Концептуальные основы, достижения и перспективы развития отечественной авиационной инженерной психологии
В. А. Пономаренко, В. В. Лапа

Авиационная инженерная психология в нашей стране как самостоятельная научная дисциплина сформировалась в конце 60-х годов прошлого века, опираясь на теоретические идеи, концепции и подходы, разработанные в общей и инженерной психологии в трудах М. И. Бобневой, В. Ф. Венды, А. И. Губинского, Ю. М. Забродина, Д. Н. Завалишиной, В. П. Зинченко, О. А. Конопкина, А. А. Крылова, А. Н. Леонтьева, Б. Ф. Ломова, Д. А. Ошанина, В. Ф. Рубахина и др.

Особо хотелось бы выделить роль Б. Ф. Ломова, который по существу стал отцом отечественной авиационной инженерной психологии. Именно благодаря ему теоретические идеи и концепции, разработанные психологической наукой, стали методологической основой для практики инженерно-психологических исследований в авиации, а его личный вклад в разработку ее наиболее актуальных научно-прикладных проблем трудно переоценить.

Справедливости ради следует отметить, что работы инженерно-психологического плана начали проводиться гораздо раньше, а необходимость приспособления летательного аппарата (ЛА) к человеку стала очевидной по существу с появлением воздухоплавания и авиации. Еще в 1880 г. Д. И. Менделеев писал о необходимости «доступного для всех и уютного летательного аппарата» (Менделеев, 1946). Один из первых авиационных врачей-летчиков, Н. М. Добротворский, возглавлявший в 20-е годы прошлого века Центральную психофизиологическую лабораторию ВВС, рассматривал в своих работах вопросы оптимизации расположения приборов и элементов управления, рационализации размеров и оформления лицевых частей приборов и сигнализаторов (Добротворский, 1930). На важность изучения «проблемы взаимоотношения человека и машины» указывал С. Г. Геллерштейн (1932). Первые в нашей стране лабораторные исследования по оценке циферблатов авиационных приборов и их компоновки в кабинах ЛА выполнили Н. А. Эппле (1935) и Н. В. Зимкин (1937). В 1940–1960-е годы были проведены эксперименты по оценке читаемости авиационных приборов, восприятию приборных досок в целом, по вопросам рационального размещения в кабине ЛА приборов и сигнализаторов (Т. И. Жукова, Ю. А. Петров, К. К. Платонов, Е. П. Новодворский, М. И. Юровицкий). Результаты этих исследований не потеряли своего значения и в наши дни, несмотря на то, что в этих экспериментах деятельность летчика редуцируется до элементарных действий по схеме «стимул-реакция» и тем самым остаются в тени внутренние психологические закономерности, определяющие эффект внешних воздействий.

Сегодня отечественная научная школа авиационной инженерной психологии опирается на следующие базовые методологические принципы^[1]:

1) принцип системности, т. е. взаимодействия всех элементов системы «человек-ЛА-среда» с учетом достижения социального целевого результата;

2) принцип деятельностного подхода, предполагающий обеспечение характеристик условий и средств труда для проявления максимальной активности человека как субъекта деятельности по достижению требуемой ее эффективности и надежности.

Эти принципы в авиационной инженерной психологии реализуются, прежде всего, при построении методики экспериментальных исследований и изучении ошибочных действий авиационных специалистов.

С позиций системного подхода, инженерно-психологическим можно считать только такое исследование, в котором оценивается взаимодействие человека и техники в условиях, адекватных реальным. Методологические принципы и методика проведения инженерно-психологических исследований деятельности летчика, разработанные Ю. П. Доброленским, Н. Д. Заваловой, В. А. Пономаренко, В. А. Поповым, В. А. Туваевым и др. (1975), предусматривают реализацию следующих приемов: воспроизведение основных физических и психологических условий деятельности летчика в полете; психолого-профессиографический подход к моделированию содержания деятельности и оценке результатов, предполагающий опору как на нормированный состав действий, так и на их проблемный образ; моделирование сложных и наиболее типичных с точки зрения оцениваемых технических средств условий и режимов функционирования системы «человек-ЛА»; наконец, использование комплекса оценок, характеризующих не только конечный результат, но и психологическое содержание действий. По существу, инженерно-психологический эксперимент предполагает моделирование, прежде всего, психических аспектов взаимодействия человека с управляемым объектом. Игнорирование методических принципов инженерно-психологического моделирования не позволяет вскрыть истинные причины затруднений человека при взаимодействии с техникой, даже при достаточно адекватном воспроизведении характеристик объекта и используемых оператором средств деятельности. Поэтому, независимо от того, является инженерно-психологический эксперимент лабораторным, полунатурным или натурным (летным), необходимо, прежде всего, воссоздать психологическое содержание деятельности.

Авиационные инженерные психологи всегда стремились проводить экспериментальные исследования непосредственно в полете. Были созданы самолеты-лаборатории, оборудованные психофизиологической аппаратурой, техническими средствами для регистрации направления взгляда летчика, его управляющих движений и действий с органами управления бортовыми системами и комплексами (Г. В. Анисимов, Е. Е. Букалов, Л. П. Вохмянин, А. М. Сафронов, Ю. С. Чугунов и др.). В уникальных летных экспериментах изучались особенности деятельности экипажей на различных этапах и при разных режимах полета в зависимости от характеристик используемых ими средств деятельности и системы управления ЛА (Б. Л. Горелов, В. В. Давыдов, А. И. Иванов, Н. А. Лемещенко, А. Н. Разумов, А. Н. Сапегин, Н. А. Федоров, А. В. Чунтул и др.), а также закономерности поведения и действий экипажа в аварийных ситуациях (Н. Д. Завалова, В. А. Пономаренко, В. В. Козлов, В. В. Лапа, В. В. Поляков и др.).

Применение системной методологии к изучению ошибочных действий авиационных специалистов привело к развитию концепции о «личном» и «человеческом» факторах авиационной аварийности (Береговой и др., 1978; Бодров, Орлов, 1998). Под «личным» фактором понимается совокупность индивидуальных особенностей конкретного человека (профессиональных, физиологических, психических), которые могут стать причиной ошибок или же способствовать их возникновению (Геллерштейн, 1948). В понятие «человеческий фактор» включается совокупность качеств и свойств человека, характерных для летного контингента в целом, неучет которых в конструкции авиационной техники, в условиях и организации летной деятельности может приводить к ошибочным действиям (Береговой и др., 1978). Таким образом, в понятие «человеческий фактор» вкладывается идея зависимости надежности летчика от особенностей эксплуатируемой авиационной техники, содержания, условий и организации его деятельности.

В практике расследования авиационных происшествий в группу причин, объединяемых понятием «человеческий фактор», относят все причины, так или иначе связанные с человеком. И не случайно в большинстве случаев не удается отказаться от трактовки причины авиационного происшествия как ошибки летчика (экипажа). Между тем нельзя забывать, что многие ошибки провоцируются инженерно-психологическими (эргономическими) недостатками техники, а негативные индивидуальные качества летчика могут являться продуктом функционирования определенных социальных систем (отбора, обучения, организации летной работы). Вот почему, констатируя проявление в авиационном происшествии недостатков личности и подготовки летчика, нельзя ни в коем случае ставить на этом точку. Необходимо дать оценку и тем компонентам авиационной системы, которые оказывают непосредственное влияние на формирование указанных качеств и их проявление при взаимодействии с техникой. Только благодаря такому анализу разрабатываются профилактические мероприятия, адресованные не только летчику (экипажу), но и другим компонентам авиационной системы.

Ключевые направления исследований в области авиационной инженерной психологии связаны с оптимизацией информационного взаимодействия в системах «экипаж – летательный аппарат» и управления воздушным движением (УВД), обоснованием рациональной автоматизации управления летательными аппаратами на различных этапах и при разных режимах полета с учетом человеческого фактора, повышением надежности функционирования авиационных эргатических систем в усложненных и критических ситуациях полета, угрожающих его безопасности.

Организация оптимального информационного взаимодействия, как убедительно показано в ряде работ (Лапа, 2004; Ломов, 1984; Ошанин, 1977), предполагает опору на закономерности психического отражения человеком информации о процессе и условиях деятельности, т. е. на содержание и функции его психического образа. Опираясь на теорию психического отражения (Конопкин, 1980; Леонтьев, 1975; Ломов, 1984; Ошанин, 1977) и результаты системного изучения деятельности летчика, авиационные инженерные психологи Н. Д. Завалова и В. А. Пономаренко (1986) разработали оригинальную концептуальную схему психической регуляции деятельности летчика, создав концепцию «образа полета», у истоков которой стоял К. К. Платонов (1960). Выявление содержания образа полета в зависимости от характера решаемых летчиком задач создало предпосылки для реализации принципа соответствия информационной модели полета психическому образу летчика. Продуктивность учета психологических механизмов, регулирующих действия летчика, для обеспечения эффективности и надежности его действий была подтверждена:

• при обосновании преимуществ вида индикации пространственного положения ЛА, отражающего пространственные отношения в геоцентрической системе координат, для надежности пространственной ориентировки летчика в полетах вне видимости земли и наземных ориентиров (Пономаренко и др., 1990);

• при выборе способов многомерного кодирования параметров полета на информационных кадрах систем электронной индикации для современных и перспективных ЛА (Боярский и др., 1999; Лапа, Лемещенко, 1995; Сильвестров и др., 2007);

• при разработке информационных средств для целенаправленного формирования и поддержания адекватного психического образа летчика в особых и аварийных ситуациях полета (Береговой и др., 1978; Завалова и др., 1986);

• при обосновании создания средств поддержки перцептивных возможностей летчика в условиях воздействия экстремальных факторов рабочей среды (Обознов, 2003; Пономаренко, Лапа, 1989).

Опора на знания о содержании и функциях образов, регулирующих действия соответствующих авиационных специалистов, позволила успешно решить вопросы по оптимизации отображения навигационной информации (Г. М. Зараковский, М. В. Поляков, Ю. К. Стрелков, П. С. Турзин, К. А. Чернов и др.), процесса и средств деятельности специалистов УВД (В. Е. Адрианова, А. С. Гозулов, А. А. Меденков и др.).

Обобщение и осмысление богатого экспериментального материала по изучению особенностей деятельности летчика в автоматизированных системах управления и закономерностей ее психической регуляции позволили обосновать принцип «активного оператора» в качестве основополагающего при решении задачи распределения функций между человеком и автоматическими устройствами (Завалова и др., 1973). Реализация этого принципа предполагает помощь человеку в проявлении его возможностей, сохранение уровня активности мыслительных процессов и готовности к экстренным двигательным действиям, актуализацию резервов психики с помощью средств автоматизации. На находящихся в эксплуатации самолетах внедрены системы автоматизированного управления, при создании которых конструкторы руководствовались принципом «активного оператора». Это системы, в которых летчику предоставляется возможность управлять самолетом совместно с автоматикой. Одной из них является система комбинированного управления полетом самолета на малой высоте, предусматривающая совместную работу полуавтоматического и автоматического контуров (последний включается в зоне малых отклонений сигналов управления). Преимущество данной системы по сравнению с системой автоматического управления проявилось в сопоставимой точности пилотирования при меньшем уровне нервно-эмоционального напряжения, более низкой вероятности (0,06 против 0,12) опасных ситуаций при отказах компонентов системы (Козиоров и др., 1983).

Концепция образной регуляции действий летчика послужила теоретическим основанием для разработки новой методологии летного обучения, предполагающей не только выработку у летчиков (курсантов) автоматизированных навыков, но и активное формирование у них механизмов психической регуляции действий (Ворона и др., 2003). Предложенный комплекс психолого-педагогических воздействий, включающий специальные дидактические приемы и наземные технические средства формирования профессионально важных качеств (ПВК) летчика, а также методику «опорных точек» как средство целенаправленного формирования образа полета, позволил повысить уровень ПВК на 15–40 %. Это способствовало снижению отчисления курсантов на 25 %, уменьшению (в 2 раза) количества ошибочных действий в ходе тренировочных полетов, сокращению (в среднем на 6 полетов) их количества.

На основе результатов изучения особенностей действий летчиков в аварийных ситуациях инженерные психологи разработали технологию проведения специальных тренировок, целью которых является обогащение содержания психического образа летчика в ходе преобразования неопределенных сигналов опасных ситуаций в субъективно определенные (Завалова и др., 1973; Пономаренко, 1995). После проведения таких тренировок время принятия решения в аварийных ситуациях полета сократилось в 3–5 раз, количество ошибочных решений уменьшилось на 80 %, вдвое снизилась эмоциональная напряженность.

На современном этапе своего развития отечественная авиационная инженерная психология является проектировочной дисциплиной, включенной непосредственно в процесс проектирования на ранних стадиях создания технических систем. Для обеспечения надежности человеческого фактора в авиационных эргатических системах требуется реализация усилий по двум направлениям: а) учет и минимизация ограниченных возможностей человека при создании авиационной техники, а также в процессе обучения и подготовки и б) создание условий для расширения возможностей экипажей использовать свои способности и знания в летной деятельности. Исходя из этого, основная задача авиационной инженерной психологии состоит в том, чтобы совместно с разработчиками увязать психофизиологические возможности летчика (другого члена экипажа ЛА) с техническими средствами, которые он использует, дать прогноз эффективности и надежности деятельности экипажа в соответствии с летно-техническими характеристиками ЛА и его систем. Принципиальная особенность инженерно-психологического проектирования состоит в том, что требования к техническим системам определяются на основе проекта деятельности летчика (экипажа) в авиационной системе. А цель одна – обеспечить системный учет физиологических, психологических и других характеристик человека при создании авиационной техники.