Рис. 2.1. Функциональная схема анализаторов

По такому принципу функционируют все сенсорные анализаторы. Каждый сенсорный анализатор различает несколько качеств сигнала: зрительный – цвет, яркость, размер, форму и т. д.; слуховой – тембр, высоту звука, его интенсивность, и пр.Уровень активности рецепторных клеток отражает интенсивность воспринимаемого сигнала: чем ярче свет, громче звук, сильнее запах, тем выше активность рецепторов. Интенсивность (сила) ощущения сигнала влияет на его интерпретацию: восприятие шума может быть неприятным, раздражающим, если его воздействие слишком сильно и/или продолжительно. Но по мере воздействия сигнала (например, звука) реакция рецепторов ослабевает, снижается порог восприятия. Такое снижение интенсивности ощущения рецепторов называется их адаптацией к сигналу [76].

Следует отметить, что чувствительность анализаторов как к интенсивности, так и к другим параметрам сигналов не только определяется адаптацией рецепторов, но и зависит от многих других факторов: комплекса окружающих условий, взаимодействия анализаторов между собой, индивидуальных особенностей человека, его функционального состояния, времени суток и т.п.

Таблица 2.1

Основные сенсорные анализаторы человека

В таблице 2.1 приводятся шесть основных анализаторов (органов чувств) человека, которые воспринимают специфические для каждого из них распознаваемые ими свойства (качества) сигнала.

В деятельности пилота преобладает зрительный анализатор. Используются также и другие анализаторы, которые обеспечивают информационную модель полета. Часто встречаются зрительные и вестибулярные иллюзии, что определяется особенностью функции этих анализаторов. Ниже будет рассмотрен каждый анализатор в отдельности.

Зрение обеспечивает не только большую часть необходимой информации (80 %) для формирования информационной модели полета, но и играет роль корректора и контролера вестибулярного и кинестетического сигналов, особенно при поступлении ложных сигналов. Зрение играет также существенную роль при пространственной ориентировке, которая складывается на основе зрительной информации и психических процессов анализа и синтеза сигналов видимых ориентиров [16].

Органами зрительного восприятия являются глаза, реагирующие на световые сигналы. Предметы, объекты, их цвета различаются тем, какую часть видимого спектра они отражают или поглощают. Глаза человека по строению и функционированию напоминают фотографический аппарат (рисунок 2.2). Он состоит в основном из «камер» и рецепторов. На первом плане камеры расположена оболочка – роговица, где происходит первичная фокусировка световых лучей. Затем важным элементом является хрусталик – биологическая линза, которая завершает процесс фокусировки. Еще один элемент – это радужная оболочка, круговая мышца, которая способна изменить количество поступающего в глаз светового потока с помощью находящегося в ее центре зрачка. Расширяя или сужая отверстие, зрачок играет роль диафрагмы. Процесс фокусировки осуществляется главным образом хрусталиком благодаря тому, что он может изменять кривизну, становясь более или менее плоским или выпуклым в зависимости от расстояния до объекта. Такая способность к приспособлению хрусталика называется аккомодацией.

Далее, позади расположена сетчатка, на внутреннем слое которой расположены фоторецепторы – палочковидные и колбочковидные клетки в перевернутом виде по отношению к пучку падающего света, из‐за чего изображение объекта проецируется на сетчатке в перевернутом виде. С сетчатки, вернее, с фоторецепторов начинается путь зрительного нерва, передающего нервные импульсы зрительной зоне мозга, где происходит опознание предмета и восстановление его нормальной проекции – как он выглядит на самом деле.

Хотя у человека два глаза, отображение от предмета с обоих глаз в мозгу объединяется, становится единым – бинокулярным. Зрительная система, кроме параметров, указанных выше, определяет местоположение объекта, его предметную характеристику, причем все эти процессы происходят одновременно [9].

Наиболее важными функциональными параметрами зрительной системы для деятельности пилота являются:

Острота зрения – это порог разрешающей способности глаза: при минимальном угле две равноудаленные точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности и контрастности объекта, его расположения в поле зрения, формы размера и т. п. За единицу остроты зрения принимается способность различать промежутки шириной 1,5 мм на расстоянии 5 м (в пределах оси фиксации). При отклонении всего на 10 градусов от оси фиксации острота зрения снижается до 0,2 [9].

Глаз человека воспринимает световые волны длиной от 760 ммк (красный цвет) до 400 ммк (фиолетовый цвет ). Более длинные инфракрасные (более 760 ммк) и более короткие ультрафиолетовые волны глаз человека не воспринимает.

Предмет лучше всего видится в центральном поле зрения (в пределах 90° в обе стороны). Однако предметы, находящиеся за пределами этой зоны, также охватываются взглядом без поворота глаз и головы. Для пилота хороший необходимый обзор достигается при наличии следующих углов зрения: в сторону носа – 60°, в сторону уха – 95°, вверх – 60°, вниз – 70° [76].

Поля зрения для каждого глаза в отдельности при ахроматическом (не цветном) освещении следующие: сверху – 50°, снизу – 70°, в направлении к другому глазу – 60°, в противоположном направлении —90°. Общее поле зрения при бинокулярном зрении (двумя газами) по горизонтали составляет 180°.

Для хроматического зрения положение границ поля зрения зависит от цвета и угловых размеров объекта: границы поля зрения сужаются при уменьшении размеров объекта, его яркости. утомлении и воздействии неблагоприятных факторов полета (шум, вибрация и пр.) [76].

Поля зрения расширяются при повороте глаз на 15–20°, особенно при повороте головы до 147° (см. рисунок 2.2).

В самолете поле зрения пилота ограничено спереди и сверху приборными панелями. Для различения предмета на дальнем расстоянии следует учитывать следующие условия: поле зрения, размер объекта, его контрастность, а также остроту зрения и внимание к объекту. В тумане, облаках обнаружить объект невозможно. Если объектом является самолет, то его размеры разнятся в зависимости от его положения; когда он летит навстречу, то выделяется образованная крыльями линия с утолщениями в местах расположения фюзеляжа и двигателей. Наибольшая площадь видима сбоку. Контрастность, определяемая соотношением яркости фона и самого объекта, также важна, так как темные предметы хорошо выделяются на фоне белых облаков. Трудно обнаруживаются самолеты на фоне голубого неба и слепящего солнца.

Рис. 2.2.1. Глаз в поперечном разрезе. Изображены хрусталик и поддерживающий его аппарат, радужная оболочка и сетчатка с ее рецепторами (1 – роговица; 2 – хрусталик; 3 – склера; 4 – сетчатка; 5 – фоторецепторы; 6 – зрительный нерв)

Рис. 2.2.2.

А – поля зрения при максимальном повороте глаза;

Б – поля зрения при максимальном повороте глаза и головы

(1 – бинокулярное зрение; 2 – направление в правую сторону; 3 – направление в левую сторону)

Сколько времени требуется для того, чтобы увидеть?

Рассчитано [28], что общее время от момента восприятия до опознания объекта составляет порядка 1,43 с, а общее время зрительного контроля – 2,3–4,1 с, в том числе движение глаз в направлении приборной доски для контроля приборов – 1,0 с (см. таблицу 2.2).