В 2004 г. в авиации ВМС произошли 30 летных происшествий, в результате которых потеряно 18 самолетов, погибли 19 летчиков. Общая стоимость потерь – 1,04 млрд $. В этом же году в авиации ВВС США было 25 летных происшествий класса «А» с коэффициентом аварийности 1,03 на 100 тыс. летных часов. В результате потеряно 10 самолетов, погибли 8 летчиков.
В связи с вводом в строй суперманевренных самолетов резко увеличились катастрофы от потери пространственной ориентировки. На решение этой проблемы в 2009 г. было выделено в США 300 млн $.
Мы приводим эти иллюстрации с целью ориентировать OAK, ВВС, НИИ, ОКБ на усиление финансового, технического, методологического обеспечения научно-практических исследований в области авиационной медицины.
Для справки. В США проблемами, связанными с созданием самолетов пятого поколения, только в Министерстве обороны занимаются 2 НИИ авиационной медицины и 3 специальных центра боевой подготовки с общей численностью 2500 человек. Финансирование каждого центра – 1,5–2 млрд в год.
Реализуя предлагаемый проект дальнейших фундаментальных работ по эргономическому и психофизиологическому обеспечению с опорой на научно обоснованную финансовую поддержку Минобороны и ОПК, исполнители гарантируют создание современной исследовательской базы, научного и учебного центра.
Мы имеем все предпосылки участвовать в создании боевой авиации ВВС, ВМС, сухопутных войск, вполне конкурентоспособных авиации США.
Результаты наших исследований расширят человеческие возможности, повысят резервные характеристики летчиков специально для выполнения боевых действий с сохранением безопасности полета. Боевая техника, исполненная с требованиями эргономики, существенно увеличит ее конкурентоспособность на военных рынках.
А главное, все же это создание и сохранение летных кадров с повышенным уровнем профессионализма и летным долголетием. Мы создадим базу пролонгированного, непрерывного обучения, организуем подготовку в летных училищах и психофизиологическое обеспечение всех сфер и инфраструктуры жизни и деятельности летного состава. Более того, мы создадим синергические системы, объединяющие в компьютерных программах естественный и искусственный интеллект.
Ибо компьютеризация на иностранных самолетах гражданской авиации, военных самолетах при ее, несомненно, позитивных качествах далека от совершенства. Она имеет серьезные недостатки в области управления человеческими ресурсами в полете. Если опираться только на этот уровень, нас ждут впереди значительные человеческие и финансовые потери.
1.2
Развитие восстановительной авиационной медицины продолжается
И. М. Жданько,
начальник Научно-исследовательского испытательного центра авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ, доктор медицинских наук, профессор;
М. Н. Хоменко,
доктор медицинских наук, профессор, Научно-исследовательский испытательный центр авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ;
А. А. Ворона,
доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, академик МНАПЧАК, Научно-исследовательский испытательный центр авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ;
С. А. Айвазян,
кандидат технических наук, главный научный сотрудник Научно-исследовательского испытательного центра авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ, полковник запаса;
С. П. Рыженков,
кандидат медицинских наук, член-корреспондент МНАПЧАК, Научно-исследовательский испытательный центр авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ;
В. Н. Филатов,
кандидат медицинских наук, начальник отдела Научно-исследовательского испытательного центра
авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ
Разработка и поступление на вооружение ВКС самолетов и вертолетов 5-го поколения значительно повысили требования к психофизиологическим возможностям летчика. Психофизиологический прогноз по человеческому фактору в военной авиации России свидетельствует о чрезвычайной сложности проблемы. Технические характеристики летательных аппаратов 5-го поколения существенно выросли, в то время как психофизиологические характеристики человека остались практически на том же уровне. Как свидетельствует мировая практика, успешное решение проблемы освоения в полном объеме боевых возможностей новой авиационной техники (AT) при обеспечении необходимого уровня безопасности полетов и сохранения профессионального здоровья летного состава достигается только при условии всестороннего учета человеческого фактора, т. е. психофизиологических возможностей летчика во всех компонентах авиационной системы и, прежде всего, при разработке перспективных воздушных судов. При освоении летным составом США (в основном, высококвалифицированными испытателями) самолета F-22A Raptor были выявлены случаи нарушения работоспособности, приведшие к тяжелым летным происшествиям, в том числе к четырем катастрофам. Экономический ущерб приблизился к 1 млрд. дол. Для решения указанных проблем в Научно-исследовательском испытательный центре авиационной, космической медицины и военной эргономики МО РФ (далее – Центр) была разработана методология эргономического сопровождения создания авиационной техники, которая подтвердила свою эффективность при рождении самолетов и вертолетов 4-го поколения. Специалистами Центра осуществлялось эргономическое обеспечение создания самолетов и вертолетов 4-го поколения (Су-27, МиГ-29, Ми-24, Ка-50), начиная с этапа эскизно-технического проектирования. В результате внедрения системы эргономического сопровождения количество выявленных и устраненных недостатков увеличилось более чем в 10 раз, было достигнуто уменьшение в 2 раза инцидентов и ошибочных действий летчиков, связанных с эргономическими недостатками самолетов и их оборудованием, по сравнению с третьим поколением. В настоящее время Центр осуществляет эргономическое сопровождение, разработку, испытания и освоение около 30 объектов. Применительно к 5-му поколению AT необходимо проведение фундаментальных и научно-практических исследований и разработок по следующим направлениям:
1. Исследование психофизиологических механизмов неблагоприятного воздействия факторов полета и среды обитания на организм летчика и обоснование медико-технических требований к средствам жизнеобеспечения и защиты.
2. Разработка медико-психологических рекомендаций, направленных на оптимизацию деятельности летного состава и специалистов наземных служб в интересах повышения эффективности и безопасности полетов при освоении современных авиационных комплексов, новых видов и способов боевого применения.
3. Разработка, испытание и внедрение современных методов оценки и оперативного восстановления функционального состояния организма, а также регламентация режимов труда и отдыха авиационных специалистов для повышения уровня их профессионального здоровья, работоспособности и продления профессионального долголетия.
4. Эргономическое обоснование инженерно-психологических требований и рекомендаций к процессам и средствам деятельности, оптимизация методов их математического и физического моделирования, участие в макетных комиссиях, государственных и войсковых испытаниях при разработке AT и вооружения нового поколения и модернизации эксплуатируемой AT.
5. Эргономическое обеспечение разработки беспилотных летательных комплексов.
6. Разработка средств и методов диагностики, формирования и развития у летного состава профессионально важных качеств, необходимых для освоения современных и перспективных авиационных комплексов, новых видов и способов боевого применения.
7. Разработка методологии расследования авиационных происшествий и инцидентов, связанных с человеческим фактором, новых подходов к анализу, учету и профилактике ошибочных действий летчиков, а также создание перспективных систем активной безопасности полетов.
Выполняя функции головного учреждения Министерства обороны по военной авиационной, космической медицине и военной эргономике, в процессе эргономического обеспечения создания и испытаний перспективных образцов AT, Центр выявил следующие наиболее важные проблемы, влияющие на боевую эффективность авиационных комплексов, безопасность полетов и сохранение профессионального здоровья летного состава.
1. Применение ЖК-индикаторов в составе информационно-управляющих полей образцов AT:
– изменение компоновочных схем информационно-управляющих полей;
– отсутствие комплексной проработки вопросов применения ЖК-индикаторов (физиология зрения в условиях различной динамически изменяющейся световой среды и вибрации, в том числе ночью с применением очков ночного видения (ОНВ);
– невысокая надежность, при применении электронного оружия вызывающая необходимость перехода на резервные электромеханические приборы и пульты управления;
– недостаточные технические возможности отечественной промышленности по выпуску качественных ЖК-индикаторов для боевого применения.
В связи с чем перед авиационной медициной и эргономикой встает задача пересмотра существующих требований по яркостному контрасту изображения в сторону их значительного (в 2–3 раза) повышения.
2. Резкое возрастание информационных потоков, значительно превышающих физиологические возможности человека.
3. Серьезное отставание в области повышения уровня автоматизации деятельности экипажа в условиях усложненной информационной среды, в том числе поддержки принятия решений и максимальной автоматизации исполнения принятых решений.
4. Появление новых информационных систем, усложняющих ведение пространственной ориентировки.
Эти проблемы возникли при разработке и испытаниях объектов 4-го поколения, и они еще более обострятся при разработке AT 5-го поколения. Решение указанных проблем, связанное со средствами интеллектуальной поддержки экипажа, обоснованием сопряжения с возможностями человека, имеет первостепенное значение. В связи с этим построение полунатурных моделирующих комплексов и проведение эргономических исследований с участием летного состава является обязательным условием оптимального учета человеческого фактора при испытании и освоении новой авиационной техники. Это достаточно сложная не только научная, но и организационная задача. При выполнении полетов летный состав подвергается неблагоприятному воздействию таких факторов, как пилотажные перегрузки, ускорение Кориолиса, шум, вибрация, высокие и низкие температуры, а в особых случаях он сталкивается с высотными факторами и ударными перегрузками. Причем с каждым поколением самолетов агрессивность перечисленных факторов значительно (в 1,5–2,5 раза) возрастает. В силу различных причин в последние годы отмечается увеличение в 2,5–3 раза количества летчиков с пониженной устойчивостью к перегрузкам и гипоксии при обследовании в барокамере и центрифуге в целях ВЛЭ. Исходя из вышеизложенного, одним из приоритетных направлений остается разработка и дальнейшее совершенствование средств и методов жизнеобеспечения и защиты летного состава от неблагоприятного воздействия факторов полета. Высокую эффективность при освоении самолетов-истребителей 4-го поколения показала разработанная нашими специалистами система защиты летчика от перегрузок боевого маневрирования. На ее основе специалистами Центра обоснованы требования к системе средств и методов обеспечения работоспособности летчика применительно к ожидаемым пилотажным перегрузкам на самолетах 5-го поколения. Проблема обеспечения жизнедеятельности экипажей авиационных комплексов 5-го поколения (ПАК ФА и ПАК ДА) требует разработки нового поколения защитного снаряжения летчика и кислородно-дыхательной аппаратуры. При непосредственном участии специалистов Центра совместно с ОАО «Объединение „Вымпел“» разработаны и испытываются образцы нового поколения защитного снаряжения: противоперегрузочный костюм ГТЛК-б, компенсирующий жилет ЖК-б, морской спасательный комплект МСК-б, авиационный спасательный ворот АСВ-б, летний демисезонный и зимний комплекты полетной одежды КП-1, 2 и 3, бронежилет БЖ-б. Одновременно при участии специалистов Центра разработана и испытана кислородно-дыхательная аппаратура нового поколения (КС-129, КС-130) на основе бортовых генераторов кислорода, что позволит в 2–3 раза уменьшить массогабаритные характеристики оборудования и снять ограничения по запасам кислорода в длительном полете. Результаты исследований Центра реализованы при подготовке ТЗ на систему обеспечения жизнедеятельности экипажа перспективного истребителя пятого поколения (ПАК ФА и ПАК ДА).
К сожалению, практически ежегодно мы имеем АП, связанные с воздействием пилотажных перегрузок и высотных факторов полета из-за плохой переносимости, нарушения функционирования средств жизнеобеспечения или их неправильной эксплуатации. В этой связи требуется разработка комплекса средств и способов по специальной психофизиологической и физической подготовке летчиков в целях повышения переносимости пилотажных перегрузок и факторов маневренного и высотного полета. Для реализации поставленных задач необходимо создание в ВКС РФ центра психофизиологической подготовки летного состава, оснащенного современными техническими средствами подготовки, позволяющими за счет моделирования стресс-факторов полета проводить подготовку летного состава к освоению и боевому применению современных образцов AT с высокой степенью психофизиологического подобия профессиональной деятельности. Аналогичные центры существуют во всех мировых авиационных державах. Требует своего решения разработка средств и методов профилактики неблагоприятного влияния факторов длительного (до 30 часов) полета на работоспособность летчика. Основой для этого могут послужить результаты обеспечения реальных длительных (до 8–9 часов) полетов на самолетах Су-30 и МиГ-31.
В целях повышения безопасности полетов с воздействием на летчика высоких уровней пилотажных перегрузок, гипоксии, монотонии (засыпания), сотрудниками Центра совместно с корпорацией «Русские системы» разработана бортовая активная система безопасности полетов (БАСП ИКСЛ-2) для автоматической оценки, функционального состояния летчика в полете. Данная система обеспечивает летчику предупреждающую информацию о выходе на опасные для организма уровни перегрузок, а в случае неадекватных действий или потери работоспособности обеспечивает автоматический вывод самолета на безопасный режим полета. Она успешно прошла государственные совместные летные испытания на самолете Миг-29УБ и Су-27СМ. Требуется ее внедрение и дальнейшее совершенствование применительно к AT 5-го поколения.
В результате исследований, выполненных учеными Центра по проблемам защиты человека от действия ударных перегрузок, совместно с промышленностью были созданы четыре поколения катапультных установок, которые являются лучшими в мире. Разработана система противоударной защиты вертолета. Эти разработки спасли жизнь и сохранили здоровье сотням летчиков. При непосредственном участии сотрудников Центра созданы средства аварийного покидания самолета Як-130. Эффективность новой системы спасения подтвердила жизнь: эта система спасла жизнь летчиков в трех авиационных происшествиях. В настоящее время сотрудники Центра активно участвуют в медицинском сопровождении разработки катапультной установки самолетов 5-го поколения с управляемой траекторией катапультирования, что позволит спасать летный состав при авариях в сложных условиях полета из любого пространственного положения самолета.
Проведенный анализ исходов АП за 15 последних лет показал повышение травматизма при катапультировании. Это связано с ухудшением наземной подготовки летного состава, так как в частях отсутствуют наземные катапультные тренажеры, что не дает полноценно формировать и поддерживать навыки по правильному катапультированию. Активное использование в зонах локальных конфликтов вертолетов, оборудованных системами ночного видения, поставило ряд проблем, связанных с особенностями взаимодействия летного состава с ОНВ. Серьезную угрозу безопасности полетов составляют нарушение и потеря пространственной ориентировки летчиком. Среди причин летных происшествий, обусловленных ошибками летчика, нарушение и потеря пространственной ориентировки составляет от 5 до 12 %, а удельный вес потери пространственной ориентировки среди причин летных катастроф оказывается еще выше и достигает 30 %. При этом до 70 % летного состава, независимо от налета, в той или иной степени испытывают иллюзии пространственного положения. На перспективных сверхманевренных самолетах 5-го поколения ожидается резкое увеличение числа случаев появления у летчиков иллюзий пространственного положения. В этой связи, как показали проведенные исследования и зарубежный опыт, необходимо создание специальных динамических тренажеров (типа «GyroLab») для летного состава в целях профилактики указанных нарушений.