close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
наука • технологии
«СТЕКЛЯННАЯ КАБИНА» ВОЗДУШНЫХ СУДОВ:
передовые технологии и человеческий фактор
М
ассовое внедрение электронных средств обработки и отображения информации (многофункциональные индикаторы с кнопочным обрамлением, пульты управления индикацией) на самолеты боевой авиации (т.н. «стеклянные кабины») происходит без учета серьезнейших проблем, назревших
в системе эргономического обеспечения (ЭО) разработки и эксплуатации военной авиационной техники (ВАТ).
Сформированная в 1970–1980-е годы эта система (см. А. Меденков. От сути человеческой к сути надежной техники. «Авиапанорама» №6-2014. Прим. ред.) обеспечила достаточно эффективное эргономическое сопровождение
разработки самолетов 4-го поколения, в частности, МиГ-29. Были разработаны и введены в действие документы и
руководства, регламентирующие порядок эргономического обеспечения эргономического обеспечения и взаимодействие организаций разработчика и заказчика ВАТ. В Военно-воздушных силах и в Государственном научно-исследовательском испытательном институте военной медицины Министерства обороны РФ, который, в соответствии
с приказом Главнокомандующего ВВС, являлся головным в ВВС по учету человеческого фактора в военной авиации,
в авиационно-космической эргономике, активно проводились исследования в области авиационной эргономики,
выполнялось эргономическое сопровождение всех разрабатываемых пилотируемых образцов ЛА. Но даже при этом
эргономические недостатки техники являлись причиной 25-35% авиационных происшествий (АП) [1] в общем числе АП, вызванных человеческим фактором, что указывает на сложность эргономической проблематики в военной
авиации.
С начала 1990-х годов и до настоящего времени в процессе радикальных преобразований в отечественных Вооруженных Силах система эргономического обеспечения не только не получила должного развития, но и в значитель№1 • 2015
22
наука • технологии
ной степени утратила свои функции. В этот же период времени разработчики ЛА стали активно внедрять новую систему отображения полетной информации (началась эра многофункциональных индикаторов). В итоге образовался
провал между возможностями остатков системы ЭО и потребностями практики. В частности, в ТТЗ на отдельные ОКР
содержание эргономических разделов более чем неудовлетворительное: имеются лишь ссылки на ОТТ, РЭО, ГОСТы
[2-5]. Конкретные требования отсутствуют полностью, т.е. в действительности эргономические требования на конкретный объект не задаются, и разработчик вынужден формировать эргономические характеристики образцов ВАТ
на свой страх и риск.
В работе [6] на стр. 11 отмечено: «Процессы восприятия, анализа, переработки информации человеком связываются не только и не столько с его взаимодействием с машиной, сколько с влиянием на его решения, которое оказывают другие люди — предшественники. Здесь имеются в виду те люди, которые при разработке программы ЭВМ,
выборе структуре мнемосхемы, расположении учебной информации… явно или исподволь не только информируют, но и навязывают оператору выбор решений, предпочтительных с их точки зрения, хотя конкретная сложившаяся
ситуация и цели применения информации могут быть существенно отличны от учитывавшихся авторами способов
обработки информации и структуры ее отображения».
В итоге рабочие места летных экипажей зачастую имеют массу серьезнейших недостатков, затрудняющих либо
исключающих безопасную и эффективную работу летчиков. К примеру, в 1980–1990-х годах на одноместных самолетах была сформирована приемлемая схема пилотажной информации, носителями которой были полноразмерные
приборы (рис. 1,2).
На современных самолетах с многофункциональными индикаторами (МФИ) всю пилотажную информацию разместили на экране размером 150×150 мм, при том что только прибор КПП имеет рабочую зону размером 100×100 мм
(рис. 3).
Типичной ошибкой в ТТЗ является определение состава экипажа для многоцелевых самолетов без учета задач
ЛА, условий его применения и состава бортового оборудования. На современных самолетах (вертолетах) от многоцелевых ЛА требуют
возможность принятия и выполнения новой
боевой задачи в воздухе. Решение данной задачи при одноместном экипаже требует одновременного управления ЛА и введение новых
боевых задач. Это, как правило, приводит к
тому, что на одного летчика возлагается одновременное решение нескольких отдельных
задач, которые в принципе несовместимы. Например, работа с МФИ (поиск цели, прицеливание, применение оружия) не совмещается с
полетом в группе в качестве ведомого, с полетом на предельно малой высоте, с боевым маРис. 1. Кабина самолета МиГ-29
неврированием и целым рядом других задач,
где требуется одновременный контроль и действия в разных зонах информационно-управляющего поля (ИУП) кабины.
«Стеклянные кабины» не устраняют проблемы такого рода, а скорее всего будут усугублять их, т.к. МФИ менее
информативны, чем полноразмерные приборы и требуют большего внимания. Более того, требование — оборудовать боевой ЛА «стеклянной кабиной» с принципиально новым ИУП без добротного раздела эргономических
требований в ТТЗ — причина серьезнейших затруднений на последующих этапах разработки ЛА в достижении необходимой эффективности системы «летчик — самолет». И это в то время, когда давно разработаны, зафиксиро№1 • 2015
23
наука • технологии
ваны в руководствах по ЭО методы
определения состава экипажа для
конкретных ЛА, а также отработаны
способы и ограничения в организации совмещенной деятельности летчика (см., например, [7], стр. 28-31.
Представляет интерес мнение
ведущего летчика-испытателя ГосНИИ ГА РФ Александра Вениаминовича Акименкова, высказанное
им в статье «Самолет Ан-140 и его
перспективы» [10], в которой он, в
частности, отмечал: «Разработчик
изначально стоял перед выбором:
отдать дань моде на жидкокристаллические экраны или скомпоновать
Рис. 2. Кабина самолета Су-27
визуализацию параметров полёта
из привычных приборов и табло?
Этот выбор отнюдь не прост. Хотя
увлечение экранной визуализацией существует с 1960-х годов, развиваются здесь только технологии.
Идеология же изначально упёрлась
в человеческие возможности считывания информации. Человек может
успешно считывать информацию
только в одном контуре взаимодействия со средой. Максимум, в двух,
если контуры неглубокие и ему удаётся переключаться из контура в
контур, не разрушая оперативную
память о предыдущих событиях. При
Рис. 3. Приборная доска Су-35С
появлении третьего контура человек теряет осознаваемость событий
и способность к прогнозу их развития. Очевидно, что такая ситуация очень опасна для лётной деятельности. Когда
стрелочные индикаторы расположены друг от друга на расстоянии 10-20 см, то вся приборная доска воспринимается как единый источник информации. Это — информация положений стрелок и она считывается периферийным
зрением. Если индикаторы расположить ближе, то периферийное зрение не выделяет эти положения. Когда всю
приборную доску заменяет электронный экран, то на его ограниченной площади информация предельно скучена.
Более того, она подаётся цифрами, которые нужно считывать. А каждая такая цифра есть отдельный контур. Конечно, человеческие возможности приспосабливаться творят чудеса. Но зачем насиловать природу, если уже есть
готовые технические решения? Так появился вариант компоновки кабины Ан-140 с обычными приборами. Однако
право окончательного выбора «антоновцы» оставляют за заказчиком. Поэтому все приборные панели выполнены в
модульном варианте. Приборы на них можно менять, дополнять или вообще замкнуть на электронную индикацию.
Тем более, экранный вариант приборной доски уже готов. Сейчас идёт обкатка идеологических решений подачи
№1 • 2015
24
наука • технологии
информации».
Помимо особенностей восприятия информации, применение «стеклянной кабины», в частности МФИ с кнопочным обрамлением (МФК), возникла еще одна проблема. В таких кабинах управление комплексом бортового
оборудования (КБО) выполняется летчиком с помощью МФК на обрамлении МФИ, пульта управления индикацией
(ПУИ) и МФПИ. В отличие от работы с обычными органами управления (ОУ), которые позволяют летчику выработать
автоматизированные навыки, работа с МФК возможна только на речемыслительном уровне (на кнопке появилась
«логика»), что дополнительно загружает мышление и память летчика и требует от него активного внимания. В [8]
приводится пример работы летчика одновременно в двух контурах деятельности, требующих активного внимания (в
контуре управления самолетом на малой высоте и в контуре поиска целей: «… экспериментальные исследования
деятельности летчиков в режиме поиска ориентиров на малой высоте позволили выявить следующую особенность
структуры действий: необходимость раздвоения внимания между двумя самостоятельными действиями, каждое из
которых требует высшего уровня регуляции. В результате информация как о внешней обстановке, так и о параметрах
полета поступает с дискретностью, превышающей допустимую. Затруднения летчика заключаются в практической
невозможности так организовать сбор информации, чтобы обеспечить выполнение обеих задач. Преодолеть это
затруднение путем тренировки невозможно».
В [9] отмечается: «… выполнение летчиком совмещенных двух действий, направленных на параллельное решение двух высокомотивированных задач, требует высокой психической напряженности, мобилизации его внутренних резервов».
Таким образом для многофункциональных самолетов боевой авиации вопрос выбора тех или иных технических
решений стоит еще более остро. Отсутствие полноценной защиты принимаемых технический решений на этапах
эскизного (технического) проектов, макета, как правило, ведет к следующим последствиям:
- имеет место неэффективная работа (доводка образца) в течение длительного срока и отсутствие положительных результатов даже при оценке элементарных задач, в том числе имеет место постоянная корректировка программно-математического обеспечения, что приводит к существенному перерасходу ресурса, ГСМ и т.п. на этапах
летных испытаний (примером может служить длительный процесс оптимизации мнемокадров, выбор способа форматирования и т.д.);
- предлагаемая порой к реализации идеология ИУП может не обеспечить летчику возможность оперативно
управлять и контролировать режимы различных систем;
- в отдельных случаях имеет место необоснованный отказ от использования групп полноразмерных электромеханических индикаторов и приборов (основных пилотажно-навигационных, в том числе, обладающих достаточной
информативностью). Широкое применение таких мнемокадров, как ПИЛ, КИСС, привело к наличию большого количества недостатков, связанных в основном с затруднениями, а порой невозможностью считывания информации
в различных условиях освещенности кабины. Порой сами МФИ, как самосветящиеся поверхности, могут влиять на
освещенность кабины и характер восприятия внекабинного пространства (отражение на остеклении фонаря). Таким образом, практика показывает, что без должного эргономического обоснования применение МФИ и отказ от
использования групп полноразмерных электромеханических индикаторов и приборов приводит к наличию трудностей, связанных в основном со считыванием информации, с проблемами оптимизации представления информации
и др., которых раньше не было.
Порой имеет место необоснованный уход от сохранения преемственности компоновки (расположение групп
индикаторов и сигнализаторов на рабочем месте или их положение в группах, использование в названиях многофункциональных кнопок непонятной и незнакомой аббревиатуры, сохранение неизменным взаимного относительного положения органов управления КБО), что не в полной мере соответствует требованиям п.2.7 и 2.8 ОСТ 1
00345-87. Отсутствие преемственности в выполнении сходных операций (в т.ч. реализованных на прототипах), обусловливает необходимость в постоянной дополнительной мыслительной деятельности по преобразованию данных
от информационных источников, осмыслению действий и логических условий, т.е. лётчику приходится создавать
№1 • 2015
25
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа