Для человека фундаментальной координатой, относительно которой строится образ пространства в целом, является направление силы земного притяжения. В полете проистекает закономерное возникновение у здорового человека нарушения афферентного синтеза неинструментальных сигналов, на основе которых формируется восприятие, и представление пространственного положения (иллюзий). Причиной этого является подмена системы координат, связанной с направлением силы земного притяжения, результирующей силой перегрузки. Иначе говоря, человек в полете может результирующую силу перегрузки, направленную от головы к тазу, принять за точку опоры.
Классическим примером пространственной иллюзии служит смещение горизонта во время выполнения самолетом такой обычной фигуры, как вираж. Данный феномен обмана чувств объясняют следующим образом: в обычных условиях оптические раздражители, сигнализирующие наклон тела, сопровождаются соответствующими сигналами с механорецепторов. В данном же случае в полете (во время выполнения виража визуальные сигналы об изменении положения тела в пространстве не подкрепляются сигналами с механорецепторов, так как ускорение, направленное от головы к тазу, формирует ощущение вертикальной позы. При этом человек отчетливо ощущает, что его прижимает к чашке сидения, а не к борту или к «потолку» кабины. Этот пример ярко демонстрирует влияние слаженной функциональной системности анализаторов на восприятие. В данном случае необходимо сознательное противодействие потоку измененной афферентации. Иначе говоря, с психологической точки зрения пространственная ориентировка летчика это психический процесс сознательности отражения противоречивости поступающих сигналов и сознательная опора на предметное содержание образа (на осознанную концепцию пространства). Это важнейшее условие сохранения ориентировки в тех необычных условиях, в которые поставлено восприятие, приспособленное к земным условиям. Человек в процессе индивидуального развития учится правильно интерпретировать свои ощущения. Но эта привычная интерпретация становится помехой правильному восприятию пространственного положения в полете при извращении (по сравнению с привычной) рецепции внешних воздействий.
В современном полете пилотажные сигналы в основном поступают от визуальных индикаторов, и выдерживание режима полета определяется удержанием стрелок приборов в заданном положении. Но практика показывает, что процесс управления (эффективное и надежное пилотирование) невозможен без оценки пространственного положения. Летчик не может выполнять пилотирование, абстрагируясь от представления о перемещении самолета в пространстве, о положении его относительно трех осей и определенной местности.
Итак, особенности восприятия в полете обусловлены необычностью физических воздействий на человека, которые не соответствуют сложившейся на земле привычной схеме ориентировки (стереотипу). Возникающие в полете ускорения действуют на анализаторы человека, такие как сила тяжести, но при этом они не являются постоянными ни по направлению, ни по величине, что нарушает естественную схему ориентирования. Возникает противоречие между визуальными и интероцептивными сигналами, между восприятием и мышлением, ощущением и мысленной оценкой положения тела летчика (и самолета) в пространстве.
Если это противоречие осознается, летчик усилием воли старается подавить ложные ощущения. Именно в данном случае действия должны регулироваться вербально‐логическими (речемыслительными) процессами.
Образ приборной модели («приборный образ», «образ вилки») это отражение рассогласований между заданным и текущим режимами полета, формируемое на основе восприятия информации о расхождении между заданным значением параметра полета и фактическим положением индекса. Этот образ регулирует моторный компонент действий, обеспечивая реализацию двигательной программы. Подчеркнем прагматичную направленность данного компонента образа полета. Его преобладание на каком‐либо этапе пилотирования приводит к автоматичности выполнения управляющих воздействий, которые могут наблюдаться, например, в длительном неспокойно текущем горизонтальном полете тяжелого самолета. В других случаях «приборный образ» выступает на первый план при необходимости срочно вывести самолет из сложного (непонятного) положения в горизонтальный полет (приведение к горизонту). В последнем случае автоматичность исполнения может стать причиной катастрофы отсутствие осознаваемого образа пространственного положения, например, знания о высоте полета, опасно, если механическое исполнение производится на недостаточной высоте. Приборный образ лаконичен, в нем нет избыточности, и это часто приводит к его функциональной деформации, на первый план выступает значение одного из массы сигналов, что обеспечивает быстроту и точность исполнения одного из компонентов действия, но снижает потенциальную надежность действия в целом.
Специфическим содержанием обладает третий компонент образа полета чувство самолета. Его формирование связано с поступлением неинструментальных сигналов: ускорений, вибраций, сопротивления органов управления, шумов и пр. Эти сигналы играют сложную и противоречивую роль. Во‐первых, они относятся к так называемым отрицательным факторам полета, выступая как неприятные, иногда вредные для организма физические воздействия. Во‐вторых, они могут неправильно интерпретироваться летчиком и служить причиной ошибочных решений. Однако они очень важны для ощущения летчиком своей слитности с самолетом, которая помогает упреждать изменения его положения, обеспечивает экономный способ выполнения движения и, кроме того, создает общий положительный эмоциональный фон деятельности летчика.
Чувство самолета, прежде всего, связывается с мышечным чувством, которое в наибольшей степени определяет способность к управлению динамическими объектами. Известно, что мышечное чувство было названо И.М. Сеченовым [75] «темным», так как функционирование двигательного анализатора большей частью не осознается. Вместе с тем Сеченов считал, что мышечное чувство играет ведущую роль в оценке и регуляции движений, в восприятии пространства и времени.
Роль мышечного чувства, по‐видимому, связана с тем, что мышечные рецепторы по сложности своей организации и функциям приближаются к рецепторам самых сложных органов чувств глаза и уха. Основные мышечные веретена связаны не только с толстыми афферентными нервными волокнами, но еще и с такими, которые оказались эфферентными путями. Это значит, что при растяжении веретен (порог 12 г) импульс проходит одновременно к сократительным волокнам и к проприоцепторам, т. е. возбуждение проводится по двум эфферентным путям, из которых один ведет к мышечным волокнам, определяющим сократительную функцию, а другой к рецепторным аппаратам кинестетического анализатора.
Одним из косвенных доказательств роли мышечного чувства в пилотировании могут служить данные об усилении зрительного контроля при ослаблении (или искажении) привычной проприоцептивной связи летчика с самолетом. Так, например, включение автопилота в режим стабилизации в полете приводит к редуцированию проприоцептивного контроля и одновременно к увеличению длительности фиксаций взгляда на основных пилотажных приборах.
Этот факт, полученный в реальных полетах, объясняется тем, что использование автопилота исказило усилия на органах управления, а это повлияло на чувство самолета и потребовало компенсации путем усиления зрительного контроля. Летчики констатировали и субъективный дискомфорт: «Ручка при включении автопилота загрублена, и я хуже слышу ее». У летчиков, отметивших субъективное ощущение перемены усилий, изменилась структура сбора информации в полете на малой высоте в режиме поиска наземных ориентиров.
Чувство самолета это своеобразное сращивание человека с самолетом, которое позволяет физически ощущать движения самолета, способность человека к правильному и чуткому восприятию и подсознательному выбору всех важных для управления самолетом сенсорных раздражителей и к успешным реакциям на них движениями органов управления.
В формировании и функционировании чувства самолета играют роль и тактильное восприятие кожей, и более глубокое восприятие за счет мышечного чувства. Если машина испытывает крен, то перемещение давления в мышцах воспринимается точнее и быстрее, чем раздражение рецепторов силы тяжести (отолитов). Восприятие давления и мышечное чувство дают возможность судить о правильности угла крена при развороте. При активных движениях тактильное ощущение, связанное с органами управления, основывается на ощущениях давления и мышечном чувстве.
В процессе пилотирования на летчика воздействуют линейные и угловые ускорения по трем осям системы координат самолета. Возникновение акселерационных ощущений определяется длительностью воздействия ускорений, их величиной и градиентом нарастания. Если угловые ускорения или градиент нарастания малы, то даже значительные изменения положения самолета достигаются без возникновения акселерациоиных ощущений, и это дает основание для сомнений в надежности неинструментальной информации при формировании управляющих воздействий. Тем не менее установлена положительная роль акселерационных ощущений для пилотирования и для поддержания чувства самолета.
Итак, образ полета подвижная, динамическая, изменчивая структура. Компоненты образа вступают между собой в сложные, подчас противоречивые взаимоотношения. Сенсорно‐перцептивное наполнение свойственно преимущественно образу пространственного положения и чувству самолета; моторная регуляция осуществляется на основе чувства самолета и приборного образа (образа вилки). Эффективность регуляции действий на основе чувства самолета связана с осознанием сигнальной значимости ощущений, включенных в данный компонент образа. Преобладание образа приборов как регулятора моторных действий способствует автоматизации действий и, следовательно, фиксации функциональной деформации образа, что может привести к снижению надежности системы «летчиксамолет». Осознание летчиком актуальной значимости образа пространственного положения одно из необходимых условий сохранения надежности действий в любых ситуациях пилотирования.
Что касается иллюзий пространственного положения, то они, как было сказано, возникают в результате рассогласования между сенсорно‐перцептивным и представленчески‐понятийным отражением пространственного положения. Нами экспериментально было доказано, что этот феномен можно все же преодолеть, когда самолетоцентрическая система отсчета «привязывается» к геоцентрической, т. е. происходит изменение начала отсчета, тогда‐то и формируется новый функциональный орган, осуществляющий отражение пространственного положения. В качестве примера приведем некоторые данные о том, как отражается в сознании образ полета.
Анкета, предложенная для заполнения высококвалифицированному летчику, была направлена на выяснение проблемы осознанности образа полета. Перед летчиками ставились вопросы, отвечая на которые, они формулировали свои соображения о содержании образа полета; о том, как и чем поддерживается его предметное содержание при искажении афферентации; каковы причины «распада» образа; в чем выражается нарушение образа; какова роль приборной информации; в чем положительная роль неинструментальных сигналов (непосредственных ощущений).
Рассмотрим, как летчики понимают, что такое психический образ в летной деятельности. Начнем с определений, предложенных летчиками. Заслуженный летчик‐испытатель СССР В.И. Цуварев [82] предложил следующее определение: «Образ полета это конкретное представление о положении летательного аппарата в пространстве и о полете в целом, периодически возникающее или по мере надобности создаваемое летчиком на основе приобретенного опыта, имеющихся навыков и воздействия внутрикабинных и внешних источников информации Кроме того, для летного состава более привычно понятие пространственное положение, которое составляет главную основу образа полета, но не заменяет его полностью. В образ полета входят представления о положении самолета в пространстве, об особенностях его поведения на различных режимах и о многих других связанных с полетом факторах, которые для каждого летчика, члена экипажа имеют сугубо свое, индивидуальное значение».
В ответах на вопросы анкеты многие летчики также различают два понятия. «Образ полета» определяется как более общее понятие. «Образ полета» это «мысленное воспроизведение всего полета», «мысленно воспроизведенный полет с выдерживанием заданных режимов полета», «мысленное представление всей динамики полета», «схема траектории всего полета». В их понимании образа полета легко заметить близость к инженерно‐психологическому понятию «концептуальная модель».
Часть летчиков уже в определении понятия «образ полета» указывают на специфику его сенсорно‐перцептивных компонентов, говоря о двойственной роли непосредственных ощущений. Так, летчик Н. Теницкий предлагает следующее определение: «Образ не только зрительная картина, а весь комплекс знаний и ощущений, позволяющих чувствовать самолет и летать, используя машину, а не просто управлять ею, пользуясь заученными движениями. Формирование представления о режиме полета происходит путем считывания показаний приборов и немного по чувству (т. е. воздействию на организм угловых ускорений). Чувству доверяться нельзя даже опытному летчику, так как оно обманчиво, и опытный летчик никогда не подчинится «подсказке чувств», не проконтролировав их по показаниям приборов» [78]. Как видим, летчик осознает включенность в образ неинструментальных интероцептивных сигналов, а также их противоречивую роль в регуляции действий, вытекающую из изменения в полете сенсорно‐перцептивных компонентов образа.
Некоторые летчики понятие «образ полета» отождествляют с понятием «образ пространственного положения»: «Под образом полета (или образом пространственного положения), пишет летчик С. Иванов [27], я понимаю то представление в моем положении в пространстве, которое сложилось в моем сознании через мои ощущения под воздействием внешних реальных условий и опыта». Летчик С. Григорьев [18] пишет: «Образ то, что на основе ощущений наглядно отражается в сознании летчика». Сближение двух понятий объясняется, на наш взгляд, тем, что именно образ пространственного положения, как уже отмечалось, осознанно конструируется и поддерживается волевым усилием в субъективно наиболее сложных условиях пилотирования.