Эргономика

Эргономика

Этим мудреным словом обозначается понятие: удобно ли работать экипажу в кабине. Как расположены органы управления, хорош ли обзор, легко ли читаемы приборы, удобны ли кресла и т.п.

В отличие от большинства современных автомобилей кабины самолетов отличаются друг от друга столь значительно, что диву даешься: ну и фантазия у конструкторов!

Сядь в любой автомобиль - и везде все одинаково. Руль, педаль газа, педаль тормоза, ну, два варианта рычага коробки передач, подрулевые переключатели, панель приборов, панель отопителя… сел, за минуту-две ознакомился - и поехал.

Самолет, конечно, сложнее автомобиля. Разные аэродинамические схемы, разное количество и расположение двигателей; в зависимости от этого - разные системы механизации крыла, расположение и схема шасси, разные системы управления… Все это требует установки в пилотской кабине совершенно различных органов управления: рычагов, кнопок, тангент, выключателей, секторов, вентилей - и прочая, и прочая. И для контроля над работой всех этих агрегатов и систем требуются совершенно различные приборы, а значит, различное расположение пультов и приборных досок. И все агрегаты и приборы включаются целыми рядами выключателей, которые надо разместить под рукой.

Короче, зайдя первый раз в кабину экипажа, посторонний человек останавливается в растерянности: как много всего… и как во всем этом разбирается экипаж… и - зачем все это? Неужели нельзя обойтись без такого - та-акого! - количества?

Оборачивается так, что и нельзя. Я попробую рассказать, для чего в кабине нужно это многообразие и как оно реализуется конструкторами, а заодно, как мы оцениваем эти хитроумные задумки. Может, буду немного субъективен… да простят меня люди несогласные.

Ну, понятное дело, главное в кабине - штурвал. Это понятно любому. Пилотское сиденье, а перед ним на специальной штурвальной колонке установлен этот заветный предмет. И перед другим пилотским сиденьем установлен такой же. Тронь один - шевельнется и другой; они связаны, понятно, чтобы в любую секунду один пилот мог помочь, подхватить, подстраховать другого, не вставая с места.

Внизу, под ногами, две широких подножки… или педали… а на них еще что-то пристроено. Нажми одну вперед - вторая откачнется назад. И под ногами правого пилота синхронно шевельнутся соответствующие педали-подножки.

Такие органы управления - единственно общие для всех, самых разных типов самолетов. И на вертолетах, кстати, тоже. Потому что управление летательным аппаратом любого типа осуществляется вокруг трех осей: тех самых геометрических "икс, игрек и зет". Движение штурвала от себя-на себя вызывает подъем и опускание носа; поворот рогов штурвала влево-вправо - создание кренов; нажатие педали влево-вправо - поворот носа в соответствующую сторону.

Есть самолеты, где вместо штурвала на полу кабины установлена ручка, качая которую вперед-назад и влево-вправо, пилот управляет машиной; но это на пилотажных самолетах и вертолетах, очень чутких к управлению. А тяжелым самолетом лучше управлять при помощи большого и громоздкого штурвала, не требующего миллиметровой точности, но достаточно тяжелого, чтобы избежать резких движений при управлении инертной машиной.

На самых современных тяжелых самолетах, начиненных компьютерной автоматикой, смелая конструкторская мысль решилась установить на боковом пульте с подлокотником небольшой чуткий джойстик - уменьшенную до предела ручку управления. В кабине такого самолета комфортнее, нет мешающего громоздкого штурвала. Но движения джойстиком должны быть ювелирными. Педали, правда, и на таком самолете остаются, потому что они очень необходимы на разбеге и пробеге: с их помощью выдерживается прямолинейное направление вдоль оси взлетной полосы. И на этих педалях установлены небольшие педальки тормозов колес шасси. Обжимая их, вместе или раздельно, пилот изменяет тормозные силы на правых и левых колесах, а значит, может маневрировать при рулении на земле, либо остановиться. Поэтому при движении по земле, на взлете и на посадке ноги его стоят на больших педалях-подножках, двигают их и могут одновременно и дать большую педаль, и подтормозить маленькой педалькой.

Руление по земле - процесс сложный. Для управления поворотом колес передней, "рулевой" ноги шасси применяется специальный штурвальчик. Он устанавливается в удобном месте под рукой. "Удобное место под рукой" представляется каждому конструктору совершенно по-разному; поэтому штурвальчик этот, или рычаг с грибком, или еще какой-то подобный орган расположен то на основном штурвале, то на штурвальной колонке, то на боковом пульте, а то и вовсе его нет, а поворот ноги осуществляется большими педалями.

Еще одно общее, что объединяет все самолеты, это расположение на приборной доске каждого пилота основных пилотажно-навигационных приборов. Их всегда минимум пять: авиагоризонт, указатель скорости, вариометр, указатель высоты, компас. Для пилотирования в сложных метеоусловиях, вне видимости земли, этих приборов достаточно.

По авиагоризонту определяется пространственное положение самолета: крен, подъем и опускание носа относительно горизонта. По указателю скорости определяются, в частности, минимальная скорость, ниже которой самолет может свалиться, и максимальная, превысив которую, можно довести самолет до разрушения от скоростного напора. По указателю скорости выдерживают ту скорость, на которой в данных условиях производится снижение перед посадкой. Если ее превысить, самолет не успеет потерять подъемную силу в расчетной точке приземления, перелетит и выкатится.

По вариометру выдерживают необходимый темп набора высоты или снижения - вертикальную скорость. По указателю высоты выдерживают высоту полета.

По компасу выдерживают направление полета.

Эти основные приборы расположены в центре приборной доски в таком порядке, который, согласно изысканиям ученых-психологов, позволяет охватывать их одним взглядом и тратить наименьшее время на считывание показаний.

Русские приборы, еще со времен их изобретения и до наших дней, в основном выполнены по одной, хорошо воспринимаемой взглядом, простой схеме: круглый черный циферблат, а на нем редкие белые деления и цифры; стрелки тоже белые. Днем эти приборы отлично видны, не утомляют глаз пестротой, их показания легко читать. Ночью, подсвеченные ультрафиолетовым излучением, фосфорические стрелки и шкалы особенно ясно воспринимаются. Но учеными доказано (в основном, самим себе и своим коллегам), что ультрафиолет вреден, а лучше красная подсветка. А другими учеными доказано, что лучше - белая. И на одних самолетах стоят ультрафиолетовые излучатели, на других - мрачно-красный свет, на третьих - явно недостаточно-белый. Добавишь освещение приборов, чтобы хоть видно было, что там они показывают, появляются блики на лобовом стекле, мешающие на посадке.

Чтобы не было бликов, над приборной доской устанавливается козырек. На кромке козырька налеплено всяких световых табло, самых важных - чтобы, значит, в глаза бросалось, если табло вдруг засветится, и сразу принимались меры. Если в полете сбоку из-за спины на какое-либо из этих табло упадет солнечный луч, можно ошибочно посчитать, что красное табло горит. Так я раз чуть не запаниковал, когда в щель упал луч прямо на табло "Пожар".

Иностранные приборы отличаются от наших; об отличиях авиагоризонтов я уже писал. Видимо, учитывая менталитет иноземных летчиков, иноземные конструкторы налепили на простой указатель скорости массу разноцветных индексов, указывающих разные границы скоростей и значительно ухудшающих восприятие из-за рассеивания внимания. Для особо умных добавлен еще дополнительный указатель скорости в виде выскакивающих цифр в окошечке.

Это примерно как умные немцы делают стрелковое оружие. На их пистолетах наворочено всяких рычажков, предохранителей и кнопок - в расчете на то, что пунктуальный немец выполнит все строго по инструкции и выстрелит не в себя, а в цель. А наш ТТ имеет предохранитель - зубчик на курке. Чуть потянул курок на себя, он встал на зубчик - и хоть бросай его на бетон, хоть что делай - не выстрелит. А надо выстрелить - взведи курок полностью и жми на спусковой крючок.

Я привожу пример со стрелковым оружием потому, что, на мой взгляд, в нем сконцентрирована вся квинтэссенция психологии и эргономики: ничего лишнего, отвлекающего внимание в момент стресса. И авиационный прибор должен быть устроен по такому же принципу: запомни цифру и выдерживай ее. А желтый, синий, зеленый индексы, секторы, красная черта, еще одна красная черта… это уж для особо одаренных…

Практика показывает, что одну цифру запомнить можно, а по индексам… пусть они сами летают.

Новшество - приборы электронные. Вроде они и выразительные, ясные, четкие. Но душа у меня к ним не лежит. Особенно к тем, где ради экономии места соединены воедино разные указатели: путаешься в них.

Из аналогичных древних русских приборов запомнился трехстрелочный указатель температуры, давления масла и давления топлива. Там три стрелки на круглом приборе стоят в виде перевернутой буквы "Т": один взгляд - и ясно, что все в норме. А как только "Т" изменило конфигурацию - значит, один из показателей не в норме, тогда уж отсчитай показания стрелки по его шкале и прими меры.

Еще новшество: попытка как-то так расположить индексы на приборе, чтобы они складывались в картинку, какую пилот увидел бы, если бы видна визуально была посадочная полоса. Эти жалкие потуги разбиваются о суровую реальность. Пилот должен "вжиться" в образ якобы видимого из кабины пространства, создаваемый при помощи хитрых черточек. А значит - потерять на это драгоценные секунды. Моя практика протестует: я привык к круглым стрелочным приборам - и хоть кол на голове теши, к другим привыкаю с усилием и внутренним сопротивлением.

Один из важнейших пилотажных приборов - вариометр, показывающий вертикальную скорость, в частности, скорость приближения к земной поверхности. В норме при заходе на посадку должно быть 4 метра в секунду, тогда, чтобы погасить эту вертикальную скорость перед касанием о бетон, надо начать выравнивать машину на высоте 6-4 метра. Если вертикальная перед приземлением будет 7, то выравнивать надо уже не на 6 и даже не на 10. а метров на 15 над землей; если же вертикальную скорость перед торцом полосы допустить до 10 м/сек, то дай бог успеть погасить ее, начав выравнивание машины с 30 метров. Кинетическая энергия ведь пропорциональна квадрату скорости.

Так вот, вариометр - очень важный прибор, и требования к нему у пилотов строгие: показания его должны быть легко читаемы и безусловно понятны. И во все времена он представлял собой круглый черный циферблат с горизонтальной - справа налево - стрелкой белого цвета, стоящей против цифры "ноль". И если стрелка поднялась на 90 градусов вверх, то это - набор высоты со скоростью 15 метров в секунду, а вниз - снижение таким же темпом. Редкие, через 5, цифры, нечастые, хорошо видимые деления ценой 1м/сек. И у нас, и у американцев были одинаковые приборы. По ним ту вертикальную скорость легко выдерживать, чуть, на миллиметры пошевеливая штурвальной колонкой от себя и на себя.

На скоростных высотных самолетах на случай экстренного, максимально допустимого снижения (допустим, при разгерметизации на высоте или при пожаре) потребовалось установить еще один, аварийный вариометр больших вертикальных скоростей, до 100 метров в секунду. Когда судорожно сдернешь газы, выпустишь шасси и интерцепторы и начнешь падать к родной земле - быстрее, быстрее! - обычный вариометр крутанет три круга, и попробуй, определи, что же он показывает: снижение или набор. Аварийный же прибор отградуирован крупнее, и его стрелка установится где-то на 75 м/сек, и я буду стремиться по этому прибору выдерживать вертикальную скорость снижения как можно большей - ибо в этом мое спасение.

Так вот, умные конструкторы на самом большом "Боинге", 747-м, прилепили указатель вертикальной скорости на самой боковой границе командно-пилотажного прибора - в виде махонького зелененького индекса, черточки, величиной с булавочную головку… ну, со спичечную. И эта зеленая точка должна дать информацию о важнейшем параметре полета! А чуть превысишь вертикальную скорость - эта точка и вообще скрывается за краем шкалы.

Ну… умники, что еще сказать.

А может, я слишком самоуверен? Может, мне что-то непонятно в принципах пилотирования этого огромного четырехсоттонного лайнера? Может, мой ездовой менталитет не приемлет чего-то, само собой разумеющегося в среде моих американских коллег?

Ну, не можем же мы принять душой, что в Иране, или в Афганистане делают лепешки из саранчи. А те иранцы не могут понять, как это - употреблять в пищу свинину, поганое для них мясо. Так и с вариометром. Может, американские летчики определяют вертикальную скорость по другим признакам? Может, им и вообще на нее начхать? А может, этот лайнер вручную и вовсе не пилотируют? Автоматике вариометр не нужен, у нее свои датчики, она на них ориентируется.

Но не дай же ж бог, откажет автоматика… Не справится же пилот по той зеленой рисочке, грохнет машину об полосу.

Высотомеры тоже самые разнообразные. Есть двухстрелочные, они показывают километры и сотни метров, каждые отдельной стрелкой, как часы. Есть однострелочные, но с окошком, в котором видны цифры сотен метров, а стрелка показывает километры Есть в футах, есть в метрах. Есть радиовысотомеры, показывающие точную высоту над рельефом; особенно они важны над торцом полосы - и до касания. Это по показаниям радиовысотомера штурман диктует мне: "Десять, пять, три, два, два, метр, метр, касание, снова два, два… воспарили… Коз-зел!"

В училище на Як-18А делал петлю Нестерова, и на отвесном пикировании, краем глаза наблюдая, как быстро вращаются стрелки высотомера, вдруг… потерял малую, километровую стрелку. Выпала из поля зрения. А большая отсчитывала: 600, 500, 400… Как потянул ручку на себя - в глазах потемнело! Выхватил машину в горизонт… и когда кровавая мгла схлынула с глаз, увидел "потерянную" стрелку: она показывала тысячу, а большая - триста метров. Тысяча триста! А мне показалось, земля рядом… Молод был, неопытен, внимание распределять не умел.

Как, оказывается, важно суметь в приборе учесть психологию пилотского восприятия, сделать прибор не только удобочитаемым, но и исключающим двоякое толкование его данных.

Компаса понавыдуманы вообще - самых разных систем и дизайна. И цифры в окошечке, и стрелка в виде самолетика, и вращающаяся круговая шкала, и мелкие деления, и крупные, и задатчики курса, и кремальеры всякие, и… Много систем индикации курса, много. Но к компасам взгляд как-то приспосабливается легче, потому что курс, то есть направление полета, меняется плавно. Пока самолет выполнит тот разворот, успеешь разобраться, что куда перемещается, и отсчитаешь, и по мелким делениям скоро научишься тот курс выдерживать, долго и точно. Потому что полет - это и есть долгое и точное выдерживание курса. Это и на морских кораблях так. Только на флотском компАсе (ударение обязательно на "а" - в знак уважения к морякам) раньше были не градусы, а румбы, и рулевой за штурвалом выдерживал в течение всей вахты, допустим, "зюйд-вест", а пилот выдерживает курс двести пятнадцать градусов. Там - тридцать два румба, а у нас - триста шестьдесят градусов. Раз у самолета скорость выше, чем у корабля, то при ошибке в пару градусов можно очень быстро упороть за пределы трассы… а потом прикатит телега.

Приборов много. Все они помогают пилотировать в сложных условиях, и чем более всепогодный самолет, тем, как считает конструкторская мысль, должно быть больше установлено на нем циферблатов. Поэтому на моем Ту-154 установлено аж шесть указателей скорости и шесть указателей высоты - не многовато ли на экипаж из четырех человек? Зато уж - на все случаи жизни.

Кроме приборов есть еще указатели работы разных систем самолета. Остановлюсь на одной из самых жизненно важных - противопожарной. Она должна давать информацию как можно более достоверную: что горит, где горит, горит ли вообще или сигнал ложный, сработала ли автоматика тушения. Кроме того индикация должна подталкивать перепуганного летчика к правильной последовательности действий удобно расположенными органами управления.

Пожар на самолете - это страшно. Это сильнейший стресс, парализующий волю и мышцы. Поэтому на наших тренажерах наизусть отрабатываются действия по скорейшему тушению. По скорейшемуМгновенному! Не успел подумать - руки сами сделали. Да только иной раз сделали… и не то.

А конструктор снисходительно говорит: да нечему там гореть. Горит топливо, а не железо. Перекрой топливо - через полминуты оно само погаснет.

С одной стороны, вроде и правильно. И куда спешить. Тем более что когда первая очередь системы пожаротушения автоматически, по сигналу пожара, сработает, а двигатель не остановлен (так вот задумано умными конструкторами), пожарный кран не перекрыт и топливо под давлением несколько десятков атмосфер бьет из негерметичного трубопровода струей чуть не в руку толщиной… пожар, естественно, не гаснет. Тут бортинженеру полагается привести в действие следующую очередь вручную. А там - ряд ламп-кнопок; при нажатии каждая загорается, что означает срабатывание очереди. А лампы-кнопки расположены в ряд: три - по одной на каждый двигатель, а четвертая - для тушения пожара в отсеке вспомогательной силовой установки, маленького четвертого двигателя, который на земле обеспечивает кондиционирование кабины и другие потребности; причем, стоит эта лампа-кнопка первой в ряду. И вот же психология человеческая: в условиях сильнейшего стресса никак не получается из четырех кнопок: "отсек ВСУ", "двигатель No1", "двигатель No 2", "двигатель No 3" - выбрать без ошибки именно ту. Вот здесь эргономика приобретает весомость гильотины.

У Ильюшина, видать, другие психологи-эргономисты. Там подумали-подумали да и сделали мнемосхему. "На дурака". Над головой на потолочной панели нарисовали самолет, а на каждом его двигателе установили индикаторы и органы управления противопожарной системой. И когда загорится общее табло "Пожар", подними голову и против горящей лампы на мнемосхеме включи тумблер. И все. Не ошибешься.

Ибо там конструкторы понимают: когда внезапно рявкнет сирена или загорится табло "Пожар", летчик на секунду становится дураком. Ну, так устроен человек вообще. И пока он ту секунду дурак - подскажи ж ему просто и толково. Ну, как кнутищем по заднице!

Вот и думаешь себе. А что, если бы высоколобые и оч-чень об себе понимающие, самолюбивые наши КБ - да взяли и сели за стол переговоров. И выработали соглашение, конвенцию эдакую. Взять все лучшее, оправдавшее себя за сто лет эксплуатации летательных аппаратов, и установить стандарт. Лучший пульт автопилота. Лучший пульт управления противопожарной системой. Лучший компас. Лучший авиагоризонт. Лучшее кресло. Все лучшее стандартизировать - и никогда больше не отступать от лучшего в угоду амбициям или еще каким корпоративно-конъюнктурным интересам. Как в автомобилях. Потому что за амбициями можно проглядеть угрозу безопасности полетов.

И вот, с другой стороны, раз уж такая эргономика, летчик должен сделать над собой усилие, и как в каменном веке, невзирая ни на что - отработать как положено.

Он так и работает. Сидя в тесной кабине Ту-134, бортмеханик каждый раз действует согласно требованию Руководства по летной эксплуатации, где черным по белому написано: прежде чем приступить к выполнению полета, ознакомься с расположением органов управления на данной машине.

Даже не на данной модификации. Именно - на этой машине, номер 46615-й. Ибо, если зайдешь в кабину машины номер 46851-й, там все переключатели установлены по-другому. Эргономика до Ту-134 вообще не дошла. По мере усовершенствования конструкции и оснащения самолета новым оборудованием, КБ, махнув рукой на удобство, щедрой рукой рассыпало по всем свободным уголкам приборных досок и пультов что куда влезет. И экипажи чешут репу. Чешут, но таки летают. Больше ж не на чем. И штурман на одной машине сидит в стеклянном носу, на другой - в проеме входной двери в пилотскую кабину, а на третьей - и вообще стоит. Негде приткнуться.

Сделали модификацию Ту-154М под полеты без штурмана. То радиолокатор стоял на козырьке приборной доски в центре, чтоб и штурман, и пилоты могли, повернув его к себе, заглянуть в выдвижное голенище. Так раз без штурмана - давай поставим два! Каждому пилоту! А куда? Да… под мышку. В левый нижний угол, в правый нижний угол. А голенище - зачем оно? Убрали.

И теперь на этих нескольких несчастных машинах пилоты в яркий день не могут определить грозу по своим индивидуальным локаторам: блики не дают. А так как эту авантюру - летать на сложнейшем Ту-154 без штурмана - быстро запретили, то штурман летает… без локатора. Ну не выгонять же второго пилота с кресла. Да и не увидишь же ничего с того пилотского кресла. Изворачивайся, как в каменном веке.

Это вам не в "Мерседесе". И даже не в "Москвиче". Это - острие прогресса человечества: Большая Авиация.