Основы безопасности полетов
Для пилота, выполняющего полеты в среднем и особенно нижнем воздушном пространстве, полеты – это как игра в футбол, когда в каждый новый момент времени слагается новая полетная (игровая) обстановка.
Выдающимся является тот футболист, который видит все поле. Умеет мысленно конструировать возможные варианты развития игровой обстановки в каждый следующий момент времени. Умеет влиять на ход и рисунок ее развития так, как это делают великий Роналдо или Месси. От действий этих капитанов команд зависит, как будет развиваться атака или схема защиты своих ворот.
Так и пилот, командир ВС, выполняющий полеты в среднем и нижнем воздушном пространстве, на основе своего опыта и собранной информации представляет, видит и выбирает такую модель (конфигурацию) полета, которая гарантирует своевременное контролирования дистанции до «известных» опасностей, поиск «неизвестных» и их исключение из полета. Выбирает такой маршрут, траекторию движения и последовательность своих действий и членов своей команды (членов экипажа, авиатехников, диспетчеров, аэродромных и наземных специалистов и т. д.), которые обеспечат желательное для него, контролируемое достижение целей полета.
При этом чем меньше ВС и менее оснащено, тем больше пилоту приходится замещать своими способностями работу оборудования и поставщиков обслуживания, проявлять «мастерство» и «творческий» подход к делу. Пилоту в таких полетах необходимо уметь конструировать и представлять все многообразие возможных полетных условий, вариантов поведения экипажа, персонала поставщиков обслуживания и эффективно сочетать с ними эксплуатационные возможности ВС в различных условиях полета. Уметь оптимально применять «Инструменты идентификации, контроля и исключения опасностей». Управлять собой и в том числе регулировать свою работоспособность, поток поступающей в мозг информации и объем мыслительной деятельности. Наделенный «творчеством» пилот работает на «территории смыслов», он сбалансирован, способен менять свои действия и преобразовывать окружение. Он точно знает «что можно, а чего нельзя».
Кроме того, необходимо обратить внимание, что автоматизация ВС в целом привела к возможности замены автоматизированными системами работы членов экипажей отдельных специальностей и позволила передать эту работу пилотам. На многих современных ВС отсутствуют штурманы, инженеры, радисты. Экипаж как правило 1–2-членный и состоит из командира и, возможно, второго пилота. Важно, что при этой замене возможности автоматизированных систем позволяют исполнять их функции автоматически, но при этом работа по управлению ими и использованию их никуда не делась. Пилот теперь вынужден сам вести радиосвязь, выполнять действия по управлению навигационными системами, системами управления двигателей, механизацией крыла и т. д. Все это привело к тому, что автоматизация позволила сократить число членов экипажа, но нагрузка при этом на пилота возросла качественно и кратно. Это привело прежде всего к значительному возрастанию объема ментальной работы пилота. Одновременно с произошедшим перераспределением обязанностей в кабине ВС, в связи с ростом скоростей повысилась ментальная нагрузка на пилота в целях контроля опасностей. Именно поэтому сегодня так важно выполнить нейробиологические исследования изменившихся условий работы пилота для новой философии управления ВС. Еще раз проверить и подтвердить достаточность человеческих ресурсов пилота для того, чтобы действовать в новых условиях.
В связи с этим, говоря о безопасности полета, мы будем придерживаться различий в обеспечении аналоговых и цифровых ВС, выполняющих полеты на различных высотах по различным правилам.
Данная работа – это попытка обратить внимание на характерные особенности и практическую «мудрость» летного дела для каждого из видов полетов. Попытка дать понятные пилоту современные определения, собрать классифицировать опасности, предложить осмыслить наиболее распространенные способы контролирования и исключения опасностей из процесса подготовки и выполнения полета. Обратить внимание на ситуации, когда усложнение работы пилота происходит из-за междисциплинарного характера используемых знаний, умений и навыков.
Для человека небо является неестественной средой обитания, которая несравнимо опаснее его жизнедеятельности на земле. Если на земле, выполняя поездку на машине, велосипеде или направляясь куда-то пешком, в случае необходимости мы можем остановиться, т. е. прервать движение или действие[8] с минимальными негативными последствиями, то в полете за остановкой следует падение с большой высоты, где шансы на благоприятный исход – минимальны. Необходимо учитывать и то, что действия часто происходят на высоких скоростях и очень скоротечны, т. е. нужно учитывать специфичность летного труда и высоко динамичный характер изменений составляющих системы «экипаж—ВС—внешняя среда». Учитывать, что они требуют сложных, трудно усваиваемых, порою алогичных действий, отличного здоровья, мастерства, «творческой» подготовленности и предъявляют все возрастающие требования прежде всего к когнитивным способностям пилотов.
Небо еще не полностью изучено и часто непредсказуемо. Именно поэтому, в условиях этой неизведанной неопределенности и в отсутствии предсказуемости, мало быть здоровым и уметь мастерски выполнять действия по управлению ВС. Важно обладать ментальными способностями, которые при усложнении условий полета или возникновении неконтролируемых опасностей могут помочь найти то единственное уникальное решение и выполнить именно те действия, которые необходимы для безопасного завершения полета. Важнейшими исходными способностями пилота, необходимыми для этого, являются развитое воображение[9], умение правильно организовать процесс мышления, учитывать его особенности и сохранять высокую работоспособность в самых сложных полетных ситуациях.
Для дальнейшего изучения природы возникновения опасностей и описания способов их исключения мы предлагаем более подробно рассмотреть истоки наших представлений о человеческих способностях и возможностях, которые они нам предоставляют[10].
Глава I
«Рациональное» и «иррациональное»
1. Вера в «рациональное»
С древних времен люди думают, что они полностью рациональны[11]. Они полагают, что, принимая решения, как системно думающие и логично поступающие существа они сознательно взвешивают все «за» и «против» и только потом действуют.
Это простейшее объяснение модели наших действий лежит в основе философии Платона и Декарта и является фундаментом современного представления о том, как организована наша жизнедеятельность, служит основой законов, правил и решений судов, их регулирующих.
Признавая, что «рациональное» является основой осознанной жизнедеятельности человека, важно учитывать, что на выполнение такой работы мозга требуется достаточно много времени и ресурсов мозга. В процессе ее выполнения происходит поэлементный поиск и прямое сравнение[12] (сличение) поступающей сенсорной информации с имеющей в памяти информацией, образами и моделями действий. Сравнению предшествует поиск соответствующей информации, отражение действительности и построение соответствующих ситуации образов или динамичных моделей. Подтверждается логичность, планируется порядок выполнения и соответствие задачам деятельности. Более того, сложные задачи могут требовать контроля и мысленной перепроверки соответствия умственных построений заданным целям. Таким образом сознательные действия – это результат реального мыслительного процесса, в течение которого мы чувствуем, осознаем и понимаем. Мы его сами запускаем и сами же останавливаем. Сознание[13] – это сиюминутные процессы, которые позволяют нам видеть, чувствовать, читать, писать, ставить цели, создавать планы, решать и добиваться их выполнения. Работа сознания – это открытый поток мыслей, слов, решений, который мы реально ощущаем. В среднем считается, что человек может создавать и обрабатывать шесть мыслеформ в течении одной минуты.
В то же время люди, полагаясь на «рациональное», осознавали, что процесс принятия решений тесно связан с чувствами и подсознательным мышлением. Но из-за скрытости последних, люди, не имея возможности объяснить, каким именно образом чувства, эмоции и бессознательное[14] влияют на процесс принятия решения и действия, исключили их из процесса рассмотрения, и приняли за правило руководствоваться в своих рассуждениях только «рациональным». Хотя современные исследования показывают, что влияние сознания на нашу жизнедеятельность ограничивается лишь 4 %, тогда как на подсознание – то есть «иррациональное» – приходится 96 %. При этом его невозможно остановить, оно активно 24 часа в сутки от момента рождения до окончания жизни, или уверенно управлять им.
На представлении о приоритетности «рационального» основывается и наше представление о том, как мы принимаем решения и выполняем действия при выполнении полетов. Строятся технологии действий пилотов, членов экипажей в той или иной полетной ситуации. По логике этого представления, до сего дня пилот попадающий, например, в аварийные ситуации гибнет из-за ошибок, допущенных вследствие недостаточно «рациональных» решений и действий. В этой логике, он обвиняется в непрофессионализме и в том числе уголовно преследуется. Более того, даже в разрабатываемом сегодня «новом» подходе к безопасности мировой авиационной системы ИКАО (SMS[15]) вопрос пределов человеческих возможностей и способности пилота как человека выполнять возложенные на него обязанности при управлении ВС не является ведущим. SMS лишь согласует и устанавливает общие универсальные правила безопасной работы мировой авиационной системы и рассматривает ограниченную зону, касающуюся административного распределения обязанностей участников системы, и общие принципы руководства авиационной деятельностью поставщиков услуг. Она не углубляется в сферу деятельности линейного персонала и специалистов конкретных профессий (в нашем случае летного состава), оставляя этот вопрос на рассмотрение государств-поставщиков обслуживания. Получается, что сфера применения SMS и «Безопасности полетов[16]» авиакомпаний разная. SMS занимается безопасностью авиационной системы (административных групп, подразделений, компаний, государств), а безопасность полетов – это безопасность эксплуатации ВС в авиакомпаниях, которая в том числе охватывает безопасность деятельности летного состава; поэтому это родственные, взаимопроникающие, но разные дисциплины. В реальности они взаимодействуют по принципу: SMS для «безопасности полетов», а не наоборот.
Существующие операционные документы принятия «рационального» решения и действий, такие как «Технологии работы экипажа», «Карты контрольных проверок» и действий в «особых случаях»[17] исторически построены экспертным путем в соответствии с сенсомоторной моделью действий. Они являются результатом познания человеком моделей взаимодействия человеко-машинной системы (ЧМС) и внешней среды начального периода развития авиации. Существенным их недостатком является то, что они, предполагая только сенсомоторный характер действий, одновременно предполагают только рациональное мышление[18] и рационально продуманные действия, исключая «иррациональное». При этом в разработанных технологиях действий, которые, требуя рационального мышления, предусматривают достаточно много участков, на которых не выделено достаточно времени на процесс рационального мышления. Вследствие этого, с учетом реальных физических, психических, нервных и иных возможностей и ресурсов пилота, такие технологии «закладывают» для него дефицит времени при выполнении «рациональных» действий.
Кроме того сегодня, с ростом скоростей полета, очевидно, что на современных ВС скорость развития стандартных, нестандартных и аварийных ситуаций в полете значительно возросла и еще более сократила время, которое может быть использовано на рациональную мыслительную деятельность.
В связи с этим для теории безопасности полета возникают следующие вопросы:
– Созданы ли технологические условия для успешных «рациональных» действий пилота в условиях дефицита времени, сопровождающего ту или иную полетную или аварийную ситуацию?
– Хватает ли у пилота времени и ресурсов (например, внимания) на то, чтобы рационально обдумать ту или иную полетную ситуацию, идентифицировать, оценить угрозы, принять решение и выполнить предписываемые операционными инструкциями действия (РЛЭ, Технологией, аварийными картами и т. д.) в той или иной полетной (аварийной) ситуации или «особом случае»?
– Если, используя «рациональный» мышление, сделать этого невозможно, то как тогда «правильно» должен действовать пилот? Ведь «рациональный» мозг, как утверждает нейробиология, может производить всего шесть мыслеформ в минуту, то есть за 10 секунд – всего одну.
Понимая это несоответствие, авиационное сообщество пошло по пути тренировок на тренажерах и в реальных полетах динамичных моделей бессознательно выполняемых сенсомоторных действий, которые ускоряют общую протяженность процесса. «На автомате» они могут быть выполнены без необходимости «рационального» осознания решения, то есть под воздействием других механизмов, о которых мы не так много знаем, и о них пойдет речь ниже.
Одновременно с этим, понимая, что пилот ментально и физически перегружен, авиапроизводители идут по пути автоматизации работы пилота и перераспределения нагрузок на него. Но делают это без проведения фундаментальных исследований и учета максимальных возможностей человека и работоспособности его мозга. Выполняемая сегодня автоматизация действительно снимает значительную часть рутинной физической нагрузки с пилота, но еще более увеличивает нагрузку на его мозг.
Если, к примеру, на основе используемых сегодня авиационных медицинских знаний и представлений о летной работе, основанных на сенсомоторной модели, сделать хронометраж технологий, описанных в РЛЭ многих типов ВС, и действий пилота (в том числе «особых случаев»), то в порядке их выполнения мы обнаружим участки с дефицитом времени, внимания и с превышением пределов мыслительных возможностей человека и «рациональных» возможностей работы его мозга. Выполняя существующие предписания операционных инструкций по анализу, выбору, принятию «рациональных» решений и действий по действующим технологиям, во многих случаях человек в принципе (!) не должен успевать выполнять предписываемые ими действия.
Сегодняшние, основанные только на сенсомоторном способе действий операционные технологии предполагают выполнение действий без определения оптимальности их места и хронометража времени на выполнение мыслительной работы по идентификации, анализу, оценке угроз и принятию обдуманных решений[19].
Внимание!
То есть в современных технологиях эксплуатации ВС, которые мы используем, во многих случаях не выделено достаточного времени на выполнение умственной работы, хотя заложены требования безошибочных действий.
Именно поэтому, из-за технологически заложенного временно́го дефицита, происходит естественное запаздывание пилота в выполнении многих технологических операций (!), что является реальной причиной большого числа авиационных происшествий.
Можно было бы эту задачу решить путем введения заблаговременно предупреждающей сигнализации. Но на современных ВС количество таких «систем раннего предупреждения», заранее сигнализирующих о возникновении и развитии аварийных ситуаций и предоставляющих экипажам достаточное время на «рациональное» принятие обоснованных решений недостаточно. Действующие сегодня РЛЭ и «аварийные карты» предписывают пилоту в случае возникновения аварийной ситуации немедленно действовать… и он действует, во многих случаях совершая ошибки[20] из-за дефицита внимания, времени, линейной дистанции до опасностей.
Такова сложившаяся сегодня реальная ситуация, например, с изложенными в РЛЭ различных типов ВС «особыми случаями» полета. Такая же ситуация с разработанными и дополнительно разрабатываемыми стандартными и нестандартными полетными ситуациями, технологиями действий в чрезвычайных ситуациях, которые продолжают увеличивать нагрузку на «рациональный» мозг пилотов без предоставления достаточного времени. Учитывая это, очевидна необходимость проведения хронометража (!) и полной ревизии технологий на предмет соответствия моделей выполняемых пилотом процессов и действий. Соотнесения их со скоростью мышления пилота и уточнения требований к принятию немедленных именно «рациональных» решений с учетом современных нейробиологических исследований, результатов моделирования порядка и последовательности работы мозга и реальной способности пилота как человека действовать в различных полетных ситуациях.
Внимание!
То есть существует реальный запрос на пересмотр и уточнение операционных инструкций: РЛЭ, «Технологий работы экипажа» различных типов ВС и правил полетов для различных полетных ситуаций.
При этом необходимо иметь в виду, что «рациональный» мозг, имея пределы функционирования, постоянно эволюционирует. Мозг, являясь высшим достижением и ценностью человека, с течением времени трансформируется в новые формы. Способность «рационально» мыслить зависит от количества, сложности форм, вида, скорости подачи информации, перерабатываемой мозгом. Ученые отмечают, что современный человек, получая гигантские потоки информации, привыкает к поверхностному мышлению. Не углубляясь в понимание сложных и глубинных процессов, становится статистом знаний и теряет способность к хранению, анализу и синтезу информации. Не утруждает себя необходимостью формирования собственной уникальной для него нейронной сети мозга. Теряет способность к системной, глубокой (крепкой) памяти. Так происходит потому, что ячейки памяти разучиваются сохранять информацию. Человек сегодня увлеченно передает эту функцию электронным машинам, не задумываясь о том, что, теряя эту способность, становится при этом беднее, лишается базы мышления и, как следствие, теряет уникальность собственной нейронной сети. В приложении к профессии пилота необходимо учитывать, что для нее крайне важны системность и способность глубоко и широко мыслить. При профотборе необходимо учитывать, что глубоко мыслящий человек отличается от других тем, что он обладает развитой сетью активных нейронов, что для летной работы нужны люди со способностью быстро строить новые нейронные сети для работы с неизведанными ранее образами и пространственными моделями явлений и событий.
Сегодня в мире существует колоссальный запрос на системных и мыслящих людей. По некоторым оценкам ученых, людей, обладающих широким взглядом и глубоким пространственным мышлением, всего около 7 % от общего числа живущих на Земле[21]. Очевидно, что в этих условиях задача привлечения их в авиацию – для того чтобы из их числа отбирать и готовить пилотов способных к необходимой широте и горизонту пространственного и временно́го умственного моделирования полета и полетных ситуаций (в том числе выявлению в них опасностей) – является одной из насущных.
Известно, что человек может одновременно вести семь (плюс/минус две) областей деятельности[22]. Также известно, что в нормальных условиях человек в среднем обрабатывает шесть мыслеформ в минуту. В ускоренном варианте тренированный мозг может принимать до 40 решений. Это означает, что на одно «рациональное» решение, как минимум, используется более 1,5 секунд. Но в реальной аварийной ситуации, в сложной полетной обстановке с критическими условиями, как правило, требуются гораздо более быстрые решения, исчисляемые долями секунды. Плюс, дополнительно необходимо учитывать, что даже в идеальных условиях только на восприятие[23] сенсорного сигнала в мозг человеку необходимо от 250 до 500 миллисекунд[24]. Поэтому встает вопрос: «Способны ли все пилоты мыслить с такой скоростью?». Учтены ли эти цифры при составлении операционных инструкций типа «Технологии работы экипажа», аварийных карт, РЛЭ и т. д.?
В дополнение к этому, очевидно, что пилот может действовать в сложной полетной ситуации своевременно и эффективно только в том случае, если он не перегружен другой работой или не отвлечен на борьбу со стрессом, эмоциями или на другие действия, диктуемые полетной обстановкой, которые также требуют сил, внимания и времени. Сегодня мы должны ответить себе на вопрос: «Произведены ли исходные исследования мозга пилота как человека, произведена ли оценка его работоспособности, достаточности сил, человеческих ресурсов и способностей для выполнения им предписываемых действий при возникновении стандартных, нестандартных, аварийных и чрезвычайных ситуаций для каждого типа ВС?». Если нет, то на каком основании летному составу без исследования и подтверждения его физической и иной возможностей вменяется требование безошибочных действий (с учетом утомляемости и т. д.) в аварийных или иных напряженных полетных ситуациях? На каком основании пилоту вменяется ответственность вплоть до уголовной? Почему в случае непроизвольных ошибок он преследуется как преступник?
Конечно, мы должны учитывать, что авиационное сообщество на основе предыдущего опыта, интуитивно, пока еще без достаточно полного обоснования пришло – для того чтобы пилоты успевали действовать в напряженных ситуациях – к практике тренировок выполнения «иррациональных» действий «на автомате». В процессе этих тренировок в памяти мозга закрепляются устойчивые связи возбуждаемых нейронов, которые позволяют выполнять «иррациональные» автоматические действия. Это позволяет сократить общее время выполнения экипажем действий при возникновении «известных» характерных опасностей. Использование закрепленных цепочек нейронов ускоряет время принятия решений, выполнения целых блоков натренированных действий и, в «известных» случаях, позволяет остановить дальнейшее развитие негативных ситуаций.
Однако, во-первых, в этих случаях пилот, действуя на основе «известной» из операционной документации информации об опасности, не «думает», а действует «на автомате» по выбору «да/нет»-решения. Использует ранее составленную и натренированную нейронную сеть. При этом сама автоматичность отнюдь не «рациональна», а бессознательна и «иррациональна».
Во-вторых, тренировки производятся для ограниченного числа характерных случаев без учета сложения опасностей и их угроз. Не учитывается, что они могут возникать в полете одновременно (например, отказ какого-либо агрегата в сложных условиях полета и т. д.). При этом действия при сложении, различном сочетании опасностей с учетом роста уровня угроз и различных последствий редко тренируются.
В-третьих, вследствие блокирования способности «думать», в том числе с выходом за пределы ограничений, у части летного состава нарабатывается ошибочное убеждение о достаточности тренировок для безопасного выполнения полетов, без необходимости постоянного «творческого» поиска опасностей, разработки и выполнения корректирующих мер.
В-четвертых, пилот часто не исследует и не осознает суть того, как он сам изменяется во времени, поэтому не знает точного периода сохранения у него натренированных навыков. Вследствие этого, он не может быть гарантированно уверенным в том, какова будет степень его готовности к действиям в том или ином «особом случае».
В результате можно сказать, что необходимость и польза тренировок очевидна, но нужно понимать, что, учитывая трудоемкость и ограниченность тренировочного процесса, этого недостаточно. Для обеспечения надлежащего качества тренировок необходимо делать это осознанно и полно, ясно понимая их ограниченность, плюсы, минусы и недостатки этого способа подготовки к полетам. Очевидно, что необходимы дополнительные тренировки универсальных навыков и умений, которые могут понадобиться для исключения опасностей. В современных условиях, из-за высокой степени автоматизации, цифровизации, ускорения процессов разработки и обновления информации, процесс тренировок требует как минимум его постоянного уточнения и корректировки, в том числе с учетом новых данных о работе организма пилота и его мозга, полученных с использованием современных исследований нейробиологов и разработанных ими нейронных технологий. Сегодня очевидно, что необходимо проведение моделирования работы мозга пилота при выполнении тренировочных и производственных полетов, на основе которого можно будет уточнить возможности, пределы и ограничения в его работе.
Рассматривая вышеизложенное, мы понимаем, что для выполнения безопасной летной работы с использованием современных ВС недостаточно продолжать бесконечно списывать все негативное, что с происходит в авиационной системе, в коробочку под названием «человеческий фактор[25]». Сегодня 70 % авиационных событий происходит в результате деятельности персонала, причем их часто необоснованно относят только к пилотам. В этом случае мы не пытаемся понять, что мы туда «накидали», в какие условия поставлен пилот при выполнении полетов и почему он под давлением создаваемых другими обстоятельств совершает ошибки.