SKYbrary

artikel oplysninger
Kategori:	Aeromedical
indhold kilde:	SKYbrary
indholdskontrol:	SKYbrary

definition

rumlig desorientering defineres som en pilots manglende evne til korrekt at fortolke flyets holdning, højde eller lufthastighed i forhold til jorden eller andre referencepunkter.

Betydning

rumlig desorientering, hvis den ikke korrigeres, kan føre til både tab af kontrol og kontrolleret flyvning i terræn. Muligheden for at blive rumligt desorienteret er fast forbundet til alle mennesker. Faktisk er det den korrekte funktion af vores rumlige orienteringssystem, som giver illusionen; og fordi dette er et system, vi har lært at stole på, er det særligt vanskeligt for nogle mennesker under nogle omstændigheder at acceptere, at deres orientering ikke er, hvad det ser ud til at være. På trods af evnen, nøjagtigheden, pålideligheden og fleksibiliteten i moderne flyskærme og instrumentering, piloter kan stadig finde sig i at stille spørgsmålstegn ved, hvad flyet fortæller dem, fordi “sædet på deres bukser” eller “mavefornemmelse” siger noget andet. Ingen er immune.

derfor er det vigtigt at lære og regelmæssigt opdatere sin viden om rumlig desorientering, hvordan og hvorfor det sker, hvordan man genkender det, og hvad man skal gøre ved det, for at forbedre og opretholde flysikkerheden. Denne artikel skal læses i forbindelse med visuelle illusioner.

rumlig orientering

rumlig orientering er evnen til at opfatte bevægelse og tredimensionel position (for piloter kunne vi inkludere den fjerde dimensionstid) i forhold til det omgivende miljø. Mennesker (og de fleste dyr) er i stand til at opnå dette ved automatisk, underbevidst, integration af flere sensoriske input, såsom:

• de vigtigste sanser af syn og hørelse giver bred perifer bevidsthed samt fokuseret opmærksomhed på detaljer
• tryk og berøring gennem det somatosensoriske system (hele kroppen) giver proprioception og
• det vestibulære system i det indre øre giver tredimensionel bevægelse og accelerationsfølelse.

der er tre aspekter til rumlig” position ” orientering:

1. at vide, hvor ekstremiteten af vores krop og lemmer er
2. at vide, hvad der er op, ned, venstre og højre, og
3. at kende vores position i forhold til vores umiddelbare miljø.

dette kompliceres derefter ved at indregne bevidsthed om bevægelsesretning, ændring i retning, bevægelseshastighed og hastighedsændring for hvert aspekt.

dette automatiske system og proces har udviklet sig til at hjælpe os med at løbe, gå, sidde, stå, jage, klatre, balance osv. og det giver endda stabiliseret syn (vores mest overbevisende sans), mens vi gør alle disse ting. Dette system fungerer endda, når en eller flere sensoriske indgange nedbrydes. Sådan at mange blinde, døve og handicappede også er i stand til at opnå utrolige ting naturligt og ubesværet. Det centrale punkt er imidlertid, at denne tilpasning har fundet sted på jorden og under den konstante tyngdekraft og ikke under flyvning!

rumlig orientering under flyvning

fuldt funktionelle flyveinstrumenter skal være den primære kilde for piloter til at fastslå deres rumlige orientering. Dette afhænger selvfølgelig både af godt syn og god brug af det syn; forudsat at vi bruger vores syn til at se på og læse regelmæssigt de flyinstrumenter, der fortæller os vores holdning, højde, position, kurs og hastighed. Selv piloter, der flyver VFR, skal regelmæssigt konsultere deres flyinstrumenter.

fordi vores vision i hverdagen for det meste er korrekt, stoler vi naturligt og sædvanligt på vores vision implicit over alle andre sanser. Det kan derfor være overbevisende, når vi flyver visuelt, at tro på det, vi ser, på trods af hvad vores instrumenter fortæller os. Dette gør os tilbøjelige til flere visuelle illusioner, især under landing.

der er mange lejligheder under flyvning, hvor vi overhovedet ikke kan bruge eller stole på vores vision, såsom når vi flyver under Instrument meteorologiske forhold (IMC), når der ikke er nogen synlig horisont og om natten. Derudover er der mange situationer, når man flyver i VMC, når en pilot ikke skal stole på sin vision, såsom når man flyver en Instrumenttilgang, Instrumentafgang eller som svar på en ACAS-rådgivende alarm osv.

når vores synssans nedbrydes, bliver vores “naturlige” følelse af rumlig orientering afhængig af proprioception (tryk på muskler, led, ledbånd og nerver) og det vestibulære system. Uden nogen (eller nogen pålidelig) eksterne visuelle referencer piloter vil ubevidst blive mere følsomme over for deres proprioception og vestibulære systemer, og det er her rumlig desorientering kan manifestere sig.

det skal bemærkes, at flyveinstrumenter vil give de samme oplysninger uanset de meteorologiske forhold!

rumlig desorientering under flyvning

at være under flyvning betyder, at vi kan være udsat for bevægelse, hastighed, kræfter og variationer i tyngdekraften (både positive og negative), som vores orienteringssystem ikke vil være bekendt med. Dette kan føre til en falsk opfattelse af vores orientering og relative bevægelse.

rumlig desorientering forekommer mere sandsynligt, når der ikke er nogen synlig horisont – på en mørk nat eller i Instrument meteorologiske forhold (IMC). Hvis der er funktionsfejl i flyinstrumenter, høj arbejdsbyrde eller en sammenbrud i CRM, øges risikoen for rumlig desorientering.

der er to hovedtyper af rumlig desorientering “illusioner”, som mennesker er modtagelige for under flyvning:

• somatogravic-oplever lineær acceleration/deceleration som klatring / faldende.
• somatogyral – ikke detekterer bevægelse eller opfatter bevægelse i en anden (for det meste modsat) retning til virkeligheden.

begge er et resultat af det vestibulære systems normale funktion i det relativt usædvanlige miljø for flyvning. De mest almindelige somatogravic og somatogyral illusioner forklares mere detaljeret nedenfor.

vestibulært System

det vestibulære system (eller apparat) sidder inden i det indre øre og giver bevis for hjernen for vinkelaccelerationer af hovedet i tre dimensioner (rulle, gab og tonehøjde) og også lineær acceleration/deceleration af hovedet. Den består af tre halvcirkelformede kanaler og to otolitiske detektorer.

de halvcirkelformede kanaler består af:

• Anterior (eller overlegen) kanal – kombinerer med den bageste kanal for at detektere rulle.
• Posterior canal – kombinerer med den forreste kanal for at detektere detekteringshøjde.
• Lateral (eller vandret) kanal – registrerer gaben.

de to otolitiske detektorer, utricle og saccule, giver hjernen en følelse af hovedets position i forhold til tyngdekraften, og de kombineres ved at detektere accelerationer i de vandrette og lodrette planer.

mens der er nogle fysiologiske og anatomiske forskelle mellem kanalerne og otolitterne, kan deres funktion beskrives ved hjælp af den samme model. Indeholdt i hvert organ er en fritflydende væske, således at når hovedet drejes, vippes eller accelereres, vil væsken (under påvirkning af tyngdekraften og med sin egen masse og momentum) ikke bevæge sig med hovedet med det samme, men ligge lidt bagud. Hårlignende detektorer, der er fastgjort til væggene i hvert organ, bevæger sig dog med hovedet; den resulterende kraft, som de afbøjede hår udsættes for af den tilbagestående væske, er proportional med vinkelaccelerationen.

det skal bemærkes, at når accelerationen (eller decelerationen) ophører, og en konstant hastighed nås (inklusive nulhastighed), væsken “indhenter” med hovedet og bliver stille, tæt efterfulgt af de hårlignende detektorer. Uden kraft, der udøves af væsken på detektorerne, oplever “hovedet” ingen bevægelse, før der er en ændring i hastighed eller retning. Ligesom kroppen, der registrerer et accelererende fly ved start, gennem trykket på bagsiden af sædet, når en stabil hastighed er nået, er der ikke længere det ekstra tryk, kun følelsen af tyngdekraft i bunden af sædet.

på samme måde som vores krop (proprioception) ikke er i stand til at registrere små accelerationer, har vores vestibulære systemkomponenter også detektionstærskler, under hvilke vi ikke “fornemmer” nogen acceleration. Det er derfor muligt gradvist at blive accelereret eller decelereret til henholdsvis meget høje eller lave hastigheder uden at “mærke” nogen ændring i hastighed. Tilsvarende er det muligt at indtaste en rulle -, tonehøjde-eller gabbevægelse uden at være i stand til at “fornemme” nogen ændring.

Somatogravic illusioner

generelt er den eneste kraft, der opleves i lige og plan flyvning, den lodrette tyngdekraft. Hvis en lineær acceleration eller deceleration forekommer i lige og plan flyvning, vil den” fornemmede ” lodrette tyngdekraftreference bevæge sig tilbage eller fremad, hvilket giver en illusion om, at flyet henholdsvis klatrer eller falder ned. Desuden, når kroppen i en tur skubbes tilbage i sædet, hvilket også giver illusionen om klatring. Når du forlader en tur, kan det modsatte forekomme, hvilket giver følelsen af faldende.

hvis en pilot reagerer på nogen af disse fornemmelser uden henvisning til en ægte visuel horisont og/eller flyveinstrumenter, vil piloten sandsynligvis starte en unødvendig nedstigning eller en stigning afhængigt af om flyet accelererer eller decelererer. En sådan reaktion kan føre til en dødelig konklusion.

Illusion of Climbing-illusionen om klatring opleves sandsynligvis, når man accelererer ved start, indleder en Go-around med fuld kraft, trækker sig ud af et dyk, nivellerer fra en stigning og går ind i (eller strammer) en sving.

en automatisk somatisk reaktion på illusionen om klatring er at skubbe næsen fremad med det formål at stoppe den illusoriske stigning eller at indlede en nedstigning. Når piloten mener, at den illusoriske stigning er farlig, dvs. muligvis fører til en stall, eller “sprænge” et niveau, så reaktionen er ansvarlig for at være en hurtig og stor “bunt” fremad. En anden automatisk reaktion kan være at anvende mere strøm. Desværre vil begge reaktioner (bunting fremad og anvende mere kraft) øge følelsen af klatring og derfor motivere piloten til at øge den hastighed, som flyets næse sænkes; derved oprette en farlig positiv feedback loop.

en stor bunt fremad kan reducere den erfarne lodrette tyngdekraft, som bevæger den registrerede lodrette reference bagud, som om klatring. I det tilfælde, hvor der foretages en pludselig ændring fra klatring til niveauflyvning (bemærk, at dette er et modsat scenario end dem, der er beskrevet ovenfor), kan den reducerede g-kraft, der opleves, give illusionen om klatring, hvilket får piloten til at skubbe endnu mere frem, hvilket gør situationen værre. Dette særlige scenario kaldes ofte illusion af tumbling baglæns

anvendelsen af strøm og elevator til at opretholde en jævn drejning kan også give illusionen om klatring eller af næsen, der stiger for hurtigt og for meget. Enhver reaktion her for at sænke næsen og / eller reducere effekten kan hurtigt resultere i et tab af højde og en stigning i bankvinkel.

Illusion of Diving – illusionen om dykning (eller nedstigning) forekommer mest sandsynligt, når flyet decelereres, dvs.når strømmen hurtigt reduceres, luftbremser indsættes eller undervogn sænkes. Det kan også forekomme, når man kommer sig til niveau flyvning efter en banket sving.

det automatiske somatiske svar på et opfattet dyk er at øge flyets holdning. Hvis piloten finder situationen umiddelbart farlig, dvs. når man er tæt på jorden, måske endda over tærsklen, vil ethvert pull-up-svar bremse flyet yderligere og øge risikoen for at gå i stå eller en tung landing og hale-skrabe.

Somatogyral illusioner

der er tre fælles somatogyral illusioner, som hver især involverer den normale funktion af de halvcirkulære kanaler i vestibulærsystemet:

• lænerne-en falsk opfattelse af den vandrette
• illusion om at dreje i modsat retning og
• coriolis – en følelse af tumbling eller drejning på en anden akse.

en af de to første illusioner ovenfor, hvis ikke korrigeret, kan føre til, hvad der er kendt som en “kirkegård dykke” eller “kirkegård spiral”.

Lænerne-når man går ind i en sving, vil vestibulærsystemet normalt afhente den indledende rullende og drejende bevægelse. Når først det er stabiliseret i en jævn svinghastighed og bankvinkel (normalt omkring 30 sekunder), vil det vestibulære system “indhente” flyet (se ovenfor), og piloten vil kun “fornemme”, at flyet er lige og niveau. Piloten kan endda justere sin krop og flyet til denne nye neutrale position, og dermed udtrykket læner sig. Kun et kig på en ægte horisont og/eller flyveinstrumenterne vil bekræfte, at piloten lider af en illusion. Lænene kan ofte forekomme, når et fly ikke er trimmet korrekt og begynder at rulle eller dreje med en hastighed, der er så langsom, at det ikke kan påvises (under detektionstærsklen).

illusionen om at dreje i den modsatte retning vil ofte forekomme, når man vender tilbage til lige og niveau fra en etableret drejning, der var lang nok (> 30 sekunder) til at indstille pilotens interne vandrette reference-som beskrevet i “lænerne” ovenfor. Fordi det vestibulære system ikke længere registrerer en drejning, når piloten indleder en tilbagevenden til lige og plan flyvning, registrerer det vestibulære system en bank og drejer i samme bevægelsesretning. Så når kroppen kommer sig fra en venstre drejning til lige og niveau, “fornemmer” kroppen en drejning fra lige og niveau til højre, og piloten vil blive fristet til at dreje igen til venstre for at rette sin opfattelse.

Graveyard Dive – hvis piloten på grund af lænerne eller anden rumlig desorientering ikke registrerer en drejning, vil næsen til sidst sænke (afhængigt af strømstyring) og derved øge hastigheden. Piloten, der fornemmer, at vingerne er lige, men næsen falder, trækker sig tilbage på elevatoren for at stoppe nedstigningen og reducere hastigheden. Men da flyet faktisk er banket, vil svinget stige, hvilket igen øger sandsynligheden for, at næsen falder yderligere. Dette positive feedbackscenarie, hvis det ikke korrigeres, vil resultere i et ukontrolleret spiraldyk.

Coriolis – dette sker, når piloten foretager en pludselig hovedbevægelse (såsom at nå ned og over for at samle et diagram), mens flyet er i en langvarig drejning. 30 sek) vil væsken i alle tre halvcirkelformede kanaler være “neutral” og vente på at opdage enhver forskel i bevægelse. Hvis piloten foretager en pludselig hovedbevægelse, vil en, to eller alle tre halvcirkelformede kanaler pludselig “mærke” det drejende fly, men fordi pilotens hoved er i en tilfældig vinkel, vil hjernen beregne en illusorisk bevægelse. En sådan illusion kan producere en fornemmelse af tumbling, eller blot en drejning i en anden retning, eller med en anden hastighed. Pilotens instinktive reaktion kan være at korrigere enhver opfattet bevægelse.

andre illusioner

svimmelhed og svimmelhed kan forekomme som følge af sygdom, såsom forkølelse eller muligvis andre langsigtede sundhedsproblemer.

normalt forbundet med højhøjdeflyvninger, og i perioder med lav stimulering har nogle piloter været kendt for at lide af forskellige “out-of-body” oplevelser, hvor de “fornemmer”, at de er på vingen og ser tilbage på sig selv, der flyver flyet. Under lignende forhold har nogle piloter også rapporteret, at de føler, at flyet er usikkert afbalanceret på en knivkant og ekstremt følsomt over for små kontrolinput eller undertiden “holdes” eller fastholdes på en eller anden måde, således at kontrollerne bliver ineffektive.

disse begivenheder er ofte engangs, og piloter vil drage fordel af at dele disse oplysninger i det rigtige forum. For at udelukke enhver risiko for gentagelse bør piloter, der oplever uforklarlig form for rumlig desorientering, straks konsultere deres AME.

tab af situationsbevidsthed

flyvebesætningen kan blive rumligt desorienteret i forhold til en flyveplads eller landingsbane, når den flyver en indflyvning. Dette kaldes tab af situationsbevidsthed. Selvom det er af en anden art end somatogravic og somatogyral illusioner, kan det også kaldes rumlig desorientering at tro, at flyet befinder sig et andet sted (i luften), end det faktisk er. Desuden er de potentielle konsekvenser, hvis de ikke korrigeres, de samme.

undgå og komme sig efter rumlig desorientering

uanset om man undgår eller kommer sig efter alle typer rumlig desorientering og visuelle illusioner, er afhjælpningen den samme, og det er altid scan, Læs og følg brugbare fly-og navigationsinstrumenter. I tilfælde af visuelle illusioner er der ekstra anbefalinger vedrørende visuelle tilgangshjælpemidler; Læs SKYbrary-artiklen visuelle illusioner for mere details.In et fly med flere besætninger, genopretning betyder normalt en hurtig advarsel fra pilotovervågningen, og hvis deres ikke er noget øjeblikkeligt svar, tager de kontrol.

anbefalinger til operatører

følgende aktiviteter kan implementeres af luftoperatører for at reducere risikoen for, at piloter reagerer uhensigtsmæssigt på rumlig desorientering:

• uddannelse i luftfartsmedicin, der skal omfatte forståelse af det vestibulære system
• uddannelse af menneskelige faktorer, der skal omfatte forståelse af årsagerne til alle former for rumlig (og visuel) desorientering
• diskussioner om sikkerhedsoplysninger, der skal omfatte de ulykker og hændelser, der tilskrives rumlig desorientering
• SOP ‘er til genopretning fra ethvert mistænkt tilfælde af rumlig desorientering
• procedurer (SOP’ er) for scanning af flyveinstrumenter, styring af flyvedisplay, krydskontrol og overvågning for alle faser af flyvningen
• standardoperationsprocedurer (SOP ‘er) for at sikre tilstrækkelig briefing af kritiske faser af Flyvningen (Afgang, nedstigning, indflyvning og landing) til også at omfatte beredskabsforanstaltninger i tilfælde af uforudsete begivenheder, såsom balked landing
• standardoperationsprocedurer (SOP’ er) til flyvning, styring og overvågning, stabiliserede tilgange
• standardoperationsprocedurer (SOP ‘er), der altid favoriserer instrumenttilgange frem for visuelle tilgange og måske endda forbyder natvisuelle tilgange
• standard operationelle procedurer (SOP’ er) for flyvning, styring og overvågning go-arounds
• hvor det er muligt, eksponering for desorienterende forhold i flysimulatoren, og øve recovery SOP ‘ er
• sikkerhedsrapporteringssystem, der tilskynder til selvrapportering af menneskelige faktorer, herunder rumlig desorientering
• regelmæssig genopfriskningstræning, der dækker alle elementer diskuteret ovenfor.

hvad angår spørgsmålet om selvrapportering, kan der være en vis modstand fra piloter, der frygter, at de vil miste deres medicinske kategori; dermed behovet for effektiv uddannelse og muligvis et anonymt rapporteringssystem.

ulykker & hændelser

• A343, en-route, mid North Atlantic Ocean, 2011 (den 22.juli 2011 an Air France A340-300 undervejs over Nordatlanten ved FL350 om natten IMC stødte på moderat turbulens efter “upassende brug af vejrradaren”, hvilket førte til en meddelelse om overhastighed efterfulgt af, at flyet pludselig kastede sig op og fik over 3000 fod på mindre end et minut, før kontrollen blev genvundet, og den blev returneret til det rydde niveau. Undersøgelsen konkluderede, at ” hændelsen skyldtes utilstrækkelig overvågning af flyveparametrene, hvilket førte til manglende meddelelse af AP-frigørelse og niveaubust efter en reflekshandling på kontrollerne.”)
• CRJ2, en-route, Nordsverige, 2016 (den 8.januar 2016 blev en Bombardier CRJ200-besætning pludselig præsenteret for en fejl i en af de to vigtigste PFD ‘ er og en deraf følgende ikke-kommanderet autopilotafbrydelse under krydstogtet under mørke nat VMC-forhold. Der blev ikke gjort noget forsøg på at identificere fejlen som en enkelt systemfejl og opretholde kontrol ved hjælp af den anden brugbare hovedpfd – som havde de samme indikationer som Standbyhorisonten. Kontrol af flyet gik tabt ud over mulig genopretning med terrænpåvirkning, der forekom 80 sekunder efter det første udseende af fejlagtige PFD-indikationer, der blev tilskrevet funktionsfejl i den tilsvarende IRU.)
• DHC6, nærhed Oksibil Indonesia, 2009 (den 2.August 2009 blev en DHC-6 opereret af Merpati Nusantara Airlines på en planlagt indenrigspassagerflyvning fra Sentani til Oksibil i Vest Papua i dagslys og på en VFR-flyveplan i kollision med terræn 6 nm fra destinationen, hvilket resulterede i ødelæggelse af flyet og død af alle 15 passagerer.)
• B738 / C172, undervejs, nær Falsterbo Sverige, 2014 (den 20.juli 2014 blev piloten for en VFR Cessna 172 distraheret og gik ind i klasse ‘C’ kontrolleret luftrum på to på hinanden følgende TMA ‘ er uden godkendelse. I den anden blev han overhalet af en Boeing 738 indgående til København med mindre end 90 meter adskillelse. 738-besætningen rapporterede om en sen observation af 172 og “tilsyneladende” vurderede, at undgåelse af handling var unødvendig. Selvom 172 havde en mode C-kompatibel transponder, transmitterede den ikke højde før hændelsen, og undersøgelsen bemærkede, at dette havde ugyldiggjort forebyggende ATC-og TCAS-sikkerhedsbarrierer og kompromitteret flysikkerhed.)
• FA20, nærhed Narsarsuak Grønland, 2001 (den 5.August 2001 påvirkede en Dassault Falcon 20 med en inoperativ GPO ‘ er, der foretog en nattilgang til Narsarsuak ved visuel reference terræn 4,5 nm fra flyvepladsen. Undersøgelsen noterede sig den oprindelige besætnings hensigt om at flyve en ikke-præcisionsinstrument tilgang og tilskrev ulykken besætningens manglende overholdelse af gældende procedurer eller engagere sig i meningsfuld CRM samt mangler i luftfartsforetagendets krævede procedurer, der tilsammen havde efterladt besætningen sårbar over for en ‘sort hul’ effekt. Virkningerne af træthed blev anset for at have været medvirkende.)

mere

yderligere læsning

• Flight Safety Foundation – præsentation. Forståelse Af Rumlig Desorientering.
• Flight Safety Foundation – præsentation af flyvesikkerhed. Håndtering Af Visuelle Somatogravic Illusioner.
• Flight Safety Foundation – præsentation af flyvesikkerhed. Forståelse af visuelle illusioner og desorientering.
• Flight Safety Foundation – Alar Briefing Note 5.3. Visuelle Illusioner.
• Flight Safety Foundation – menneskelige faktorer og luftfart medicin. Bind 44, Nr.6. Nov-Dec 1997. Utilstrækkelige visuelle referencer under flyvning udgør trussel om rumlig desorientering.
• FSF menneskelige faktorer og luftfart medicin Vol. 39 nr. 1. Rumlig Desorientering Under Flyvningen.
• FAA sikkerhedsbrochure-rumlig desorientering
• Stofbrugstendenser inden for luftfart: Vurdering af risikoen for Pilotnedsættelse, NTSB-undersøgelse, der undersøger tendenser i forekomsten af over-the-counter, receptpligtige og ulovlige stoffer identificeret ved toksikologisk test af dødeligt sårede piloter mellem 1990 og 2012. Udgivet i Sept. 2014.
• rumlig desorientering – et perspektiv, af Alan J. Benson
• fly tab af kontrol: årsagsfaktorer og Afbødningsudfordringer, af S. R. Jacobson, NASA, 2010
• en oversigt over rumlig desorientering som en faktor i luftfartsulykker og hændelser, af Dr. David G. Nyman, ATSB, 2007