Кладбищенская спираль
В авиации кладбищенская спираль — это тип опасного спирального пикирования, совершенного случайно пилотом, который не обучен или не имеет опыта полетов в приборных метеорологических условиях (IMC). [ 1 ] Другие названия этого явления включают спираль самоубийства , смертельную спираль , спираль смерти и порочную спираль . [ 2 ]
Кладбищенские спирали чаще всего возникают ночью или в плохих погодных условиях, когда нет горизонта, который мог бы обеспечить визуальную коррекцию вводящих в заблуждение сигналов внутреннего уха. [ 3 ] Спирали кладбища являются результатом нескольких сенсорных иллюзий в авиации , которые могут возникнуть в реальном или смоделированном IMC , когда пилот испытывает пространственную дезориентацию самолета и теряет осознание положения . Пилот теряет способность оценивать ориентацию своего самолета из-за неправильного восприятия мозгом пространственных сигналов.
Спираль кладбища состоит как из физиологических, так и из физических компонентов. пилота Механический отказ часто является результатом, но обычно не является причинным фактором, поскольку именно чувство равновесия приводит к спиральному пикированию. Полет «на месте штанов » и неспособность распознать показания приборов и / или отреагировать на них является наиболее распространенным источником управляемого полета на землю (CFIT), когда самолет, управляемый пилотом, падает на землю. [ 3 ]
Физика
[ редактировать ]Пилот ошибочно полагает, что они летят с выровненными крыльями, но со снижением, указанным на указателе высотомера и вертикальной скорости . Обычно это приводит к тому, что пилот пытается набрать высоту, потянув за штурвал управления. Однако при развороте самолет находится под углом и очерчивает в небе большой круг. Оттягивание штурвала назад приводит к сужению этого круга и заставляет самолет терять высоту с возрастающей скоростью, как вода, кружащаяся в канализации или воронке. Возрастающая составляющая подъемной силы, создаваемой крыльями, направляется в сторону под углом крена, не только толкая самолет «вверх» в повороте, но и уменьшая подъемную силу, удерживающую самолет. В этот момент самолет описывает нисходящий круг или спираль, траектория полета которого снова напоминает воронку. В постоянно затягивающейся нисходящей спирали самолет в конце концов выходит из-под облаков и/или падает на землю. [ 1 ]
Чтобы смягчить эту ситуацию, пилот-курсант или пилот, проходящий обучение, практикуется с использованием устройства ограничения обзора для обучения навыкам полета по приборам под наблюдением летного инструктора. Пилоты, имеющие квалификацию по приборам, также используют устройства ограничения обзора под наблюдением инструктора или пилота-безопасника для отработки полетов по приборам и поддержания навыков полета по приборам. [ 3 ]
Вестибулярные аспекты
[ редактировать ]Внутреннее ухо содержит вестибулярную систему , которая также известна как орган равновесия. Вестибулярная система размером примерно с ластик карандаша содержит две отдельные структуры: полукружные каналы , которые обнаруживают изменения углового ускорения, и отолитовые органы ( маточка и мешочек ), которые обнаруживают изменения линейного ускорения и силы тяжести . И полукружные каналы, и отолитовые органы передают в мозг информацию о положении и движении тела. Связь между вестибулярной системой и глазами помогает сохранять равновесие и удерживать взгляд на объекте во время движения головы или вращения тела.
Полукружные каналы представляют собой три полукруглые соединенные между собой трубки, расположенные внутри каждого уха и являющиеся эквивалентом трех гироскопов, расположенных в трех плоскостях, перпендикулярных (под прямым углом) друг к другу. Каждая плоскость соответствует движениям самолета крена, тангажа или рыскания. Каждый канал заполнен жидкостью, называемой эндолимфой, и содержит датчик движения с волосообразными выступами, концы которых встроены в студенистую структуру, называемую купулой. Купула и волоски движутся, когда жидкость движется внутри канала в ответ на угловое ускорение.
Движение волосков похоже на движение морских водорослей, вызванное океанскими течениями, или движение пшеничных полей, перемещаемых порывами ветра. Когда голова неподвижна, а самолет стоит прямо и ровно, жидкость в каналах не движется и волосы стоят вертикально вверх, указывая мозгу на отсутствие вращательного ускорения (поворота). Если пилот поворачивает самолет или голову, канал движется вместе с головой, но жидкость внутри не движется из-за своей инерции. По мере движения канала волосы внутри него также движутся вместе с ним и изгибаются в направлении, противоположном ускорению неподвижной жидкости. Это движение волос посылает в мозг сигнал о том, что голова повернулась. Проблема начинается, когда пилот продолжает поворачивать самолет с постоянной скоростью (как при скоординированном развороте) более 20 секунд.
При таком повороте жидкость внутри канала сначала начинает двигаться, затем трение заставляет ее догонять стенки вращающегося канала. Когда это произойдет, волосы внутри канала вернутся в свое прямое положение, отправив в мозг ошибочный сигнал о том, что поворот остановлен, хотя на самом деле поворот продолжается.
Если затем пилот начнет выкатываться из разворота, чтобы вернуться в горизонтальный полет, жидкость внутри канала продолжит движение (из-за своей инерции), а волоски теперь будут двигаться в противоположном направлении, посылая ошибочный сигнал в Мозг указывает на то, что самолет поворачивает в противоположном направлении, хотя на самом деле он замедляется по сравнению с первоначальным поворотом. [ 4 ]
Однако вход в спираль кладбища — постепенное событие, позволяющее пилоту мысленно приспособиться к неправильному стандарту уровня ощущений. Без внешних сигналов пилот, который не полагается на высотные приборы, будет считать, что крылья находятся ровно, потому что вестибулярная система ложно сообщает, что сила тяжести действует равномерно на голову пилота.
Кладбищенская спираль связана с возвращением к горизонтальному полету после преднамеренного или непреднамеренного длительного разворота крена. Например, пилот, входящий в разворот налево, сначала почувствует поворот в том же направлении. Если разворот влево продолжается (~20 секунд и более), у пилота возникнет ощущение, что самолет больше не поворачивает влево. В этот момент, если пилот попытается выровнять крылья, это действие создаст ощущение, что самолет поворачивает и кренится в противоположном направлении (вправо), ощущение, обычно известное как наклон . Если пилот верит в иллюзию поворота направо (которая может быть очень убедительной), он снова войдет в исходный поворот налево, пытаясь нейтрализовать ощущение поворота направо. Если пилот не распознает иллюзию и не выровняет крылья, самолет продолжит поворачивать влево и терять высоту. [ 5 ] Поскольку самолет имеет тенденцию терять высоту при поворотах, если пилот не компенсирует потерю подъемной силы, пилот может заметить потерю высоты. Отсутствие ощущения поворота создает иллюзию спуска по уровню. Пилот может нажать на рычаги управления, пытаясь набрать высоту или остановить снижение. Это действие затягивает спираль и увеличивает потерю высоты. [ 6 ]
Решение состоит в том, чтобы пилот сознательно преодолел императив мозга судить о физическом положении на основе сигналов вестибулярного аппарата и полагаться исключительно на визуальные сигналы горизонта или приборов ориентации в самолете, пока мозг снова не приспособится, и вестибулярный сенсорный входной сигнал согласуется со зрительным входным сигналом.
См. также
[ редактировать ]- Авиакатастрофа Пэтси Клайн
- Авиакатастрофа Джона Ф. Кеннеди-младшего
- Спиральный режим
- Продолжение ПВП в IMC
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Федеральное управление гражданской авиации. 2016. Авиамедицинские факторы. Справочник пилота по авиационным знаниям . стр. 16-6 Оклахома-Сити, Оклахома: Служба стандартов полетов ФАУ.
- ^ Содерлинд, Пол А. (11 мая 2000 г.), Смертельная спираль , AVWeb.com
- ^ Перейти обратно: а б с Командование морской авиационной подготовки. 2002. Объединенное руководство для студентов-аэрокосмических физиологов: Пространственная дезориентация . Корпус-Кристи, Техас: Совместная специализированная подготовка пилотов бакалавриата AETC/BUMED.
- ^ Антунано, Мельчор. «Медицинские факты для пилотов» . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 10 декабря 2013 г.
- ^ Справочник пилота , ФАУ
- ^ «Вестибулярные иллюзии» . Обучение полетам. Архивировано из оригинала 12 декабря 2013 года . Проверено 10 декабря 2013 г.