保罗“鹅”戈斯登少校,美国海军陆战队,驾驶他的UH-1休伊近距离空中支援直升机穿越科威特-伊拉克边境,穿过夜间的油污黑暗。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,旨在支援眼镜蛇攻击直升机摧毁萨夫万山上的观察哨,该山位于臭名昭著的死亡公路附近。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起地面攻击。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,以至于使海军陆战队员失明。
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,绝对会增加紧张系数。“萨达姆引爆了油井,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。为了让您了解这种感觉,请在直升机战斗Xbox游戏《阿帕奇》(我们中的一人,麦克尼克,为撰写本文而勤奋地进行了“研究”)中开始一项任务。飞到敌方领土上空非常高的地方,然后关掉电视(但不要关掉Xbox),并尝试在坏人开始向你射击时盲降直升机。请记住,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,你必须真正承诺自杀;否则,这只是一场游戏。
空间定向障碍(Spatial D)和倾斜感(the Leans)
戈斯登在加利福尼亚州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这段惊险的故事,我们中的一位(盖尔斯)在那里教授一门课程。这个航空站是美国海军(“壮志凌云”)战斗机武器学校的传奇故乡,曾在1986年汤姆·克鲁斯主演的电影中出现。
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戈斯登——巧合的是,“鹅”是克鲁斯在《壮志凌云》中的僚机的呼号——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(Spatial D)是空间定向障碍的缩写,是一个包罗万象的术语,用于描述任务中可能发生的各种感知错觉和退化的感官知觉的总和。它是情境意识的完全丧失,令人震惊的是,它是海军中最常见的坠机原因,在1990年至2008年间造成了近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,以便尽可能多地了解飞机的实际信息,以对抗来自欺骗性身体感官的虚假信息。
倾斜感(the leans)不是一个形容肠胃不适的生动军事术语,尽管这两种现象经常同时发生,这不足为奇。相反,倾斜感是您在飞行中感受到的一种躯体旋转错觉,当您的前庭系统(负责平衡和空间旅行感知的内耳器官)和您的躯体感觉系统(皮肤和其他身体定位传感器)一起未能为您提供关于重力指示的“向下”的准确描述时,就会发生这种错觉。当您从一个急转弯中出来时,就会发生这种错觉,即使您不再转弯,前庭半规管系统中的液体仍在流动。结果,您可能会感觉自己在直线飞行,但实际上您正在转弯,调查人员得出结论,约翰·F·肯尼迪二世的飞机1999年在玛莎葡萄园岛坠毁时就是这种情况。从技术上讲,倾斜感是问题解决方案的名称:倾斜您的头部,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,请在您面前伸出一根手指,保持手臂的长度,然后在您来回转动头部时看着它。很好,没问题:您的手指非常清晰。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(Spatial D)的主要组成部分。
伊拉克夜生活
戈斯登之所以能从任务中幸存下来,是因为他使用了飞机的红外前视(FLIR)光学阵列,这使他能够结合技能和运气,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为他提供了足够的关于地形的信息,使他能够“安全地”着陆——也就是说,在高速战斗中,在敌后沙漠的中心地带。
“我知道那些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,这与我身上发生的情况(倾斜感)相反。我们能降落下来简直是个奇迹,”戈斯登说。“着陆后,我们拿起了武器,并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飞出去。”
生存训练
夜视设备,如个人夜视镜或戈斯登使用的FLIR观察系统,可以在夜间改善空间定向障碍(Spatial D),但它们的性能高度依赖于照明、地形对比度和空气中的颗粒物。例如,在棕色尘暴条件下,这些设备几乎没有帮助,在这种条件下,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幻觉的主要防御措施仅仅是意识到它们可能会发生。
回到米拉马尔航空站,训练设施的建筑是20世纪50年代美国军事风格,大厅里装饰着穿着制服的假人,坐在弹射座椅上。演讲厅的装饰完全是您在航母(海军术语中的“船”)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,并慷慨地衬垫着真正的纳格海德皮革覆盖物。飞行服随处可见。
盖尔斯说:“当海军航空兵还很年轻的时候,我们每天都会坠毁两架飞机,这主要是由不可避免的设备故障造成的。现在我们每年坠毁大约20架飞机,每一次坠机事故都是一件非常大的事,会被媒体报道,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,每一个感官和认知系统都承受着巨大的压力。仅视觉错觉就导致了1990年至2008年间约20起坠机事故,使得所有类型幻觉的综合贡献是下一个最大坠机原因(疲劳)的两倍。
这就是为什么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情境意识、航空生理学和坠机生存训练复习。他们被讲课、提问,然后在戴着眼罩的情况下,被毫不客气地浸入坠机模拟器内的一个巨大的、冰冷的盐水池中。这很可怕,唯一玩得开心的人是我们两个(马丁内斯-康德和麦克尼克),我们在泳池边向里看。
移动的地平线
视觉输入对飞行员来说非常重要,但眼睛可能会撒谎。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线条感知为地平线——这可能会在快速移动的飞机中导致非常不良的后果。
假地平线在您周围的云层中无处不在。即使您倾斜并处于转弯状态,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直线和水平飞行的安全状态。
不要认为仅仅因为您在晴朗的天气里在水面上飞行,您就可以免受自己的感知的影响。固定的地平线仍然可能让您落入水中。考虑一下当您从地平线以上接近海滩时可能会发生什么。您可能会将海滩对准您的视线,然后将其保持在那里,以期“脚干”(从海上飞到陆地上),但如果是这样,您将永远无法到达陆地:海滩是固定的,不像真正的地平线,保持它在您的视线中静止的唯一方法是逐渐向下倾斜您的飞机。
在靠近跨越山谷的电线或电缆的地方选择固定地平线尤其成问题。当您接近固定地平线(例如山谷底部和山墙相遇的地方)时,您会缓慢且不易察觉地向下倾斜。当您下降时,逼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俯冲到电线下。1998年,在美国海军陆战队EA-6B“徘徊者”飞机在阿尔卑斯山脉附近的一个活跃的意大利滑雪胜地执行训练任务时,就发生了这种反应。飞机切断了两根电线,这两根电线悬挂着一辆缆车,缆车里载着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主观感官错觉的合理解决方案。然而,仪器的激增是问题的一部分,因为飞行员面临着越来越多的注意力需求,这会在战斗和其他紧张的飞行场景中导致认知超负荷。这种精神困扰是空间定向障碍(Spatial D)的一个重要促成因素。新的航空电子设备的设计以简单性而非复杂性为宗旨,飞行员学习如何在模拟压力条件下在正确的时间扫描他们的仪表。系统化的仪表扫描需要纪律,这可能是战斗中最先丧失的东西之一,但在我们学会更好地克服潜在的飞行幻觉之前,它是保持飞行员和机组人员安全的主要技术之一。
我们要感谢美国海军退役中校指挥官布莱恩·斯旺、美国海军指挥官泰森·布伦斯特和美国海军退役指挥官弗雷德·R·帕特森,感谢他们对本文的想法和贡献。
本文以“飞行员的困境”为标题发表在印刷版上。