самолета, если пилот быстро наклонит голову (для настройки радиостанции и т.п.), то могут возникать сильное головокружение, соответствующие вегетативные реакции (рвота, потливость и т.п.) и иллюзии пространственного положения. Поэтому во время вращательных и криволинейных движений в полете пилоты должны, как правило, избегать движений головой.

Воздействие на человека угловых ускорений вызывает также нистагм глазных яблок. Поскольку в полете положение приборной доски остается фактически неизменным по отношению к пилоту, то возникновение нистагма затрудняет считывание показаний приборов и способствует возникновению иллюзии пространственного положения. После окончания вывода из крена пилот может испытывать чувство собственного вращения, а также вращения окружающих предметов (огни на земле, звезды). Но эти ощущения могут не возникать или быстро прекращаться, если зрительные ориентиры видны отчетливо и хорошо знакомы пилоту [16, 20].

Вестибулярный аппарат с помощью купулярных рецепторов воспринимает сигналы угловых ускорений, а с помощью макулярных рецепторов  — сигналы линейных ускорений и вектора гравитации (земного притяжения) и обеспечивает таким образом правильное положение человека в пространстве. При отсутствии зрительного контроля человек способен определить направление вертикали (т. е. положение своего тела относительно земли) с точностью до нескольких градусов в зависимости от положения тела, жесткости сидения, продолжительности пребывания в наклонном положении и других факторов. Восприятие, обусловленное земным притяжением, поддерживает тонус мышц, обеспечивающих устойчивость заданного положения. При наклоне головы в любую сторону поступают сигналы об этом в вестибулярный аппарат. Прямолинейное ускорение ощущается при езде в городском транспорте, при подъеме и спуске на лифте, при наборе высоты и в других аналогичных случаях [16].

Организм человека не отличает силы земного притяжения от силы, возникающей вследствие ускорения. Поэтому при выполнении виража, т. е. разворота самолета с соответствующим креном, когда результирующая двух сил направлена перпендикулярно к полу кабины, пилот при недостаточном опыте может ощущать себя летящим горизонтально и не воспринимать крена, т. е. возникает иллюзия [16].

При длительных раздражениях вестибулярного аппарата могут появляться симптомы морской или воздушной болезни (болезни передвижения).

Несмотря на описанные особенности, вестибулярный аппарат, воспринимая сигналы ускорений и информацию о движениях головы, обеспечивает относительную фиксацию изображения на сетчатке глаза, возможность контролировать показания приборов, осуществлять визуальную ориентировку и сравнительно быстро приспосабливаться к изменению силы тяжести [16].

Обследуя летчиков, подверженных иллюзиям пространственного положения, исследователи пришли к выводу, что их вестибулярная чувствительность мало отличается от чувствительности успешно летающих летчиков, а также людей нелетных профессий [16, 20]. В процессе подготовки и тренировки пилотов у них обычно происходит адекватная перестройка вестибулярной чувствительности. Однако такая чувствительность существенно меняется после длительного перерыва в летной работе, при утомлении, стрессе, а также воздействии интенсивного шума и вибрации. Это обстоятельство пилотам необходимо учитывать в летной работе.

2.4 Кожный анализатор

Рецепторы анализаторов, воспринимающих осязательные (тактильные), болевые и термические ощущения, расположены в коже. Функционально они тесно связаны между собой. Поэтому для краткости можно обозначать их как кожный анализатор. Каждый участок кожи обладает наибольшей чувствительностью к тем раздражителям (сигналам), для которых на этом участке кожи имеется относительная концентрация соответствующих рецепторов. Эти рецепторы взаимодействуют друг с другом через нервные окончания. В связи с этим воздействие на какой‐либо участок кожи даже неспецифическим, но достаточно сильным раздражителем вызывает специфическое ощущение, обусловленное типом рецепторов. Например, интенсивный тепловой луч, попадая в точку боли (на болевые рецепторы), может вызвать ощущение боли, а не тепла.

Чувствительность к осязанию (прикосновению) проявляется при давлении на кожу и исчезает сразу же после прекращения прикосновения. При последовательном воздействии одиночных прикосновений ошибка в локализации ощущения колеблется в пределах 2–8 мм. При одновременном воздействии в двух точках порог осязания зависит от места приложения раздражителя. Абсолютный порог пространственной чувствительности в основном определяется плотностью рецепторов и зависит от места приложения раздражения, функционального состояния рецепторов [76].

При ритмических последовательных прикосновениях к коже каждое из них воспринимается как отдельное до тех пор, пока не будет достигнута критическая частота, при которой ощущение последовательных прикосновений переходит в специфическое ощущение вибрации. Критическая частота в зависимости от условий и места приложения раздражения колеблется от 5 до 20 Гц. Частотный анализ диапазона вибрационной чувствительности находится в пределах 5–12 000 Гц. Максимальная чувствительность отмечается при 200–300 Гц (при пороговой амплитуде 1 мкм).

Кожная чувствительность к боли обусловливается воздействием на поверхность кожи механических, тепловых, химических, электрических и других раздражителей. Болевой порог при механическом давлении на кожу зависит от места раздражения.

Восприятие кожей температурных воздействий зависит от ее собственного состояния, в частности, от ее температуры. Нормальная температура кожи, адаптированная к внешней температуре, в обычных условиях среды составляет 32,5–33,5°С. Температура кожи ниже 0° и выше 51°С вызывает ощущение боли [76].

2.5 Кинестетический анализатор (проприорецепция)

У человека имеются три вида рецепторов, воспринимающих растяжение мышц при их расслаблении  — «мускульные веретена», сокращение мышц  — сухожильные клетки Гольджи и положение суставов — «суставное чувство». Эти виды рецепторов, объединенных названием «кинестетический анализатор» с вестибулярным анализатором, обеспечивают ощущения положения и движения тела и его частей.

2.6 Обонятельный анализатор

Обонятельный анализатор предназначен для восприятия различных запахов (их насчитывается до 400 наименований). Рецепторы этого анализатора расположены в слизистой оболочке носа. Условиями восприятия запаха являются: летучесть пахучего вещества (выделение его молекул в свободном виде), растворимость в воде и других средах. Чувствительность анализатора зависит от вида вещества, температуры, влажности, движения воздуха, концентрации и прочих факторов. Наименьшие пороги наблюдаются при температуре 25–З0°С.

2.7 Вкусовой анализатор

Вкусовой анализатор обеспечивает различение вкуса вещества, попадающего в полость рта. Основные вкусовые ощущения: кислое, соленое, горькое, сладкое. Рецепторы расположены на различных участках языка. Адаптация к вкусовому раздражителю пропорциональна его концентрации. Восстановление вкусовой чувствительности происходит через 10–15 мин [76].

2.8 Функциональная взаимосвязь анализаторов

Приведенные выше характеристики анализаторов определены в условиях, когда каждый анализатор рассматривается изолированно, вне связи с другими системами и функциями организма. В действительности все анализаторы объединены и взаимосвязаны в рамках центральной нервной системы человека, поэтому поступление сигнала или изменение функционального состояния отдельного анализатора или центральной нервной системы в целом приводит к изменению характеристик и других анализаторов.

Например, световая чувствительность зрительного анализатора может изменяться под влиянием целого ряда факторов: запах нашатырного спирта, вкус сладкого, слабый кислый и соленый вкус, обдувание кожи лица, холод, легкая мышечная работа, удобное сидячее положение человека ведут к повышению чувствительности периферического зрения. В то время как громкий звук, горький вкус, тепло, тяжелая мышечная работа, облучение кожи ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами, понижение атмосферного давления, голодание вызывают снижение чувствительности периферического зрения [76].

Чувствительность разных анализаторов изменяется под влиянием неблагоприятных факторов: низкие и высокие температуры, вибрации и перегрузки, невесомость, слишком интенсивный поток информации, ведущий к дефициту времени, утомление, стрессовое состояние  — эти и другие факторы вызывают различные изменения характеристик анализаторов и могут способствовать возникновению иллюзий и ошибок со стороны пилота, что снижает уровень безопасности полета.