Файл: Системы автоматического и директорного управления самолетом..pdf

и обрабатываемой информации во избежание существенного усложнения приборного оборудования самолета.

Однако, пилотируя такую сложную систему, как самолет, летчик принимает решение по выбору способа управления и реа­ лизует это решение, основываясь не только на информационной модели, но и используя полученные ранее знания и опыт.^ Сов­ местная обработка этих знаний и данных информационной мо­ дели формирует в сознании летчика целостный образ сложив­ шейся ситуации, так называемую концептуальную модель ситуа­ ции, которая обуславливает деятельность летчика в контуре управления самолетом. На основании этой модели он не только принимает решение о соответствующем перемещении рычага управления, но и способен критически относиться к показаниям того или иного пилотажно-навигационного прибора, обнаружи­

вать его ложные показания.

Таким образом, для выработки стратегии управления само­ летом необходимо определенное количество информации о теку­ щей ситуации, позволяющей анализировать эту ситуацию, а также знания об имеющихся возможностях воздействия на эту

ситуацию.

Приборная информация, получаемая летчиком при инстру­ ментальном пилотировании, в отличие от непосредственного на­ блюдения обстановки, выдается в закодированном виде и для образования соответствующего представления она должна быть летчиком переработана. Схематично процесс обработки прибор­ ной информации летчиком при управлении самолетом изобра­ жен на рис. 1.1.

В деятельности летчика можно выделить следующие основ­ ные операции:

—прием информации (обнаружение сигнала, его опознание

ивыявление смысла — идентификация);

—оценка состояния системы на основании полученных дан­ ных и имеющихся знаний и опыта и принятие решения по вы­ бору вида управляющего воздействия;

—практическая реализация принятого решения;

—контроль за результатами управляющего воздействия. Следует иметь в виду, что приведенные операции являются

достаточно условными, поскольку прием и обработка информа­ ции, построение двигательного акта и контроль протекают как единый сенсорно-логический процесс, в котором часто трудно выделить операции в чистом виде. Однако это деление на опера­ ции целесообразно как методический прием анализа деятельно­ сти летчика.

Таким образом, :в процессе управления самолетом между ин­ формацией, получаемой летчиком, и его ответными действиями существует закономерная связь, которая может быть охаракте­ ризована временем реакции летчика и точностью его действий, т. е. относительным количеством ошибок.

10

между этими значениями и значениями, соответствующими за­

данному режиму полета.

Вторая операция — принятие решения о стратегии управле­ ния на основании оценки текущей и прогнозируемой ситуации — осуществляется по законам логики.

Рис. 1.2. К времени чтения летчиком приборной информации

Экспериментальные исследования показали, что время реше­ ния той или иной задачи /Пр при формировании исполнительной команды существенно зависит от числа логических действий (рис. 1.3), причем время решения увеличивается по мере услож­ нения логического процесса [1]. Это объясняется тем, что в зави­

симости от сложности этих процессов изменяется рас­ ход мыслительной энергии человека, его утомляемость, напряженность и т. д., а зна­ чит, и возможность ошибоч­ ных действий.

В работе Фогеля [6] дана абстрактная ранговая шка­ ла относительной сложности логических задач, выпол­ няемых человеком-операто- ром, которая в возрастаю­ щем порядке имеет следую­ щий вид.

1. Дедуктивные решения, описываемые выражением

12

В этом случае определенному входному сигналу соответст­ вует строго определенная ответная реакция человека (например, при загорании определенной лампочки человек нажимает опре­ деленную кнопку);

б) оптимизирующая дедукция предполагает сравнение вход­ ного сигнала с сигналом из памяти, т. е. входной сигнал сравни­ вается с определенным критерием, отличающим его от других сигналов;

б) адаптивная дедукция — модель желаемого преобразова­ ния используется для образования внутреннего сигнала, позво­ ляющего получить оптимальный для данных условий выходной сигнал (например, в ответ на ускорение движения командной стрелки летчик ускоряет движение рычага управления).

2. Абдуктивные решения, аналитически представляемые как

соответствуют сигналам, когда по заданному следствию yi и ру­ ководящему правилу F -1 нужно найти причинный фактор. Эти преобразования отличаются некоторой неопределенностью реше­ ния, так как руководящее правило F~1 не исчерпывает всех при­ чинно-следственных связей между х\ и г/,-.

3.Индуктивные решения имеют место, когда для ряда собы­ тий Xi и yi требуется найти руководящее правило, определяю­ щее связи между этими или сходными событиями.

4.Прогнозические решения включают в себя индуктивные, дедуктивные и абдуктивные решения. Результатом этих решений является экстраполяция ситуации.

Анализируя обстановку при управлении самолетом, летчик экстраполирует воссоздаваемую на основании полученной ин­ формации ситуацию на время

где г = 1, 2, 3 и / = 1, 2;

t\ — время на ознакомление с ситуацией; t2— время на решение текущей задачи; tz — время для дачи ответа;

—время передачи соответствующей исполнительной команды к соответствующим органам управления;

Д^2 — время реакции самолета.

Решение задач, уровень логической сложности которых выше дедуктивных решений, требует оперативного мышления летчика. Под оперативным мышлением в общем случае понимается про­ цесс решения практических задач, который осуществляется мыс­ ленным воссозданием элементов, образующих проблемную ситуацию, моделированием образов этих элементов, на основе

13

редко требующий значительного времени.

В справочнике [4] приведены количественные оценки состав­ ляющих перехода от восприятия к действию, которые равны:

обнаружение сигнала —-0,1 с, распознавание зрительного образа ~0,4 с, принятие решения ~ 4 —5 с, двигательная реакция ~ 0,5 с.

Из приведенных данных следует, что наибольшее запаздыва­ ние в процессе управления вносит необходимость принятия ре­ шения.

Быстрое и правильное восприятие ситуации в целом, т. е. уменьшение до определенного минимума слагаемого tx выраже­ ния (1.4), существенным образом зависит от структурной орга­ низации приборного оборудования, т. е. от структуры информа­ ционной модели, от системы кодирования сигналов. Система ко­ дов (символов) должна позволять летчику легко, быстро и безошибочно мысленно преобразовывать приборную информа­ цию в реальную предметную обстановку.

Соотношение между временем, необходимым для выполне­ ния летчиком операции t0п, и располагаемым временем, рассчи­ танным из условий выполнения заданного режима полета с тре­ буемой точностью, определяет функциональное состояние лет­ чика. В случае близости этих времен наступает так называемый дефицит времени для оценки ситуации, принятия решения и т. д., который развивает у человека состояние напряженности и ока­ зывает отрицательные действия на стабильность его работы. В условиях дефицита времени может наступить психологический конфликт между получаемой информацией и восприятием лет­ чика. Недоверие к приборам вызывает у летчиков повышенную психологическую напряженность. «Я буквально «бегал» по при­ борной доске в мучительном поиске отказавшего прибора» — пи­ шет один из летчиков [1].

Наиболее высокий оперативный уровень восприятия, т. е. восприятие без сложных промежуточных преобразований, экви­ валентен одномоментному, симультанному опознанию, при кото­ ром мыслительная деятельность человека сводится к решению задач с рангом логической сложности, соответствующим моронической дедукции. В случае ручного пилотирования самолета, когда от летчика требуется на основании полученной информа­ ции выполнение взаимосвязанных, точно координированных и до­ зированных движений рычагами управления, наиболее высокая эффективность достигается при согласовании по направлению и во времени движений рычагов управления с характеристиками сигналов (например, при стабилизации углов крена и тангажа

14