Летчики, имеющие опыт пилотирования и самолета, и вертолета, отмечают, что управление вертолетом (по причине его неустойчивости) требует большего внимания и более высокого уровня сенсомоторных навыков. При пилотировании вертолета 40 % времени летчик выполняет движения одновременно не одним, а двумя органами управления, и до 23 % — тремя. Полет вертолетов строем, на предельно малой высоте, выполнение поисково-спасательных и траловых работ, подцепка и укладка грузов требуют от летчика постоянной работы тремя органами управления. Это ведет к быстрой утомляемости и, как следствие, к тому, что воздействия пилота на органы управления вертолета становятся менее дозированными и недостаточно координированными.
В настоящее время при пилотировании вертолета используются три вида управления: ручное, полуавтоматическое и автоматическое. Ручное управление было и остается «главным» видом управления и используется на наиболее трудных (и по этой причине неавтоматизированных) режимах полета, а также при отказах. Сложность ручного управления обусловлена большим объемом информации, который летчику нужно успеть обработать за очень короткое время.
Ми-8МТКО
Для облегчения пилотирования широко применяется полуавтоматическое управление. В этом случае у летчика появляется дополнительный источник информации — командный (или директорный) прибор и управление вертолетом существенно упрощается. Есть и минус: полуавтоматическое управление заставляет летчика чаще и дольше фиксировать внимание (взгляд) на командном приборе.
Совместные работы, проведенные специалистами Института авиационной и космической медицины и Государственного летно-испытательного центра им. В.П. Чкалова, показывают, что использование директорных приборов, во-первых, меняет структуру распределения внимания летчика, а во-вторых, снижает возможность контролировать показания дополнительных приборов, фиксирующих режим полета и определяющих пространственную ориентировку, особенно необходимую при отсутствии видимости или в условиях ограниченной видимости закабинного пространства.
Автоматическое управление вертолетом значительно упрощает задачу пилота, высвобождает его внимание для выполнения других задач. Прицельные пилотажно-навигационные комплексы обеспечивают автоматизацию большинства режимов полета (висение, полет по маршруту с сохранением заданных высоты и скорости полета и т. д.).
В настоящее время развивается тенденция дальнейшей автоматизации процесса управления вертолетом, происходит усложнение информационно-управляющего поля кабины экипажа, и если в этом случае не изменить методологию построения эргатической системы «летчик — вертолет — среда» (ЭС Л-В-С), то возможно снижение безопасности полета, увеличение уровня нервно-эмоционального напряжения (НЭН) и нагрузки на экипаж.
В работах ведущих специалистов в области летного труда отражается тот факт, что при усложнении техники и условий ее применения роль человеческого фактора в системах автоматического управления только увеличивается. Это факт нашел свое подтверждение в летной практике, в частности, при проведении государственных испытаний вертолетов Ка-50 и Ми-28А, решающих типовые задачи на высотах 1025 метров в дневных условиях, и вертолетов Ми-24ПН и Ми-8МТКО, чья задача — решение типовых задач ночью на предельно малых высотах.
Наиболее сложными аспектами процесса автоматизации являются не только технические (возникающие при создании автоматических систем), но и психофизиологические трудности, неизбежно появляющиеся при решении вопросов взаимодействия летчика со средствами автоматизации. Для современных и перспективных вертолетов круглосуточного действия вопрос взаимодействия является одним из самых важных, определяющих эффективность функционирования эргатической системы «летчик — вертолет — среда».
Автоматизация процесса управления означает, что технические системы должны интегрировать разрозненные сигналы и представлять летчику отчасти переработанную информацию, а также выполнять функцию управления вертолетом на тех режимах полета, на которых человек просто не в состоянии работать с заданной точностью. В этом смысле летчик в системе управления вертолетом является не просто отдельной системой, а активным ее звеном, определяющим ее «целеустремленность» и управляющим событиями.
Повышение надежности работы технических звеньев системы чрезвычайно дорого, в то время как летчик помогает повышению общей надежности системы за счет способности предупреждать отказы, заменять отказавшие приборы, парировать возможные опасные последствия их неисправности и т. д.
Однако проблема дублирования остается наиболее критичной и малоисследованной областью проектирования вертолетов. В результате недооценки отмеченных в актах по государственным испытаниям недостатков вертолеты приходят на дальнейшие летные испытания с рядом проблем. Как показали исследования, при пилотировании на предельно малой высоте в условиях низкой освещенности отмечаются:
— полная загруженность внимания летчика процессом управления;
— недостаток времени, переходящий в его дефицит при любых незначительных осложнениях;
Ми-28Н
Кабина вертолета Ми-8МТКО
— повышенная нервно-эмоциональная напряженность, вызванная высокой ответственностью за принятие решения на выполнение управляющего действия;
— сложность сенсомоторной структуры действий;
— повышенная концентрация внимания, связанная непосредственно с управлением и слежением.
Работа полностью автоматизированной системы далеко не идеальна, она не достигает уровня, заданного требованиями безопасности и надежности в ГОСТе В 20570-88, которые включают в себя 37 показателей. В случае отказов автоматики возможна стрессовая реакция летчика, приводящая к запоздалым или неверным решениям, действиям по типу проб и ошибок, импульсивным реакциям, задержке в восприятии важных сигналов. Эффективность системы «человек — вертолет» в таких условиях снижается.
Следовательно, нужно искать «золотую середину» в распределении «обязанностей» между экипажем и бортовым комплексом, людьми и техникой. Особенно важной эта проблема является для боевых вертолетов круглосуточного применения Ми-28Н, Ка-52, Ми-24ПН, Ми-8МТКО, оснащенных самым разнообразным оборудованием — от телевизионной аппаратуры до очков ночного видения.
Одним из возможных путей снижения нервно-эмоциональной нагрузки на экипаж и обеспечения безопасного выполнения полетов на ПМВ вне зависимости от времени суток и типа подстилающей поверхности может служить разработка пилотажно-навигационной аппаратуры на базе компьютерных средств обработки и индикации летных данных. Современные компьютерные комплексы, получающие информацию от бортовых систем (так называемый «интегрированный борт»), способны в значительной степени решить эту задачу.
Однако применение таких систем на серийных отечественных вертолетах встречает препятствия как экономического, так и технического характера: дорого, серийные отечественные вертолеты «интегрированных бортов» не имеют, установка такой системы на уже эксплуатирующиеся вертолеты требует согласований и сертификации.
Поэтому решение по обеспечению безопасности полета следует искать в области автономных средств, напрямую не связанных с бортовыми системами. Современный уровень развития электроники и компьютерной техники позволяет решить эту задачу.
Владимир ПУХВАТОВ, летчик-испытатель 1 класса, канд. техн. наук
Акустический интерферометр
Шум — один из наиболее распространенных факторов, негативно влияющих не только на здоровье и работоспособность человека, но и на экологическую обстановку в целом. Проблема шумового загрязнения окружающего пространства актуальна при эксплуатации различных летательных аппаратов с мощными силовыми и энергетическими установками, генерирующими шумы в широком диапазоне частот с высокой интенсивностью. В предлагаемой вниманию читателей статье рассматривается один из методов определения характеристик звукопоглощающих материалов, применение которых позволит эффективно снизить уровень шума в салоне вертолета.