美国海军陆战队少校保罗·“鹅”·戈斯登驾驶他的UH-1休伊近距离空中支援直升机穿过科威特-伊拉克边境,在夜幕般的漆黑中飞行。他的飞机是第二次海湾战争中第一架进入伊拉克领空的飞机,支援眼镜蛇攻击直升机摧毁萨夫万山上的观察哨,该山靠近臭名昭著的死亡公路。他们的任务是“伊拉克自由行动”的开场炮,旨在为美国陆军第三步兵师打开大门,该师将随后从科威特向伊拉克发动地面攻击。然而,伊拉克军队预料到了这次空中突袭,并已开始摧毁油田,使夜空充满浓厚的油烟和雾霾,以至于海军陆战队员都看不清方向。
军事飞行训练将夜间飞行深深地印在飞行员的脑海中,以至于他们几乎可以在睡梦中完成。另一方面,在夜间穿过油云飞行绝对会让人感到紧张。“萨达姆炸毁了油井,使空气中充满了石油。我看不到我前面的眼镜蛇直升机,也看不到星星或月亮。一片漆黑,”戈斯登回忆道。为了让你体会这种感觉,可以在直升机战斗Xbox游戏《阿帕奇》(我们中的一位,麦克尼克,为了这篇文章的“研究”而勤奋地玩过)中开始一项任务。飞到敌方领空非常高的地方,然后关掉你的电视(但不要关掉Xbox),在坏人开始向你射击时,尝试盲降你的直升机。记住,为了模拟戈斯登和他的机组人员的体验,如果你的模拟直升机坠毁,你必须承诺真正杀死自己;否则这只是一场游戏。
空间定向障碍和倾斜感
戈斯登在圣地亚哥附近米拉马尔海军陆战队航空站的航空生存训练中心讲述了他惊险的故事,我们中的一位(盖尔斯)在那里教授课程。这个航空站是美国海军(“壮志凌云”)战斗机武器学校的传奇所在地,曾在1986年的汤姆·克鲁斯电影中出现。
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戈斯登——巧合的是,“鹅”是克鲁斯在《壮志凌云》中僚机的呼号——继续说道:“我们都有‘空间定向障碍’或正在遭受‘倾斜感’。”空间定向障碍是空间定向障碍的简称,是一个概括性术语,用于描述任务中可能发生的各种感知错觉和感官知觉退化的总和结果。它是对态势感知的完全丧失,令人震惊的是,它是海军中最常见的坠机原因,在1990年至2008年间,几乎占了80起坠机事故。
性能下降是因为飞行员无法再关注正在发生的事情——一切都失调了。他们所能做的就是不断扫描仪表,尽可能多地给自己提供关于飞机的实际信息,以对抗来自欺骗性身体感官的虚假信息。
倾斜感并不是一个形容肠胃不适的生动军事术语,尽管这两种现象通常同时发生,这并不奇怪。相反,倾斜感是你在飞行中感受到的体动幻觉的一种,当你的前庭系统(负责平衡和你穿越空间的感觉的内耳器官)和你的躯体感觉系统(皮肤和其他身体定位传感器)一起无法为你提供关于重力指示的“下方”的准确描述时,就会发生这种情况。
当您从一个急转弯中出来时,这种错觉就会发生,即使您不再转弯,但您前庭半规管系统中的液体仍在流动。结果,您可能会感觉自己是在直线飞行,而实际上您正在转弯,调查人员得出结论,1999年小约翰·F·肯尼迪的飞机在玛莎葡萄园岛坠毁时就发生了这种情况。从技术上讲,“倾斜感”是解决问题的一种方法的名称:倾斜头部,直到您的仪表与您的感知相符。即便如此,大多数飞行员使用这个术语来传达问题而不是解决方案。
为了了解您的前庭系统对您的视觉有多么重要,请在您面前伸出一个手指,伸直手臂,然后在您来回转动头部时看着它。很好,没问题:你的手指又好又清楚。您的前庭系统跟踪了您头部的转动,并为您的眼睛提供了保持目标的信息。现在保持头部静止,来回移动您的手指,同时用眼睛跟随它。现在没有前庭输入,因为您的头部是静止的,所以您的手指变得模糊。晕动病是由视觉和前庭感知之间的不匹配引起的,是空间定向障碍的主要组成部分。
伊拉克夜生活
戈斯登凭借使用他飞机的前视红外(FLIR)光学阵列幸存了下来,这使他有能力,结合技能和运气,注意到地面上一列美国轻型装甲车(LAV)的红外灯光线。他看不到地面,但LAV给了他足够的关于地形的信息,使他能够“安全地”着陆——也就是说,在敌后,被高速战斗包围的沙漠中央。
“我知道LAV后面的地面一定是平坦的,这意味着我们可以在那里着陆。我们知道我们的位置在敌后。但我们不在乎——我们已经完成了晚上的飞行。我的直升机上的另一位飞行员,罗德尼·“迪诺”·迪恩上尉,患有眩晕症,这与我发生的情况[倾斜感]相反。我们能降落下来真是个奇迹,”戈斯登说。“着陆后,我们拿起武器,在飞机周围设置了警戒线。当太阳升起时,我们可以看得足够清楚,可以飞出去了。”
生存训练
夜视设备,如个人护目镜或戈斯登使用的FLIR观察系统,可以在夜间改善空间定向障碍,但它们的性能高度依赖于照明、地形对比度和空气中的微粒。例如,这些设备在棕色尘暴条件下几乎没有帮助,在这种情况下,灰尘会严重降低能见度。飞行员对抗此处回顾的危险的错误感知和错觉的主要防御手段仅仅是意识到它们可能会发生。
回到米拉马尔航空站,训练设施的建筑风格是20世纪50年代的美国军事风格,大厅里装饰着穿着制服的假人,坐在弹射座椅上。演讲厅的装饰正是您在“大船”(海军对航空母舰的行话)上会发现的那样:过度设计的钢制躺椅大小的座椅用螺栓固定在地板上,并慷慨地填充了真正的纳格海德皮革覆盖物。飞行服随处可见。
“当海军航空兵还年轻时,我们每天要坠毁两架飞机,”盖尔斯观察到,“主要是由不可避免的设备故障引起的。现在我们每年坠毁大约20架飞机,每次坠机都是一件非常严重的事情,被媒体报道,并在整个军队中报告。大多数坠机事故不再是维护或设备故障造成的。这些问题已经减少到主要问题是人为错误的地步。飞行员有时会将完好无损的飞机开到地面上。”
为什么这种情况会发生在世界上训练有素的飞行员中?答案是:当驾驶军用飞机时,每个感官和认知系统都承受着巨大的压力。仅视觉错觉就在1990年至2008年间导致了大约20起坠机事故,使得所有类型错觉的综合贡献是下一个最大坠机原因——疲劳的两倍。
这就是戈斯登和这群飞行员今天来到这里的原因,接受他们每四年一次的态势感知、航空生理学和坠机生存训练复习。他们被讲课、提问,然后被毫不客气地扔进一个巨大的、冰冷的盐水池中的坠机模拟器中,同时戴着眼罩。这很可怕,唯一玩得开心的人是我们(马丁内斯-孔德和麦克尼克)在游泳池边看着。
变化的视野
视觉输入对飞行员来说非常重要,但眼睛会欺骗人。例如,当在云层上方飞行时,自然而然地会将视野中任何相对直线的物体感知为地平线——这可能会在快速移动的飞机上导致非常不良的后果。
虚假的“地平线”在您周围的云层中无处不在。即使您倾斜并转弯,您的飞机姿态也可能看起来是水平的。山脊也可能会误导您,在夜间,云层、星星、山脉和地面上的灯光可能会产生令人难以置信的混乱感知,从而导致飞机偏离真正的直线和水平飞行的安全状态。
不要认为您仅仅因为在晴朗的天气里在水面上飞行就可以免受自身感知的影响。固定的地平线仍然可能让您掉进水里。考虑一下如果您从地平线以上接近海滩会发生什么。您可能会将海滩对准您的视线,然后将其保持在那里,以期待“脚干”(从海上飞到陆地上),但如果您这样做,您将永远无法到达陆地:海滩是固定的,不像真正的地平线,保持它在您视线中静止的唯一方法是逐渐向下倾斜您的飞机。
在靠近横跨山谷的电线或电缆的地方选择固定的地平线尤其成问题。当您接近固定的地平线(例如山谷底部和山墙相交的地方)时,您会缓慢且不易察觉地向下倾斜。当您下降时,接近的电线会显得上升,好像它们会在您上方很高的地方通过,而实际上它们仍然远低于飞机。如果您直到电线非常靠近时才发现它们(由于山雾或战争迷雾),您的自然反应可能是向前推杆以潜入电线下方。1998年,一架美国海军陆战队EA-6B“徘徊者”飞机在阿尔卑斯山脉一个活跃的意大利滑雪胜地附近进行训练任务时就发生了这种情况。飞机切断了两根电线,这两根电线拉着一辆缆车,载着20名滑雪者,离地面370英尺。无人生还。
人们可能会认为来自仪器的客观信息是解决主观感官错觉的合理方案。然而,仪器的普及是问题的一部分,因为飞行员面临着越来越大的注意力需求,这会在战斗和其他压力大的飞行情况下导致认知超负荷。这种精神困扰是空间定向障碍的重要因素。新型航空电子设备的设计着眼于简洁而不是复杂性,飞行员学习如何在模拟胁迫条件下在正确的时间扫描他们的仪器。系统的仪表扫描需要纪律,这可能是战斗中首先丧失的东西之一,但在我们学会更好的方法来克服潜在的飞行错觉之前,它是保持飞行员和机组人员安全的主要技术之一。