Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика. Программа книгоиздания России

• Название: Программа книгоиздания России
• Анкор: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Дата: 14.05.2017
• Размер: 4.12 Mb.
• Имя файла: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Тип: Программа; #7546
• страница: 33 из 64

181

Что же произошло? Тайваньский экипаж находился в полете около 10 часов и большую часть времени наблюдал за показаниями приборов, следил за работой автопилота. Когда "Боинг" слегка качнуло, автомат тяги, запрограммированный на поддержание постоянной скорости, сначала уменьшил силу тяги двигателей, а потом секунд через 30 вернул рычаги в исходное положение, как это и должно произойти. Однако на этом "борьба" между самолетом и автоматом не завершилась и продолжалась еще 4 мин. Командир, находившийся после многочасового наблюдения за работой автомата в состоянии пониженной бдительности, оставил автопилот включенным и даже не попытался взять в руки штурвал. Другими словами, командир и экипаж находились в состоянии пониженной готовности к активным действиям. В докладе комиссии, расследовавшей это авиационное происшествие, говорится о летчиках как о людях, следящих за системами, вместо того чтобы ими управлять.

На основе проведенных исследований ученые НАСА обосновали положение, согласно которому при разработке автоматических систем и использовании ЭВМ необходимо предусматривать активное вовлечение операторов в управление, а не ограничивать их роль только регистрацией показаний приборов [44]. Подобный же цикл исследований позволил российским психологам обосновать принцип "активного оператора", предполагающего нахождение некоторого оптимума активности, т.е. определенного уровня включенности человека в процесс управления объектом [45].

Эргономисты многое делают, чтобы говоряще-све-тяще-мигающая сигнализация в кабине современного самолета в полной мере отвечала деятельности летчиков в нормальных и особенно аварийных условиях полета. Компания "Боинг" провела анализ, который выявил тенденцию к значительному увеличению количества сигнальных ламп, звонков, зуммеров, гонгов и т.п. в сигналь-но-предупреждающих системах для привлечения внимания пилота к текущей или потенциальной опасности в системах самолета. Было выявлено, например, что количество сигналов тревоги увеличилось на 61% в системе самолета "Боинг-747" по сравнению с "Боингом-707" и что в авиационной промышленности вообще нет никакой разумной проектной концепции создания оптимальной сигнально-аварийной системы. В свете этого исследовательская группа НАСА изучала альтернативные сигналь-но-аварийные системы для кабины пилота будущего и в сотрудничестве с фирмой "Боинг" предприняла попытку определить психофизические аспекты проекта идеальной сигнально-аварийной системы.

Может создаться впечатление, что вся сложность управления авиационной техникой связана с процессами получения, переработки информации, принятия решений и действиями с органами управления. Но это не так. Учет данных эргономической антропологии представляет сложную задачу. При конструировании места пилота в американском самолете F/A-18 выяснилось, что при катапультировании носки ног пилота задевают за край приборной панели. Было предложено три варианта конструкций, уменьшающих силу удара: поглощающий энер-

гию материал, покрывающий край панели; свободно висящая панель; устройство, направляющее ногу. Была создана математическая модель ситуации, учитывающая вес пилота, скорость катапультирования, различные положения ног и бедер, рассчитана сила удара и ее влияние на ноги, позвоночник и таз. Наилучшей оказалась конструкция направляющего устройства. Были проведены испытания на тренажере с манекенами, а затем с пилотами, которые отмечали либо полное отсутствие удара, либо незначительное его воздействие.

В самолетах, создаваемых многими авиационными фирмами (американская корпорация "Боинг", европейский консорциум "Аэробус индустри" и др.), находят воплощение достижения проектной эргономики и дизайна (рис. 28, 29 цв. вкл.). Определение эргономической концепции является одним из первых шагов в проектировании кабины экипажа. Работа по совершенствованию, например, кабин самолетов А310 и А300—600 ("Аэробус индустри") была сосредоточена на четырех направлениях: безотказность, снижение рабочей нагрузки, улучшение обзора, функциональный комфорт для экипажа [47]. В кабинах этих самолетов находятся два электронных центра; система электронных приборов по обслуживанию полета и электронный центр управления самолетом. Первый состоит из двух расположенных один над другим электронно-лучевых индикаторов (ЭЛИ) для каждого пилота — командного пилотажного прибора и прибора индикации навигационных данных. Второй центр состоит из двух ЭЛИ на центральной приборной доске. Функционально он является как бы ожившим цветным справочником. Левый дисплей индицирует параметры, выполняет функции напоминания и предупреждения, правый становится простым графическим аналогом любого прибора. Информация выдается автоматически или при нажатии нужной кнопки. В случае отказа дисплеев используются обычные табло предупредительной сигнализации и дублирующие электронно-механические приборы.

Основным замыслом при разработке электронного центра управления самолетом было снижение рабочей нагрузки, особенно при возникновении тяжелых множественных отказов приборов. При необходимости быстрой перестройки в работе, как правило, в аварийных ситуациях система снижает напряжение летчиков, так как выдает информацию только в необходимом объеме и лишь в экстренных случаях.

В кабинах самолетов A310 и А300-600 используются панели, закрывающие металлические поверхности (головки винтов и другие детали) на главной приборной доске. В результате приборы лучше выделяются. Другая особенность пилотской кабины — мягкая облицовка бли-козащитного козырька над приборной доской. Мягкий материал закрывает острую металлическую кромку козырька и служит опорой для рук пилотов при работе с кнопками блока управления полетом. До этого на самолетах АЗОО и A310 верхняя кромка была закрыта идущей вдоль нее тонкой резиновой полоской.

В интерьере кабины использованы декоративные панели, которые легко снимаются и обеспечивают доступ к оборудованию. Они защищают его от случайных уда-

182

ров, предохраняют от пыли, закрывают острые углы. Потолочные панели оригинальной конструкции, расположенные возле верхнего пульта управления, выделяют его, разграничивают функциональные зоны.

Многое было сделано для оптимизации вентиляции и освещения. Вентиляционные сопла собственной конструкции фирмы расположены так, что исключают сквозняки. До начала полета, когда экипаж только входит в кабину, нужен максимально рассеянный свет, освещающий все помещение. Его дают расположенные на потолке большие закрытые плафоны-светильники с регулируемым уровнем яркости. После того, как все займут свои места, свет концентрируется спереди на приборной доске и пультах. Он также регулируется по желанию каждого члена экипажа. Столик для письма, расположенный на оконной раме, и блокнот на колонке управления освещены маленькими лампочками, которые дают мягкий свет, чтобы не дезадаптировать зрение в ночных условиях полета. Членам экипажа, входящим из пассажирского салона в затемненную кабину пилотов, помогают ориентироваться лампочки в полу. Люминесцентные лампы заменены лампами накаливания.

Особое внимание уделялось креслу пилота. Он не должен испытывать неудобств, на его здоровье не должны сказываться последствия длительного пребывания в положении сидя. Кресло должно создавать необходимую опору для бедер, поясницы, спины не только в состоянии расслабленности и внимательного наблюдения, но и в случае активной деятельности. При этом полнота опоры не должна ограничивать свободу движений. Для удовлетворения этих требований было предложено кресло новой конструкции, которое регулируется с помощью дистанционного электроуправления и обеспечивает максимально удобную для каждого пилота позу. Большой интерес вызывает отклоняющаяся спинка, поворачивающаяся вокруг точки, соответствующей положению тазобедренного сустава. Это дает правильную с точки зрения анатомии поворотную опору и, следовательно, релаксацию в отклоненном положении. В спинке кресла предусмотрен специальный легкодоступный отсек для хранения спасательного жилета.

В кабине имеются разнообразные устройства, влияющие на качество условий обитания. Конструкция рам сдвигающихся боковых окон закрыта тонкими декоративными панелями, которые защищают экипаж от соприкосновения с холодными поверхностями. В то же время нижняя часть этих панелей служит своего рода подставками, расположенными под удобным углом по отношению к пилоту. В них сделаны углубления для таких предметов, как карандаши, солнечные очки. Рельсы, по которым скользят сдвижные окна, закрыты специальной полоской из материала, предохраняющего их от скапливания грязи и попадания мелких предметов, что одновременно исключает заклинивание окон во время движения. Для защиты от действия прямых солнечных лучей предусмотрена скручивающаяся шторка, вмонтированная в верхнюю декоративную часть панели окна. При вытягивании она закрепляется на нижней части рамы.

Панели на боковых пультах расположены под небольшим наклоном для удобства записи. В кабине предусмотрено несколько складывающихся и убирающихся столиков. Пепельницы и чашки теперь можно ставить i удобных местах. Для всех элементов кабины разработане трехцветная гамма окраски.

Много внимания уделялось разработке оптимальной формы каждого рычага управления, поиску их удобногс размещения, а также их быстрому опознанию, особенно в тех местах, где они находятся в непосредственной близости друг от друга. Сначала велись эксперименты с V-образным штурвалом, который увеличивает обзорность пилотажных приборов. Затем был спроектирован более традиционный штурвал. Увеличение обзорности достигнуто за счет большого заднего скоса его колонки.

Во время исследований было обнаружено, что большинство пилотов не пользуются перчатками. Их надевают лишь тогда, когда рукоятки управления неприятны тактильно (холодные, липкие), что является результатом плохой эргономической и дизайнерской проработки. В новой кабине штурвал и ручка управления передним колесом покрыты прочной и долговечной кожей. Это намного удобнее, чем рукоятка, покрытая матовой черной краской, которая стирается, оставляя голый металл .

Эргономические проблемы проектирования, управления и технического обслуживания вертолетов имеют свою специфику и требуют специального рассмотрения.

Большое число исследований связано с использованием ЭВМ в процессе управления воздушным движением. Масштабы и темпы развития воздушного движения уже не соответствуют пропускной способности систем УВД. Прогнозируется дальнейшее значительное увеличение числа и объема воздушных перевозок, однако экономические и другие факторы ограничивают возможности строительства новых аэропортов и взлетно-посадочных полос. Связанные с этим перегруженность воздушных трасс и чрезмерная рабочая нагрузка авиадиспетчеров, несмотря на попытки автоматизации их функций, сказываются на увеличении ошибок.

Для деятельности авиационного диспетчера характерны:

1) высокая личная ответственность;

2) поддержание на оптимальном уровне эффективности управления воздушным движением;

3) легко проверяемые, тщательно контролируемые задания, ибо все документируется и сохраняется;

4) огромное количество коммуникаций (почти полностью вербальных по своей природе) между коллегами, руководителями полетов и пилотами;

5) сложность опознавания и формулирования соответствующего ответа на особые комбинации условий, например погоды, условий полетов, технических характеристик воздушных судов при полете, аэродромного обеспечения и т.д.;

6) наличие многих слабо операционализируемых подзадач, для решения которых необходимо вовлечение творческого потенциала и навыков принятия решений;

7) динамизм обрабатываемой информации и высокие требования к своевременному и точному реагированию на ее изменения;

183

8) критическая зависимость от имеющихся в его распоряжении технических средств и оборудования, необходимость определенного взаимодействия с ними и полная уверенность в их нормальном функционировании и надежности [48].

В романе "Аэропорт" А.Хейли описывает рабочие будни одного из международных аэропортов США, в котором в обычное время на двух главных полосах самолеты взлетают и садятся каждые 30 с. Работу диспетчеров по управлению самолетами в этом аэропорту американский писатель сравнивает с шахматной игрой: "...только в этой игре все пешки находились на разном уровне и передвигались со скоростью несколько сот милей в час. Причем в ходе игры их надо было не только двигать вперед, но и поднимать или опускать — да так, чтобы каждая фигура отстояла от всех других минимум на три мили по горизонтали и на тысячу футов по вертикали и ни одна из них не вылезала за край доски. А пока шла эта опасная игра, тысячи пассажиров сидели в своих воздушных креслах и с нетерпением ждали, когда же наконец завершится их полет. Игра эта, повторяющаяся из смены в смену, требует от игрока — диспетчера, находящегося, как правило, в цейтноте, умения максимально обострять мысли и чувства и вместе с тем оставаться предельно собранным, сохранять железное спокойствие".

Во многих странах изучаются изменения в функциях авиадиспетчера, способах его взаимодействия с пилотами, другими авиадиспетчерами и рабочей средой. Разрабатываются концептуальные программы отображения информации и автоматизации функций авиадиспетчеров в процессах принятия решений. Анализируются факторы, которые будут влиять на проектирование перспективных систем УВД. Многие из перечисленных проблем решались эргономистами при создании, например, европейского центра управления воздушным движением в Г.Маастрихт [49] (рис. 30 на цв. вкл.).

Огромный арсенал разработанных принципов и методов, а также накопленные данные открывают перед авиационной эргономикой принципиально новые перспективы развития, которое окажет существенное воздействие на эргономику в целом.
6.5. Эргономика наземных средств транспорта и среды движения
Вопрос, эффективен ли современный автомобиль в эргономическом отношении, связан с тем, что проблема безопасности на дорогах приобретает характер национального бедствия во многих странах. По количеству жертв дорожно-транспортные происшествия часто сравнивают с войной или эпидемией. Анализ ошибочных действий водителей позволил установить, что имеется целый ряд нерешенных эргономических проблем в конструкции системы управления автомобилем. Эргономистами выполнено и проводится большое число исследований и разработок сидений, ножных и ручных органов управления и контрольно-измерительных приборов, их размещения в кабинах различных моделей легковых, грузовых и специальных автомобилей, автобусов.

Сложившиеся в прошлом представления об автомобилях и их вождении претерпели существенные изменения. Тенденции таких изменений приобретают зримые черты в дизайнерских концептуальных разработках (кон-цепткарах) автомобилей будущего, идеи которых, в том числе и эргономические, воплощаются в практике проектирования. Одна из них — концептуальная модель четырехместного комфортабельного автомобиля будущего "Понтиакт-пурсют", многие идеи которой как бы витали в воздухе, была разработана в 1986 г. для американской компании "Дженерал Моторс" (рис. 6-10, 6-11). Сегодня подобные решения можно обнаружить в конструкциях многих автомобилей. Центральная идея проектирования интерьера этой модели — обеспечение удобства управления автомобилем. Мягкие линии центральной консоли и толстой обивки дверей, которые служат также подлокотниками, обособляют, индивидуализируют место водителя и каждого из пассажиров, форма кресел, облегающих плечи и спину, создает особую атмосферу уюта. Каждое сиденье снабжено ремнями безопасности, прикрепленными непосредственно к креслу. Для удобства доступа пассажиров к задним сиденьям спинка правого переднего кресла может быть развернута к центральной консоли. Заднее правое сиденье трансформируется в безопасное детское сиденье со своей системой предохранительных ремней. В подголовники передних сидений вмонтированы телевизоры для сидящих сзади пассажиров. Автомобиль снабжен электронной системой рулевого управления. Рулевое колесо выполнено в виде самолетного штурвала и не заслоняет электронную приборную панель. Через датчики поступает информация о скорости, угле поворота управляемых колес к электронному модулю управления, который устанавливает необходимый угол, направление и время поворота колес и посылает команды блокам рулевого механизма. На штурвале большинство органов управления (переключатели фар и стеклоочистителей, кнопки набора телефона и радионастройки, управление воздухообогревателем и кондиционером и система электронной навигации) удобно расположено вокруг больших пальцев, благодаря чему можно управлять машиной, не отрывая рук от штурвала. В автомобиле легко изменить левое положение руля на правое.

Применение бортового компьютера коренным образом меняет устройство щитка приборов информации водителя. Приборный щиток модели включает в себя три дисплея и голографическую индикаторную панель. На центральном дисплее высвечиваются показания тахометра, календарные знаки. Он же служит экраном для навигационной и сервисной систем (информация о заправочных станциях, гостиницах и др.). Два других дисплея, помимо индикации оперативной управляющей информации, выполняют функции зеркал заднего обзора.

Подобные автомобили существенно облегчают управление и обслуживание и одновременно требуют приспособления новой технологии управления и обслужива-

184

ния ко всем возможным обладателям таких машин [50]. Кроме новых систем управления, в целом ряде моделей имеются специальные системы регулирования положения сиденья (по крайней мере, семь положений) и микроклимата, дистанционного контроля функционирования технических систем и диагностики [51].

В целом ряде стран проводятся исследования и осуществляются разработки безопасных автомобилей. Так, по заказу американской федеральной службы безопасности движения на скоростных автодорогах студентами дизайнерского вуза "Арт Сентр Колидж" (Art Centre Colledge) разработан проект легкового автомобиля повышенной безопасности [52]. Главным пунктом технического задания было максимальное снижение травматизма водителей и пассажиров и повреждений автомобиля при авариях. Тремя авторскими коллективами представлены три варианта решения. Аналогом третьего варианта явился дву-дверный автомобиль с кузовом типа "седан". Двигатель расположен сзади, поскольку это, как показывает статистика, более безопасно в аварийных ситуациях. В машине применен объемный каркас с внешними панелями из уре-тана, выполненными методом литья под давлением. Механизм рулевого управления решен без рулевой колонки, а руль соединен с колесами с помощью тросов и находится в непосредственной близости от приборной доски. Сиденье водителя расположено выше по сравнению с передним сиденьем пассажира, что улучшает обзор и способствует безопасности вождения. Сиденья имеют поясные ремни безопасности, объединенные с воздушной подушкой. Механизм рулевого управления и приборная доска смонтированы на специальной амортизационной шине, которая проходит по всему внутреннему периметру салона, со всех сторон предохраняя пассажиров от ударов при столкновениях. Корпус машины активно скруглен, что заметно повышает ее маневренность в потоке машин (рис. 6-12).

Рассмотрение эргономических достоинств легковых автомобилей разных фирм представляет специальную задач}'. Поэтому ограничимся двумя примерами и одной общей характеристикой, которые приводятся только для того, чтобы можно было представить характер задач, решаемых эргономистами при участии в проектировании таких объектов.