这个令人惊讶的常见飞行问题导致了科比·布莱恩特的直升机坠毁

这个令人惊讶的常见飞行问题导致了科比·布莱恩特的直升机坠毁

在载有科比·布莱恩特和其他七名乘客的西科斯基直升机在加利福尼亚州卡拉巴萨斯坠毁前几分钟,飞行员左转。尽管直升机最初是向上爬升的,但随后下降,继续左转,撞向地面。美国国家运输安全委员会表示,当时出现的问题包括“空间迷失和失控”。

事故发生仅一年多,昨天,美国国家运输安全委员会在一次冗长的公开演讲中概述了他们对此次空难原因的调查结果。他们的结论总结在一份声明和一份简短的报告中,即坠机是由于飞行员“决策失误”以及空间定向障碍造成的。

虽然有多种原因,但空间定向障碍因素让我们了解到人的感官如何欺骗他们,尤其是在驾驶飞机时。以下是有关这种情况发生的原因和方式。

在空中,飞行员的感官会欺骗他们,这仅仅是因为他们是生物。亚利桑那州凤凰城梅奥诊所研究航空、空间定向障碍和相关问题的医生 Jan Stepanek 解释说:“作为人类,我们已经进化到能够判断我们在世界上的存在和方向,而不仅仅是使用一种感官,而是使用多种感官。”这些感官中的第一个是我们的视觉。“我们是视觉占主导地位的物种,”他说。你的眼睛会告诉你你一动不动吗?你可能确实一动不动。

第二种感觉是躯体感觉:“你的压力感、肌肉感和骨关节感,”他说。例如,那种“紧贴臀部”的感觉会提醒你重力正在把你垂直拉下。

但在这种情况下,最重要的感觉是神经前庭系统,它是内耳中的传感器,可以让你检测到自己在移动——比如在汽车中加速或左右摇晃的动作。但你的前庭系统有一个致命弱点。“我们内耳中的这些感觉器官的问题在于,它们非常擅长感知变化,尤其是快速变化,”Stepanek 说。“但它们对感知渐进变化的能力非常非常差——这就是它们很容易被欺骗的地方。”

这种情况发生得非常快。例如,Stepanek 表示,如果你坐在办公椅上闭上眼睛,然后有人以恒定的速度非常平稳地旋转它,最终你的前庭系统就会受到干扰。首先,你会感觉你的旋转速度正在减慢,但事实并非如此。然后,“大约 20 秒后,你可能会觉得自己没有动,”他说。“你可以在很短的时间内欺骗你的内耳,尤其是半规管。”椅子不断移动,闭上眼睛,你会以为自己一动不动。

驾驶飞机时也会出现同样的问题。当然,如果飞行员对周围世界有良好的视觉提示,任何令人困惑的感觉都可以纠正。但在没有月亮的夜晚,或在云层中,视觉不会帮助你。飞行员必须依靠仪器来揭示真相。

这实际上意味着飞机可以逐渐倾斜,而飞行员却没有注意到,尤其是在雾中飞行时。他们的前庭系统认为他们仍然是水平的。如果没有警告系统,“你可能会非常有信心地控制飞行撞上地形,这是由于空间定向障碍,”他说。“而这起不幸的事件似乎正是如此。”

这张由美国国家运输安全委员会提供的图表显示了直升机最后左转并坠入地面的过程。谷歌地球/美国国家运输安全委员会/比尔·英格利什

一些飞行员会经历一种相关现象,称为“倾斜”。想象一下,一名飞行员正在缓慢、持续地向左转弯,但没有意识到这一点,内耳的“液体没有移动”,斯蒂芬尼克解释道。突然,飞行员在看仪表时注意到他们倾斜了,并将飞机移回平飞。内耳的传感器随后受到“刺激,并在相反方向上受到刺激,并会让飞行员感觉到他们没有保持水平,但实际上他们正在向右倾斜。”飞机的仪表正确地告诉飞行员飞机是水平的,但内耳错误地告诉他们他们倾斜得太厉害,飞行员可能会身体向左倾斜或向左转弯,以感觉身体正常。这些混乱的信息持续约 20 秒。

安柏瑞德航空大学航空航天工程学教授理查德·安德森也指出,当飞机协调转弯时(即飞机倾斜和转弯时),力的排列方式会让飞行员和乘客感觉重力将他们从飞机地板垂直拉下,尽管飞机是倾斜的。“这就是为什么当客机转弯时,如果你在桌子上放一个水杯,水位不会移动到地平线,而是与飞机保持水平,即使飞机不再是水平的,”安德森说。

普渡大学航空与交通技术副教授 Brian Dillman 表示,很难让飞行学员做好应对空间定向障碍的准备。“当我和学员一起训练时,他们体验到了空间定向障碍,我总是认为这是一种胜利,”他说。学员经常会说这样的话:“‘这比我想象的要激烈得多’,”他报告说。

去年西科斯基 76B 直升机坠毁事件中,飞行员明显以为自己在爬升,但实际上他正在下降。NTSB 主持人 Dujuan Sevillian 博士将后一种现象描述为“躯体重力错觉”。(这段视频的 24 分钟部分有更多内容。)“当直升机继续急剧下降时,飞行员要么没有参考直升机的仪表,要么由于强烈的前庭错觉而难以解释或相信它们,”Sevillian 说,“他没能成功恢复直升机。”

美国国家运输安全委员会称,2010 年至 2019 年期间,有 184 起致命飞机事故(包括 20 起致命的直升机事故)与空间定向障碍有关。

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