预防直升机飞行错觉的10条建议

来源:澎湃新闻 2019-12-18 21:32 https://www.yybnet.net/

一

视性错觉的产生

在飞行中，飞行人员利用视觉感受器的信息进行空间定向，所产生的错误知觉，称为视性错觉。其主要原因便是由视觉器官向大脑提供了错误的信息或提供的正确信息被大脑进行了错误的解释。常见的视性错觉主要有以下几种：

虚假的天地线引起的错觉

自然天地线模糊不清、或不明显时，飞行员将虚假的天地线当作自然天地线，并按虚假天地线去定位、操纵直升机，常发生的情境有：

在起飞和着陆过程中，将城市或海岸排成一行的灯光误认为是自然的天地线，并按此来操纵直升机，这种情况有可能使直升机不能保持状态。

在巡航飞行中当带斜坡的云层线比自然天地线更突出时，飞行员便易产生虚假天地线错觉。此时，飞行员将倾斜的云层当作自然天地线使用，将使直升机进人倾斜状态。这种知觉错误可归因于估计上的错误：飞行员认为，云层通常都是平坦的，所以这次遇到的云层也有很大可能是平的。殊不知，云层现在已有坡度，按照云层是“平”的观念去操纵直升机就会使直升机进入倾斜状态。

光线引起的错觉

按上明下暗的定向习惯引起的错觉。人在地面活动时，习惯于按天和地进行上、下定向，天空明亮为上，地面阴暗为下。飞行员常用来判断飞机状态的天地线，也可以看成是一个上亮下暗的明暗交界线。这种借助光线分布及其强度所形成的空间定向概念，在飞行中不断得到巩固和加强。如果这一定向习惯在复杂气象条件下飞行和夜间飞行中继续沿用，就可能发生各种状态错觉。常发生的情境有：

飞行员在夜间复杂气象条件下作直线平飞时，如果直升机上方及左侧没有云，可看到星星和月亮，而右侧有斜坡状乌云遮住了天空。此时飞行员易产生直升机有右坡度的错觉。这是由于飞行员依据平时形成的“上明下暗”的定向习惯，把亮侧与天空联系起来，把暗侧与地面联系的结果。

如大面积云层呈斜坡状，直升机向云顶方向平飞时，飞行员会感到直升机带有俯角在飞行。反之，当向云顶下坡方向平飞时，则会感到直升机带着仰角在飞行。其原因在于飞行员将黑云当作地面，将远离黑云当作远离地面。

在云层之间飞行时，若上面云层较厚且黑，下面云层较薄且明时，易使飞行员产生倒飞错觉，当地面冰面亮度比天空亮时也是如此。原因同前。

视性距离/高度错觉

因不适宜的视觉信息和大脑对视觉信息的错误解释所引起的距离/高度判断失误。常见的有：

跑道坡度和地形坡度引起的高度错觉。

当机场跑道或机场附近地形向上带坡度时，可使飞行员产生进场偏高的错觉。

跑道宽度也可能引起错觉。若跑道宽，则会误认为高度低，而跑道窄则会认为高度高。前者有造成目测低，后者造成目测高。

当然跑道引起的错觉多见于固定翼飞机，直升机并不常见。

“黑洞”效应与“白洞”效应。

“黑洞”是指黑夜在仅有跑道边灯，无城镇灯光和街灯，也没有周围自然地形参照的情况下，引起进场高度偏高的错觉现象。“白洞”效应是指跑道周围被白雪覆盖，使飞行员在进近过程中无参照物可循，导致他难以发现跑道或主观感觉进场偏高的错觉现象。

视性运动错觉

由不适宜的视觉线索引起的速度错觉和虚假运动错觉。

扬沙和吹雪改变了飞行员的速度知觉。

在冬季，吹雪可能会席卷整个的机场，这会给飞行员一个虚假相对运动的印象，导致飞行员采取不恰当的操纵动作。飞行员若受吹雪影响还会干扰他正常的方向控制。直升机悬停时，由于“采矿效应”，旋翼尾流本身就会产生扬沙和吹雪，会使飞行员产生错觉。直升机水上悬停时，旋翼吹起的水花圈呈圆形向外扩散，也会对飞行员产生错觉。

二

前庭本体性错觉的产生

在飞行中，飞行人员因视觉信息受到限制（如能见度差，夜间飞行时）而前庭本体的信息异常突出时所产生的错误知觉，称为前庭本体性错觉。常见的前庭本体性错觉有以下几种：

“矫正”性倾斜错觉

飞行员将平直飞行的直升机知觉为带着坡度飞行，或直升机带坡度飞行而飞行员却知觉为直线平飞的现象。它常发生于仪表飞行中，飞行员因某种原因，如阅读航图、未注意仪表时。其表现形式主要有：

直升机滚转角速度较小因而低于前庭器官的知觉阈限时。飞行员感觉不出滚转状态的变化，仍以为直升机是在平飞。

直升机转弯，这时的合力矢量与飞行员的头-脚轴（Z轴）一致，飞行员身体是倾斜的，但他认为是在平飞。然而，当他通过地平仪一旦发现直升机的倾斜状态，就会着手改为平飞。改平动作通常做得很快，以致滚转的角加速度明显地高于半规管的感觉阈值，但是，由于飞行员在做改平动作之前认为直升机是在平飞，所以改平后所产生的是向原方向相反的倾斜错觉。可见，一种类型的错觉可引起另一种类型的错觉。

倾斜错觉也可以在由阈上感觉刺激使直升机进入滚转状态，而后又以阈下感觉刺激恢复到平飞状态时发生。例如，遇突如其来的阵风成颠簸气流使直升机倾斜，由于这种倾斜的强度是在感觉阈限以上，所以飞行员才能够正确地感知。但是，如果飞行员非常缓慢地将直升机恢复到仪表指示的平飞状态，或因直升机本身的稳定性作用，直升机自动缓慢地恢复平飞，角加速度值在飞行员的感觉阈限值以下，这时飞行员就感知不到直升机已恢复了平飞，仍感到处于倾斜状态。

如果地平仪指示直升机是平直飞行，而飞行员却感觉飞机是处在倾斜状态，那就出现了必须解决的感觉信息冲突。多数飞行员在这种情况下能够不顾本身的感觉而按仪表指示保持的飞行状态，但也有部分飞行员却将注意力集中在这类错误感觉上，难以消除错觉。

倾斜错觉可持续几分钟，甚至一小时以上。这种持续性的感觉冲突甚至可以使非常有经验的飞行员都被弄得精疲力竭。当飞行员受倾斜错觉的左右时，会被迫地去矫正自己的身体。但这种“矫正”不是按直升机的垂直轴向去矫正，而是按他认为的垂直线去矫正。这便是矫正性倾斜错觉的由来。我们知道，当飞行员把头部和直立躯体倾向一侧时，他会把驾驶杆压向他认为的垂直位。结果引起直升机状态的变化，又需要阈上刺激去纠正，这样可能造成更强烈的倾斜错觉。

躯体重力错觉

躯体重力错觉是直升机在作直线加、减速度或径向加速度运动时，产生的惯性力作用于前庭耳石器和本体感觉器所引起的错误知觉。而眼重力错觉则是伴随躯体重力错觉而产生的一种错误知觉，是躯体重力错觉在视觉方面的特殊表现。躯体重力错觉的主要表现形式有：

曲线运动时，在视觉受到限制或其作用减弱的条件下，直升机以缓慢的速度由平飞进入转弯。此时，飞行员感到直升机不是在转弯，而是在上升。当直升机从转弯改为平飞时，飞行员又感到直升机在下滑。之所以产生这种躯体重力错觉是由于直升机转弯时，飞行员受到惯性离心力和重力的作用，这两种力形成的合力作用方向与飞行员身体垂直轴相一致，这一合力作用于耳石器便产生上升感。

另外，合力还同时沿着身体垂直轴把飞行员紧压在座椅上，飞行员根据以往的飞行经验判断，身体哪些部位受到的压力最大，哪些部位的作用力便是向下的。当直升机上升时，臀部受到的压力最大。如果臀部受到的压力最大，就认为直升机在上升，反之就会产生直升机下滑的错觉，从而产生躯体重力错觉。

直线加、减速飞行时，由于惯性力与重力的合力作用于飞行员的前庭本体感受器，同时把飞行员紧压在座椅上，飞行员便易将合力的作用方向误认为重力作用方向，因而产生躯体重力错觉。直升机加速时，由于向前速度的逐渐增加，惯性力与重力组成合力是向后的，此时飞行员就会感到自己和直升机是处在上仰状态。反之，当直升机持续减速时；合力矢量是向前的，飞行员就会感到直升机好像处于下俯状态。

眼重力错觉

眼重力错觉是躯体重力错觉在视觉方面的表现。当躯体重力错觉产生机头上仰的同时，还可同时产生被注视的正前方物体向上移动的错觉。在产生机头下俯错觉的同时则产生前方被注视物体向下移动的错觉。可见，躯体重力错觉与眼重力引起的主观感觉，在方向上是相互矛盾的。这种矛盾往往会加重飞行员的心理冲突，使他难以处置。有关眼重力错觉的发生机理，目前仍不清楚。

科里奥利错觉

也称交叉力偶错觉。是当人体绕两个互相垂直的轴旋转时，会产生绕第三轴（与前两个轴垂直的第三轴）滚转的错误知觉。这是一种十分严重的飞行错觉。它常常突然发生，并且强度大，可使人产生强烈的植物性神经反应，眩晕感、旋转感、翻转感等，往往会使飞行员不知所措，因而极易导致严重飞行事故。有人认为它是最具有威胁性的飞行错觉之一。

在实际飞行中，当直升机在做盘旋、改变坡度的同时飞行员又做低头、仰头、左右倾动头或弯腰等动作时，最易发生科里奥利错觉。