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祈望「撞山」莫重現—粗談情景(處境)意識

突發事件

新華社6月16日援引有關部門消息稱,一架直升機星期六在雲南昆明失蹤。據云南省政府消息,這架直升機當時正在執行緊急救援任務。目前尚不清楚其他細節消息。相關搜索正在進行中。

另據知情人士透露:失蹤直升機機型為AS350B3,已於下午三點左右找到,可能是天氣不好進雲撞山所致(未經證實!未經證實!未經證實!.......重要的事情說N遍)。


歷史上的撞山

據不完全統計,從90年代初截至2015年,國內民航共發生直升機撞山事故近10起。

1、1989年5月22日,某公司租用的超美洲豹型直升機執行海上平台運輸任務,臨時改變回程的預定航線,在能見度不太好的情況下盲目下降高度,飛入海岸線後入雲,在改回的途中撞山失事。

2、1992年8月11日,某公司米八型直升機違反關於目視飛行的規定,飛入雲中,並低於安全高度,致使直升機撞山失事。

3、1996年4月9日,某公司S-76型直升機執行海上運輸任務,在不具備目視飛行條件的情況下,未按儀錶高度層飛行,低於安全高度,致使直升機撞山。

4、1998年3月18日,某公司S-76A型直升機飛行訓練時,在穿雲過程中偏離預定航跡,撞山失事。

5、2008年3月7日,某公司貝爾206B型直升機行高壓輸電線路巡線任務時,誤入雲中,直升機撞到山坡障礙物,失控墜毀。

6、2013年6月15日,某公司SW-4號直升機進行農林噴洒作業飛行,作業區能見度差,飛行員喪失目視參考,在用於輔助導航的GPS突然不工作後迷航,直升機偏離作業區,誤入山區後撞山。

7、2015年9月13日,某公司貝爾407GX直升機執行航空拍攝任務,在山區飛行時突然遇到局部雨霧天氣,以低高度飛入環形山口,由於空間狹小,且直升機爬升性能已不能滿足飛到足夠高度越過山峰,直升機在緊急避讓地形時撞山。

8、2015年9月21日,某公司AS350B3型直升機執行航空物探作業,飛行中直升機在翻越山峰的爬升過程中進入霧中,飛行員失去目視參考,導致直升機撞山墜毀。

儘管直升機山區飛行受諸如地形、氣象等諸多因素影響(詳見本公眾號文章《山區飛行的「隱形殺手」》等),造成直升機與山體、線纜、其它障礙物或者是其它航空器相撞的原因很多,(詳見本公眾號文章《直升機相撞問題淺析》),但是從以往此類事故的原因來看,不難發現飛行員情景(處境)意識問題也是造成此類可控撞擊事故的重要原因之一,有時候甚至可以說是根本原因

什麼是SA

對於運輸航空特別是大飛機的飛飛來說,SA並不陌生,但是有些直升機的飛飛對SA的了解並不多。事實上直升機經常在低空超低空作業,一定程度上面臨的動態變化更加劇烈,飛行員必須時刻對直升機狀態和周圍情況有準確的感知和預測,對飛行員SA的要求甚至要更高,一旦SA出現偏差,就有可能危及飛行安全。有關SA的各類理論論述很多,也很詳實,今天只想「扒一扒」直升機飛行中有關SA的那些「囧事」,談幾點粗淺的認識。

情景(處境)意識(Situation Awareness),英文縮寫SA,是指機組在特定的時間特定的情境中對影響飛行器和機組的各種因素、各種條件區分主次的準確知覺。簡單來說就是飛行員飛行中對自己所處環境的認識,即知道自己周圍過去發生了什麼,正在發生什麼,將要發生什麼,從而形成「意識—決策—動作—新意識」的完整閉環。

情景(處境)意識是機組資源管理(CRM)發展中的重要概念,與交流、決策等一樣是CRM的基本構成之一。


SA的三個階段

前美國空軍首席科學家,也是SA方面最著名的研究者之一Dr.Mica Endsley在其給SA的定義中將情景意識劃分為三個階段:感知、理解和預測。感知,也稱知覺,即能察覺到自身所處環境中的有效信息並對信息進行挑選,它是情境意識中最基礎的環節;理解,即對獲取到的有效信息的在大腦中的分析處理;預測,即在感知和理解的基礎上,對周圍環境將來的發展趨勢做出正確的預測。不難看出任意一個階段出現問題,都有可能導致事故的發生。


感知喪失

在實際飛行中直升機飛行員要面臨對自己身心狀態、直升機運行狀態、所處空間位置、地形地貌、障礙物位置、危險天氣以及特殊情況等一系列感知,然而由於知識經驗欠缺、飛行疲勞、飛行錯覺、不良心理以及注意力分配等種種原因,直升機飛行中感知喪失的「囧事」並不少見。有的是在位置不清的情況下盲目下降高度,有的是在精力不集中的情況下忽視飛行高度、有的是疲勞駕駛短暫喪失意識,有的對航線附近山體的危險毫無察覺,有的受側風偏離預定航線一無所知,由此造成在直升機可控狀態下的撞山、掛線、墜水時有發生。

除了這些「司空見慣」的感知喪失的原因和現象外,還有兩種情況值得注意。一個是注意力固著引起的感知喪失。在弔掛、航拍、機降等一些飛行作業中,機組的注意力容易全部集中在尋找目標點或作業對象上,忽視了對直升機的控制。例如一起事故中,機組執行弔掛作業任務,尋找地面目標過程中,忽視了直升機姿態,轉彎時前進速度消失到零都未發覺,既沒有提槳距保持高度,也沒有推桿增速,致使直升機下降率越來越大,進入渦環,加之處置失當,致使直升機加速垂直下降墜地。另一起事故中,機組執行航拍任務,在圍繞拍攝對象盤旋時,轉入順風,相對前進速度減小,並且在氣流和自身重量較重的雙重作用下掉高度,進入渦環,受地形和高度限制又不能改出,直升機近乎垂直墜地。二是轉換機型引起的感知喪失。不同機型座艙設計、外觀尺寸等各不相同,操縱感受存在差別,飛行員由於過往的習慣影響了感知。例如在一起事故中飛行員執飛新機型時間較短,由於兩種機型在座高設計和視線感覺上相差較大,飛行員操縱上出現失誤,致使直升機在從著陸姿態轉起飛增速過程中失控墜水,另一起事故中飛行員從小機型轉到大機型,忘記了自己「身大袖長」,在懸停迴轉時估計錯誤,尾槳刮碰障礙物墜地。


理解偏差

理解的偏差常發生在知識和經驗欠缺的情況下。例如一起事故中機組調機飛行過程中自動駕駛儀故障,造成直升機雙發自動停車,停車後主供電系統斷電,自動駕駛儀斷開,機組在此特殊情況下仍按正常空中啟動程序啟動不成功,直升機迫降。一起事故中,飛行員機載設備概念錯誤,誤將自動駕駛儀「0位」指示器指示的旋翼椎體與機體主軸之間的關係理解成直升機姿態本身,起飛時為了糾正自動駕駛儀「0位」指示器的右偏差而向左壓桿並打卸荷按鈕,提槳距過程中又錯誤的關斷了自動駕駛儀,造成直升機翻倒。一起事故中直升機由甲板上載重起飛,機組對旋翼欠速音頻警告提示的內涵不了解,且未意識到失去地效對平台飛行的影響,沒有懸停檢查,在出現告警後仍操縱直升機向平台外側移動,直升機脫離甲板後失去地效,且發動機已無更多的剩餘功率,直升機不能維持高度,隨即墜水。一起事故中,飛行人員對迴避區的危險性認識不足,在有條件避開迴避區試飛的情況下,仍然操縱直升機直接進入迴避區,在迴避區內出現故障,無法處置,導致直升機墜毀。


預測錯誤

知識經驗的欠缺、不良的心理狀態往往還會導致預測的錯誤。例如一起事故中機組飛行前對天氣情況和演變趨勢估計不足,在易發生複雜天氣的時段進行訓練飛行,起落航線進近過程中,受風影響機頭大角速度偏轉,失去控制,在機場外觸地。一起事故中,機組在疑似刮碰高壓線纜但未發現大的異常情況下,沒有及時選場降落檢查,仍然持續飛行了較長一段時間後,選場降落過程中不幸尾槳結構損壞,功能喪失,直升機墜毀。一起事故中,直升機在雪地降落時,機組在落地前對著陸所遇到的不利因素估計不足,直升機在低高度吹起的浮雪干擾了機組的注意力及操縱動作,導致直升機側翻,還有一次兩架先後降落的直升機「玩起了疊羅漢」。一起事故中,機組對進入火場上空後溫度高、空氣密度小的環境變化預計不足,進入火場後升力和發動機功率不夠,導致直升機墜入火海。


走出一個誤區

在對待SA的問題上存在一個誤區即「SA會隨飛行技術的提高而自然增強」。但情況並非如此,例如在一起事故中,機組依靠故障的機載GPS提供的錯誤信息海上飛行,又沒有及時、正確的使用其他機載導航設備檢查,喪失了對直升機位置的感知,致使直升機從目標平台側面飛過近百公里還未察覺,燃油低於規定油量才被迫備降在海上。能在海上成功備降,足以證明機組飛行技術水平不差,何況其中一名飛行員還曾經在另一起事故中,在尾槳斷裂的情況下,正確處置,操縱直升機成功迫降在海上,堪稱「中國直升機版」的薩利機長(英國同型號直升機也發生過十分類似的尾槳斷裂,成功海上迫降的案例),可見「SA並不一定會隨飛行技術的提高而自然增強」。如果不進行專項SA訓練,就會使飛行員的SA存在缺陷。SA的訓練應當融入到飛行訓練中,並且要突出不同重點,飛行學員階段重點應放在逐步建立空間位置的感知、自身狀態的感知和飛行器運動姿態的感知,並形成良好的注意力分配習慣,並能正確理解這些感知,根據這些感知操控飛行器,做到清楚自己在哪裡,將要去哪裡,如何去哪裡;新飛行員訓練重點應放在對地形地貌(包括障礙物)等地理環境的感知、飛行作業負荷情況下對自身狀態的感知以及對各類危險天氣的感知,通過正確理解這些感知,避免發生可控撞擊、出現飛行疲勞、超氣象條件飛行或誤入危險天氣等;成熟飛行員訓練重點則應放在提高異常情況下的SA能力,正確判斷和處置特情離不開SA,因為有些特情具有相似的現象,比如渦環和旋翼失速都會掉高度、振動、傾斜滾轉等,但是兩者進入的條件卻不同,在這裡進入的條件實際上就是某種「情景」,如果能正確意識到情景,就能準確的判斷,進而合理處置特情。


指向性問題

SA具有指向性。也就是說即使兩個飛行員SA水平一樣,但是他們SA的指向性也可能存在差異,比如有人對高度敏感,有人對速度敏感,還有人對方向敏感等等,這種敏感即可能來自於先天,也可能是後天特別是在飛行過程中逐漸養成,還可能是經歷過某種危險,長期有意識特殊注意所形成的,所謂「一朝被蛇咬,十年怕井繩」。例如筆者認識的某個經歷過空中停車的飛行員,他對發動機聲音就異常的敏感,一次飛行過程中,發動機放氣活門打開,雜訊變化,本來是正常現象,但是坐在副駕駛位置上「閉目養神」的他以迅雷不及掩耳之勢將總距直接放到底(目的是想進入自轉),把正在正常操控直升機的機長搞得一頭霧水。

需要指出的是,正是因為存在指向性,機組群體的SA並不是每個飛行員個體的SA的簡單相加,而是「優勢互補」,機組群體的SA一般高于飛行員個體的SA,要實現這一目標還依賴於機組資源管理的另外一個問題即交流,篇幅所限,有時間再扯吧!

另外,直升機多在低空超低空作業,受地形環境影響明顯,了解不同地形環境特點是保證直升機飛行安全的重要保證(詳見本公眾號文章《不同地形環境特點及其對直升機飛行安全的影響),防止誤入危險天氣也是保證安全的重要舉措(詳見本公眾號文章《(避免)遭遇幾種危險天氣的應對措施》)。

(文中部分圖片來源於網路)

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