Георгий Береговой - Космическая академия

Применение того или иного способа реализации СИВО вытекает из анализа следующих, наиболее существенных, характеристик воспроизводимых условий космического полета.

Ширина поля зрения

Чем шире поле зрения, тем больший объем визуальной информации потенциально доступен космонавту. Однако пространственная разрешающая способность человеческого глаза за пределами небольшого участка центрального зрения сильно ограничена. Поэтому как бы ни велики были размеры поля зрения, объем оперативной информации, доступный космонавту, сравнительно невелик. С другой стороны, относительно высокая чувствительность периферийных участков сетчатки к восприятию движения в сравнении с пространственной разрешающей способностью обеспечивает фиксацию появления новых движущихся объектов почти в любом участке поля зрения. Определение оптимальных размеров имитируемого поля зрения всегда было одним из основных вопросов при создании СИВО космического тренажера.

Так исследования по определению влияния ограничения горизонтального размера поля зрения пилота на качество управления самолетом показали возможность его уменьшения без серьезного ухудшения качества [110]. Однако уменьшение горизонтального размера поля зрения до 20° оказалось уже неприемлемым. Вместе с тем доказано, что сравнительно ограниченное поле зрения может быть вполне приемлемо в случаях, когда пилоту хорошо известна местность, над которой он выполняет полет.

В СИВО космических тренажеров, исходя из технических возможностей, ширина поля зрения обычно ограничена 40—60° для иллюминаторов, а в других случаях эти значения определяются полями зрения оптических средств наблюдения, установленных на ПКА.

Диапазон яркости имитируемых изображений

В существующих СИВО диапазон яркости воспроизводимых визуальных объектов ограничен по сравнению с тем, что наблюдается в реальных условиях. Однако вследствие адаптивных свойств зрительного анализатора человека главную роль играет пространственное распределение относительных, а не абсолютных уровней яркости. Как только в поле имитируемого изображения достигнуты минимальные уровни яркости, необходимые для его эффективного восприятия, дальнейшее ее увеличение нецелесообразно [110].

Цвет имитируемых изображений

Цвет является одним из важных параметров, воспроизводимых на тренажерах визуальных условий. Однако стремиться к абсолютной точности воссоздания цветов, наблюдаемых в реальных условиях, нецелесообразно, поскольку сочетания цветов непрерывно изменяются, например, для поверхности Земли в течение дня, при изменении погоды и времени года. Цветовой диапазон существующих телевизионных систем в большинстве случаев достаточен для отображения визуальной обстановки на космических тренажерах.

Цвет, как параметр, важен там, где сочетаниями цветов кодируется необходимая пилоту информация (например, огни посадочной полосы), а в целом он относится к желательным параметрам СИВО, которые способствуют опознаванию наблюдаемых объектов, их относительных размеров и расстояний до них.

Разрешающая способность имитируемых изображений

Глаз человека способен различать пространственные детали с угловыми размерами в 1 у гл. мин и менее.

Разрешающая способность современных СИВО, построенных на телевизионной основе, дает разрешение не лучше 6—7 угл. мин и уступает разрешающей способности глаза человека, однако доказательств того, что это сказывается в сильной мере на формировании необходимых навыков у космонавтов, не имеется.

Несколько лучшее разрешение имеют СИВО, в которых используются диапозитивы и кинофильмы, но их применение дает значительные ограничения по другим параметрам.

Разрешающая способность телевизионной проекционной системы, сопряженной с коллимационной оптикой, выше, чем у обычных телевизионных устройств. Коллимационная оптика увеличивает кажущуюся глубину пространства, но ее недостаток связан с тем, что глаза космонавта должны постоянно находиться в зоне выходного зрачка коллиматора. В целом же коллимация обеспечивает формирование на тренажере картин внешней визуальной обстановки, более правдоподобных реальным условиям.

Перспектива и синхронизм имитируемых изображений с динамикой ПКА

При перемещении ПКА в пространстве в поле зрения космонавта происходит непрерывное изменение перспективы и относительных размеров наблюдаемых объектов по мере изменения расстояния до них. Изменение перспективы визуальной обстановки жестко связано с движением ПКА во времени и пространстве. Наблюдаемое космонавтом движение в реальных условиях согласуется с физическим движением, которое воздействует на вестибулярный аппарат и тактильную систему пилота. Поэтому на тренажере особая роль отводится синхронизации динамики визуальной обстановки с управляющими воздействиями космонавта. При появлении запаздываний визуальная обстановка может быть неправильно интерпретирована, что может привести к формированию у космонавтов отрицательных навыков.

Кроме того, на динамических тренажерах спуска ПКА с орбиты серьезное внимание, как уже отмечалось ранее, уделяется синхронизации акселерационных воздействий при имитации физического движения ПКА и визуального отображения этого движения. В реальных условиях эти процессы едины. Нарушения на тренажере синхронизма воздействия этих процессов на сенсорное поле космонавта может приводить к «конфликту в его ощущениях» [111].

Представленный анализ наиболее существенных сторон условий тренировки отражает как сложность технической реализации космических тренажеров, так и многогранность психических процессов, протекающих при обучении космонавтов на тренажерах. С позиций педагогической психологии эти процессы должны быть контролируемы и управляемы.

Обучение космонавтов на современных тренажерах относится к управляемому процессу, в ходе которого их профессиональные качества целенаправленно изменяются. Этот процесс осуществляется поэтапно под руководством инструктора экипажа и психолога.

Пульт инструктора комплексного тренажёра

На начальном этапе космонавты знакомятся с интерьером рабочего места космонавта (РМК), его оборудованием, с расположением средств отображения информации, оптическими приборами и органами управления ПКА.

На этапе подготовки на специализированных тренажерах космонавты закрепляют теоретические знания и приобретают профессиональное мастерство по выполнению отдельных операций, приемов, режимов управления в штатных и аномальных режимах полета ПКА. Продолжительность подготовки на каждом из тренажеров зависит от индивидуальных способностей, уровня знаний, специализации и прошлого опыта членов экипажа. После формирования уверенных навыков выполнения отдельных операций и приемов осуществляется переход на комплексные тренажеры, где осуществляется наиболее всесторонняя подготовка экипажа.