飛行技能：用則進(jìn)，不用則廢

Linda Werfelman

據(jù)某項(xiàng)新研究稱，自動駕駛系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使飛行員在一些手動駕駛中所需的認(rèn)知能力（如在不使用地圖顯示的情況下掌握飛機(jī)位置的能力）在逐漸變?nèi)?，盡管在長時(shí)間內(nèi)飛行員的其他能力相對而言仍然保持不變。

該研究由美國國家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的斯蒂芬·M·卡斯納領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行，16名飛行員在一架波音747-400模擬器中操作常規(guī)和非常規(guī)的飛行場景，研究人員在模擬飛行過程中不同程度地改變飛行員使用的自動駕駛，根據(jù)飛行員的表現(xiàn)進(jìn)行打分，并詢問他們在模擬器中操作時(shí)的感受。研究發(fā)現(xiàn)，飛行員的儀表判讀能力和手動控制能力依然很強(qiáng)，一些自稱并不經(jīng)常運(yùn)用這些能力的飛行員亦是如此。

曾在同一個(gè)模擬器中進(jìn)行的配套研究發(fā)現(xiàn)，盡管自動駕駛系統(tǒng)的初衷是為了給飛行員更多時(shí)間用來思考和計(jì)劃接下來的飛行任務(wù)，然而，若在飛行過程中一直相安無事，通常他們都會開小差。

能力下降

針對該項(xiàng)新研究的報(bào)告發(fā)表在2014年12月版的《Human Factors》中，該報(bào)告指出，1971年曾發(fā)表的一份研究報(bào)告稱飛行員對不同能力的掌握程度各不相同。

這份曾于2014年發(fā)表的報(bào)告稱：“研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在一開始飛行員的手眼能力，如那些用來判讀儀表和操作飛行控制裝置的能力就掌握得好，這些能力不容易下降，即便是長達(dá)4個(gè)月都不進(jìn)行飛行操作。這一點(diǎn)很不可思議?！薄把芯恐猩婕傲硪环N能力就是一系列認(rèn)知能力，用于回想操作步驟、設(shè)想飛機(jī)位置、進(jìn)行心算并識別異常狀況。就像之前的研究者一樣，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如果飛行員長達(dá)4個(gè)月沒有進(jìn)行飛行操作，這些認(rèn)知能力就會顯著下降?！?/p>

新報(bào)告稱，這個(gè)1971年進(jìn)行的研究在當(dāng)時(shí)被作為監(jiān)管機(jī)構(gòu)的指南，這些監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)制定對飛行員近期飛行經(jīng)驗(yàn)的最低要求。該報(bào)告稱，“當(dāng)前的規(guī)章制度凸顯了該早期研究提供的見解建議?！憋w行員不進(jìn)行飛行操作將近兩年之后，仍然能夠在目視飛行規(guī)則之下進(jìn)行飛行操作（機(jī)艙無乘員）。如果他們想行使特權(quán)，即在對認(rèn)知能力要求更加苛刻的儀表飛行規(guī)則之下進(jìn)行操作，則不進(jìn)行飛行操作的時(shí)間間隔最多為6個(gè)月?！?/p>

該報(bào)告補(bǔ)充道，當(dāng)前，人們對飛行員能力不斷下降的擔(dān)憂主要集中在飛行員不手動進(jìn)行飛行操作的問題上，這與使用范圍愈加廣泛的自動駕駛相關(guān)。自動駕駛系統(tǒng)能夠自動完成從油量計(jì)算和了解飛機(jī)位置到重新配置導(dǎo)航設(shè)備和監(jiān)測、識別儀表系統(tǒng)故障等一系列操作。不過，駕駛艙的操作程序保留了一些方法，旨在防止飛行員由于操作減少而導(dǎo)致手動飛行能力下降。這些方法主要是仔細(xì)檢測自動駕駛系統(tǒng)的工作狀態(tài)并偶爾關(guān)閉這些系統(tǒng)來提高手動飛行能力。

為了確定這些方法在幫助飛行員保持手動能力方面起到的作用到底有多大，這些研究人員讓美國多個(gè)航空公司的7名機(jī)長和9名副駕駛參與了駕駛波音747-400飛機(jī)的模擬器的研究中。這些飛行員的平均飛行時(shí)長為17844小時(shí)，其中包括模擬器評估前的12個(gè)月內(nèi)623個(gè)小時(shí)的平均飛行時(shí)長，以及評估前的一周內(nèi)13小時(shí)的平均飛行時(shí)長。參與研究的飛行員稱他們在裝備有飛行管理計(jì)算機(jī)（FMC）的飛機(jī)上飛行的時(shí)間占總飛行時(shí)間的73%，而在裝備有飛行指引儀的飛機(jī)上飛行的時(shí)間占總時(shí)長的89%。

手眼能力

為了讓研究人員評估飛行員的手眼能力，即飛行員判讀儀表和手動控制飛機(jī)的能力，飛行員按照已經(jīng)編進(jìn)模擬器飛行管理計(jì)算機(jī)內(nèi)的路線飛行，其中包括3種不同的自動駕駛操作組合。

自動駕駛階段包括自動駕駛儀、飛行指引儀和自動油門的使用，從而沿著飛行管理計(jì)算機(jī)編輯好的飛行路線飛行。手動控制階段包括飛行指引儀和自動油門系統(tǒng)的使用，再加上手動操作控制桿，“從而回應(yīng)飛行指引儀命令。這些命令能夠指引他們遵循已編進(jìn)飛行管理計(jì)算機(jī)內(nèi)的路線飛行。”在原始數(shù)據(jù)和手動控制階段，飛行員遵循相同路線，同時(shí)操縱控制桿，控制推力大小，依靠基本的飛行儀表來獲取信息。

“在3種不同的自動駕駛條件下，我們讓飛行員在3個(gè)飛行階段（抵達(dá)、進(jìn)場和復(fù)飛）中進(jìn)行操作。為了節(jié)約時(shí)間，我們并未讓飛行員使用自動駕駛系統(tǒng)把3個(gè)階段都飛一遍，我們也沒有想過在使用自動駕駛系統(tǒng)時(shí)，飛行員的表現(xiàn)在3個(gè)飛行階段中會出現(xiàn)很大的變化?！彪S后研究人員對飛行員遵循航線上所規(guī)定的航向、高度和速度的能力打分。

該報(bào)告稱，參與研究的飛行員在回應(yīng)研究調(diào)查時(shí)表示，他們“有很強(qiáng)的基礎(chǔ)儀表飛行背景，不使用自動駕駛系統(tǒng)進(jìn)行操作的經(jīng)驗(yàn)一般，而同時(shí)關(guān)閉自動駕駛系統(tǒng)和飛行指引儀的經(jīng)驗(yàn)則少之又少。”研究人員對研究結(jié)果的分析顯示，在著陸和進(jìn)場階段，“自動駕駛條件或近期使用自動駕駛與飛行員的表現(xiàn)沒有明顯關(guān)聯(lián)?！痹趶?fù)飛階段，研究人員發(fā)現(xiàn)，“與原始數(shù)據(jù)和手動控制相結(jié)合的條件相比，單純手動控制條件下極其容易出現(xiàn)高度偏差，在飛行的緊張階段，飛行員判讀儀表和手動控制的能力似乎更有可能出現(xiàn)失靈的情況。”

這些研究結(jié)果顯示，只要飛行員在儀表判讀和手動控制方面接受過正式訓(xùn)練，那些能力“就會合理地維持在原有水平，即便缺乏定期練習(xí)?！比欢撗芯拷Y(jié)果也表示，“某些能力也會下降，需要額外練習(xí)才能保持。”

認(rèn)知能力

參與研究的飛行員在向研究人員陳述時(shí)異口同聲地表示，盡管他們在傳統(tǒng)導(dǎo)航方法方面的能力很強(qiáng)，但在認(rèn)知領(lǐng)域往往缺乏近期系統(tǒng)性的訓(xùn)練。

在對飛行員進(jìn)行不使用飛行管理計(jì)算機(jī)操作抵達(dá)、進(jìn)場和復(fù)飛研究時(shí)，將統(tǒng)計(jì)飛行員完成8個(gè)導(dǎo)航任務(wù)的表現(xiàn)以及出現(xiàn)至少一個(gè)重大操作失誤的次數(shù)。在該研究的這一部分，研究人員比較了每個(gè)飛行員使用模擬器的飛行管理計(jì)算機(jī)和使用傳統(tǒng)甚高頻全向無線電信標(biāo)接收器的表現(xiàn)。報(bào)告稱，“除了要求使用不同的操作步驟以外，這兩種導(dǎo)航設(shè)備更突出的區(qū)別在于對飛行員參與度的要求不同。盡管VOR要求飛行員嚴(yán)格遵循飛行進(jìn)度并在飛機(jī)到達(dá)每個(gè)航點(diǎn)時(shí)重新配置設(shè)備，飛行管理計(jì)算機(jī)允許飛行員在起飛前設(shè)定整個(gè)航線的程序，還允許將導(dǎo)航過程作為一個(gè)‘一勞永逸的編程練習(xí)。”

該過程包括3個(gè)特定的儀表系統(tǒng)臨時(shí)故障，這是測試飛行員通過交叉檢驗(yàn)儀表從而識別和確認(rèn)儀表顯示異常能力的一部分。這些故障包括飛行員的航向指示器和高度計(jì)異常，不過駕駛艙里的其他航向指示器和高度計(jì)還會繼續(xù)運(yùn)行;還包括封堵空速管系統(tǒng)，使駕駛艙內(nèi)全部空速指示器失靈。此外，發(fā)動機(jī)指示及機(jī)組告警系統(tǒng)也會出故障。

自動駕駛系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用.使飛行員在手動駕駛中所需的認(rèn)知能力在逐漸變?nèi)?/p>

在操作中所有飛行員都成功將空速控制在允許范圍內(nèi)，除1人以外，其余飛行員也能夠調(diào)整VOR導(dǎo)航站和選擇進(jìn)場航向;此外，只有1名飛行員在向VOR導(dǎo)航站導(dǎo)航時(shí)遇到困難。但有6名飛行員在復(fù)飛時(shí)無法沿著預(yù)定航向飛行，還有7名飛行員出現(xiàn)失誤，在復(fù)飛點(diǎn)宣布抵達(dá)。只有1名飛行員以零失誤完成整個(gè)過程。飛行員報(bào)告稱，“總體來說，就像儀表判讀能力一樣，一開始掌握了導(dǎo)航能力以后，以后就難得有用得上的機(jī)會。但與不易遺忘的儀表判讀能力不同，因使用駕駛艙自動化而被取代的導(dǎo)航能力很容易就會下降，且在很大程度上需要經(jīng)常運(yùn)用使之維持在高水平。”

飛行員對涉及儀表系統(tǒng)故障的3項(xiàng)內(nèi)容做出了回應(yīng)。在對這些回應(yīng)的分析當(dāng)中， 81%的研究對象告訴研究人員他們接受過“針對識別和處置儀表指示信息混亂問題的大量訓(xùn)練和練習(xí)?！比欢?，不到一半的人稱航空公司的經(jīng)常性培訓(xùn)中也包括類似練習(xí)。在每一個(gè)儀表系統(tǒng)故障中（即高度計(jì)指示滯后、航向指示器出現(xiàn)偏差以及空速不可靠），除了一名飛行員以外，其余飛行員都能夠?qū)栴}進(jìn)行闡述。

在處理高度計(jì)滯后和航向指示器出現(xiàn)偏差的問題時(shí)，較少飛行員能夠正確進(jìn)行下一步操作，即交叉檢驗(yàn)儀表。在空速不可靠的情況下，只有一名飛行員無法“反應(yīng)迅速地”檢查其他儀表。在高度計(jì)滯后和空速不可靠這兩種狀況中，大多數(shù)飛行員在高度計(jì)滯后的情況下偏離了預(yù)定高度，而在空速數(shù)據(jù)不可靠時(shí)無法阻止飛機(jī)失速。他們在應(yīng)對航向指示器偏差時(shí)表現(xiàn)較好，只有38%的飛行員偏離了預(yù)定航向。該報(bào)告稱，3個(gè)問題中最容易診斷的是航向指示器偏離，只有1名飛行員無法做出診斷。另外，81%的飛行員成功識別出高度計(jì)滯后的問題，56%的飛行員正確地識別出航向指示器偏差。

數(shù)據(jù)顯示，那些自稱在經(jīng)常性培訓(xùn)中至少偶爾練習(xí)過如何應(yīng)對儀表指示數(shù)據(jù)混亂的飛行員，他們在3個(gè)儀表故障情景中的表現(xiàn)實(shí)際上與其他人相差無幾。其中一個(gè)原因或許是，經(jīng)常性培訓(xùn)的重點(diǎn)在于“少數(shù)幾個(gè)相似的故障”，并不包括應(yīng)對其他類型異?，F(xiàn)象的一般處置方法。

“總體來說，數(shù)據(jù)表明，飛行員在檢測故障中表現(xiàn)優(yōu)秀，但通常忽視了以下3項(xiàng)內(nèi)容：對其他儀表進(jìn)行交叉檢測、診斷問題和避免因故障未解決而出現(xiàn)問題。就飛行員自報(bào)在初期和近期接受應(yīng)對儀表指示數(shù)據(jù)混亂的練習(xí)的頻率而言，我們的研究結(jié)果表明，這種能力很容易下降，不過如果在初期和經(jīng)常性培訓(xùn)中得到加強(qiáng)，該能力將會得到提高?！?/p>