공간 방향성 상실

Spatial disorientation

비행사의 공간적 방향 감각 상실은 항공기의 자세를 결정할 수 없는 것으로, 기체가 선회, 상승 또는 하강 중인지 여부를 의미한다.시야가 방향지향에 대한 지배적인 감각이기 때문에 시야가 보이지 않는 밤이나 악천후에서 가장 중요하다.청각 시스템, 전정 시스템(내이 내), 그리고 고유 수용 시스템(피부, 근육, 힘줄, 관절에 위치한 감각 수용체)은 균형 잡힌 움직임을 조정하기 위해 총체적으로 작용하며, 또한 강한 시각적 단서가 없을 때 환상적 비시각적 감각을 만들어 낼 수 있다.

비행 안전, 이력 및 통계

Barranny 의장을 통해 예비 조종사에게 평형 시험을 시행한다.

수많은 감각 자극(시각적, 전정적 및 고유 수용성)이 크기, 방향 및 빈도가 다르기 때문에 비행 중 공간 방향은 달성하기 어렵다.시각, 전정 및 고유 감각 입력 사이의 차이 또는 불일치는 착각을 일으키고 공간적 방향 감각을 혼란시킬 수 있는 감각 불일치를 초래한다.시각적인 감각은 [1]: 4 방향지향에 가장 큰 기여를 하는 것으로 간주된다.

1918년 친구 Elmer Sperry가 고안한 조기 선회 및 미끄러짐 표시기를 시험하는 동안, 미 육군 항공대 조종사 William Oker는 시각적 참조 없이 구름 속을 비행하는 동안 묘지 나선형으로 진입했다. 선회 표시기는 그가 방향을 틀고 있다는 것을 보여주었지만, 그의 감각은 그가 수평 비행 중임을 그에게 말해주었다.구름 속에서 떠오른 오커는 [2]다이빙에서 회복할 수 있었다.1926년 오커는 데이비드 A 박사에 의해 바라니의 의자 평형 테스트를 받았다. Crissy Field에서의 마이어스; 그가 경험했던 체질학적 착시현상과 그에 따른 재시험의 반복은 그가 방향 [3]지시등을 사용하여 통과했고, 그는 계기 비행을 개발 [4]및 챔피언으로 이끌었다.Sperry는 계속해서 [5]: 8 자이로 나침반과 자세 표시기를 발명했는데, 둘 다 1930년에 테스트되었다.중위와 함께.칼 크레인, 오커는 1932년에 [4]이론과 실천에 있어서의 맹목적인 비행이라는 교육용 텍스트를 출판했습니다.계기 비행 훈련의 영향력 있는 지지자들은 Albert Hegenberger와 Jimmy Doolittle을 [5]: 8 포함했다.

1965년 미국 연방항공청은 한계 [6]가시성 조건에서 시각 비행 규칙에 따라 운항할 경우 발생할 수 있는 공간 방향성 혼란의 위험에 대해 조종사들에게 경고하는 권고 회람 AC 60-4를 발행했다.1983년 AC 60-4A로 새로운 버전의 권고가 발표되었으며, 공간적 방향 감각을 "어느 쪽이 '업'[7]인지 구별할 수 없다"고 정의했다.

통계에 따르면 전체 일반 항공사고의 5%에서 10%가 공간적 방향감각에 기인하며, 이 중 90%는 [8]치명적이다.공간-D와 G-포스 유도 의식 상실(g-LOC)은 군용 [9]항공의 인적 요인에 의한 가장 일반적인 사망 원인 중 두 가지이다.공간 방향 상실 사고의 확산에 대한 연구는 "조종사가 충분히 오래 비행한다면 적어도 한 번의 공간 방향 상실 증상을 경험하는 것을 피할 가능성은 없다"고 결론지었다.다른 관점에서 보면 조종사는 방향감각을 잃은 사람과 앞으로 [1]: 2 방향감각을 잃게 될 두 그룹 중 하나로 볼 수 있습니다.

생리학

인간이 우주에서 방향을 잡을 수 있도록 하기 위해 상호작용하는 네 가지 생리학적 시스템이 있다.시력은 방향 감각의 지배적이지만 전정계, 자체 수용계, 청각계도 한 역할을 [citation needed]한다.

공간 방향(공간 방향의 역방향, 즉 공간 방향 D)은 정지 상태 및 이동 중에 주변 환경(물리적 공간)과 관련하여 신체 방향과 자세를 유지하는 능력이다.인간은 지상의 공간적 방향을 유지하도록 진화해 왔다.지상의 좋은 공간 방향은 시각, 청각, 전정 및 고유 감각 정보의 사용에 의존한다.선가속도, 각가속도 및 중력의 변화를 전정계 및 고유수용체에 의해 검출하고, 그 후 뇌에서 시각정보와 [citation needed]비교한다.

비행의 3차원 환경은 인체에 생소해 공간적 지향성을 어렵게 하고 때로는 불가능하게 만드는 감각적 충돌과 환상을 만들어낸다.이러한 다양한 시각 및 비시각적 착각의 결과는 공간적 [10][9][11]방향감각이다.알려진 항공기 [12]가속과 관련된 방향 감각 상실의 정량적 예측을 산출하기 위해 다양한 모델이 개발되었다.

전정계와 감각적 착각은

주요 기사:항공의 감각 착시
내이

전정 시스템은 내이에 있는 특수 기관을 사용하여 선형 및 각도(회전) 가속을 감지합니다.이석기관에서 직선가속도를 검출하고 반고리관에서 각가속도를 검출한다.

오해의 소지가 있는 감각

가시적인 수평선과 같은 시각적 기준이나 단서가 없다면, 인간은 움직임과 평형 감각을 확립하기 위해 비시각적 감각에 의존할 것이다.비행의 비정상적인 가속 환경 동안, 전정계 및 고유 수용계가 오도되어 공간적 방향 감각을 상실할 수 있다.항공기가 조종할 때, 관성력은 차량 속도의 변화(선형 가속도) 및/또는 방향의 변화(회전 가속도 및 원심력)에 의해 생성될 수 있으며, 결과적으로 중력과 관성력의 조합이 전정 시스템이 가정하는 것과 일치하지 않기 때문에 수직의 지각적 오판을 초래한다.수직 중력 방향(지구의 중심을 향함

이상적인 조건에서는 시각적 신호가 환상 전정 입력을 무시하기에 충분한 정보를 제공하지만, 야간이나 악천후에는 시각적 입력이 이러한 환상적 비시각적 감각에 압도되어 공간적 방향 감각을 잃을 수 있다.저시정 비행 조건에는 [6]밤,[6] 수상 또는 하늘에 녹아드는 기타 단조로운/특징이 없는 지형, 희뿌연 [6]날씨 또는 안개나 구름 속으로 비행한 후 계기 기상 조건에 무심코 진입하는 것이 포함된다.

양력(L) 및 중량/중력(w)이 뱅크 또는 조정 선회하는 항공기에 작용한다.

예를 들어, 좌표(뱅크) 선회하는 항공기에서, 아무리 가파르더라도, 탑승자는 수평선이 보이지 않는 한 공중에 기울어진 느낌을 거의 받지 못할 것이다. 왜냐하면 양력과 중력의 합친 힘은 탑승자를 좌우로 [13]밀지 않고 좌석으로 밀어 넣는 것처럼 느껴지기 때문이다.마찬가지로 시트에 대한 압력의 현저한 변화 없이 서서히 오르내릴 수 있다.일부 항공기에서는 음의 g-force를 당기지 않고 루프를 실행할 수 있으므로 시각적 참조 없이 조종사는 이를 [citation needed]인식하지 못하고 뒤집힐 수 있다.이동 방향의 점진적인 변화는 전정계를 활성화하기에 충분히 강하지 않을 수 있으므로 조종사는 항공기가 가속, 감속 또는 뱅킹하고 있다는 것을 인식하지 못할 수 있다.

자세 표시기(상단 중앙) 및 방향 지시기(하단 좌측)를 포함한 표준 비행 계기 세트

자세 표시기(인공 수평)와 방향 지시기와 미끄러짐 표시기와 같은 자이로스코프 비행 계기는 비시각적 감각에서 잘못된 감각을 상쇄하기 위한 정보를 제공하도록 설계되었다.

이석과 체질 중력 착시

두 개의 이석 기관인 소낭과 우트리클이 양쪽 귀에 위치하여 서로 직각으로 세워져 있다.우트리클은 수평면에서의 선형 가속도의 변화를 감지하는 반면, 소낭은 수직면에서의 선형 가속도를 감지한다; 인간은 수직 가속도가 중력에 의해 발생한다고 가정하도록 진화해왔다.그러나 중력이 수직면에 국한되지 않거나 차량 속도와 가속도가 중력에 버금가는 관성력을 가져올 때 이석은 가속력만 감지하고 관성력과 [8]중력을 구별할 수 없기 때문에 오해의 소지가 있는 감각 인식을 제공할 수 있다.그 예로는 헬리콥터의 수직 이륙 중 또는 자유 [citation needed]낙하 후 낙하산이 갑자기 열린 후 발생하는 관성력이 있다.

이석 장기에 의해 야기되는 환상은 체중성 환각이라고 불리며 반전, 헤드업, 헤드다운 환상을 포함한다.반전 착시 현상은 가파른 상승 후 수평 비행으로 급회귀하는 결과로 나타나며, 결과적으로 전진 속도의 상대적 증가는 항공기가 뒤집힌 [8]착시 현상을 일으킨다.헤드업(Head-Up)과 헤드다운(Head-Down) 착시 현상은 유사하며, 이는 갑작스러운 선형 가속(Head-Up) 또는 감속(Head-Down)을 수반하며, 항공기의 코가 위로 피칭(Head-Up) 또는 아래로 피칭(Head-Up)하는 오해를 초래할 수 있다. 비행사는 코 아래로 피칭(Hing(Head-Up) 또는 위로 피칭(Hind-Up)하거나 위로 피칭(Head-Up)할 수 있다.를 [8]각각 클릭합니다.

일반적으로 이륙 중에 헤드업 착시 현상이 발생합니다. 강한 선형 가속이 날개와 플랩 위로 양력을 발생시키기 위해 사용되기 때문입니다.육안 참조 없이 조종사는 전정계통에서 기수가 상승했다고 가정하고 급강하를 명령할 수 있다. 이륙 중에 이러한 상황이 발생하면 항공기는 [1]: 7 지면에 충돌하기 전에 회복하기에 충분한 고도를 갖지 못할 수 있다.

반고리관과 체질학 착시

항공기의 롤링, 피치 및 요 축에 비유하는 반원형 관이 있는 내이

게다가, 내이에는 반고리관이라고 알려진 회전 가속도계가 포함되어 있는데, 이것은 피치, 롤링, 요 축의 회전 가속도에 대한 정보를 하부 뇌에 제공합니다.각속도 변화는 머리에 고정된 운하와 운하 자체의 상대적인 움직임에서 감지된다. 관성 때문에 헤드가 움직일 때 운하 내의 유체가 지연되어 회전 가속을 나타낸다.그러나 유체가 이제 헤드의 움직임과 일치하는 마찰로 인해 반고리관 출력이 장시간(15~20초 이상) 회전한 후 멈춥니다.그리고 나서 회전이 멈추면, 내이에서 감지된 운동 신호는 유체가 운하가 [8]멈추는 동안에도 계속 움직이기 때문에 비행사가 실제 이동 방향과 반대 방향으로 회전하고 있음을 나타냅니다.또한 유체의 관성은 회전가속도의 검출역치를 약 2°/sec로2 제한하여 이 값 이하의 각가속도를 [1]: 5 검출할 수 없음을 의미한다.반고리관에 의해 유발되는 특정한 일반적인 체질학적 착각은 Leans, Graveyve Spin, Grave Spiral, Coriolis이다.

주요 기사:기울어져 있다

항공기가 서서히 눈에 띄지 않고 장시간 선회하다가 갑자기 수평 비행으로 돌아오면 기울어질 수 있다.서서히 회전하면 유체가 반원형 관으로 이동하며 초당 2도(또는 그 이하)의 회전 가속도를 감지할 수 없습니다.항공기가 갑자기 수평 비행으로 돌아오면, 지속적인 유체 운동은 방금 끝난 선회 방향의 반대 방향에서 항공기가 선회하고 있다는 느낌을 준다. 비행사는 원래 [8]선회 방향에서 선회함으로써 수직의 잘못된 인식을 교정하려고 시도할 수 있다.기울기는 가장 흔한 형태의 공간적 [1]: 9 혼란으로 여겨진다.

주요 기사: Graveyward Spiral과 Graveyward 스핀
묘지 나선형 및 묘지 회전

묘지 나선과 묘지 회전은 둘 다 반고리관이 긴 회전에 적응하여 발생합니다; 약 20초의 뱅크 회전(묘지 회전의 경우) 또는 회전(묘지 회전의 경우) 후, 반고리관의 유체가 마찰에 의해 운동에 유입되었습니다, 그리고 전정 시스템m은 더 이상 회전 가속도를 감지하지 않습니다.비행사가 선회 또는 회전을 종료하고 수평 비행으로 복귀하는 경우, 유체의 지속적인 움직임은 항공기가 반대 방향으로 회전하거나 회전하는 감각을 유발하며 조종사는 원래 선회 또는 부주의로 다시 회전할 수 있습니다. 항공기가 너무 높은 고도를 잃기 전에 착각을 인식하지 못할 수 있습니다.항공기의 지형에[8] 충돌하거나 g자형 충돌 시 돌출이 기체의 구조적 강도를 초과하여 치명적인 기능 상실을 초래할 수 있습니다.묘지 소용돌이와 관련된 항공 역사상 가장 악명 높은 사고 중 하나는 존 F.의 추락이다. 1999년 [14]케네디 주니어

조종사가 뚜렷한 시각적 지평을 볼 수 없는 조건에 항공기가 진입하면 내이의 표류는 수정되지 않고 계속된다.어느 축에 대한 인식 회전 속도의 오차는 [citation needed]초당 0.2도에서 0.3도의 속도로 축적될 수 있습니다.조종사가 자이로스코프 비행 계기의 사용에 능숙하지 않은 경우, 이러한 오류는 항공기의 통제력을 상실하는 지점까지 축적될 것이며, 이는 보통 묘지 나선이라고 알려진 가파른 다이빙 선회이다.조종사는 기동에 이르는 내내 기동이 진행되는 동안, 비행기가 직선 비행을 [15]: 125 유지하고 있다고 믿으며 선회하는 것을 알지 못한다.

1954년 연구 (180 – Degree Turn Experiment)에서 일리노이 대학교 항공 연구소는 계기 등급이 없는 20명의 조종사 중 19명이 모의 계측기 상태에 들어간 직후 묘지 나선형으로 들어갔다는 것을 발견했습니다.20대 조종사도 조종을 잃었지만 다른 기동을 하고 있었다.기기 상태 시작과 제어 상실 사이의 평균 시간은 178초였습니다.[16]

주요 기사:코리올리 효과(인상)

공간 방향 감각 상실은 특정 조건에서 계기 등급 조종사에게도 영향을 미칠 수 있다.계기 비행 중 조종사가 머리를 너무 많이 움직이면 강력한 텀블링(수직)이 발생할 수 있습니다.이것은 코리올리 착시라고 불립니다.반고리관은 3개의 서로 다른 회전축으로 설정되어 있기 때문에 비행사가 회전가속 중에 갑자기 머리를 움직이면 한쪽 관로가 갑자기 각가속도를 검출하기 시작하고 다른 한쪽 관로가 정지하여 [1]: 9 흔들림현상을 일으킬 수 있다.

시각 착시

양호한 가시성에도 불구하고, 경사 구름 갑판, 익숙하지 않은 활주로 등급 또는 잘못된 지평선과 같은 잘못된 시각적 입력은 착시 현상을 형성할 수 있으며, 결과적으로 조종사는 수직 방향, 항공기 속도 또는 고도 및/또는 거리 및 깊이 인식을 잘못 판단하게 된다. 이러한 입력은 심지어 전리부의 비시각적 착시와 결합할 수 있다.훨씬 더 강력한 [17]착각을 일으키기 위한 lar 및 고유 수용성 시스템.

예

공간적 방향감퇴로 인한 항공사고 선정 목록
날짜. 위치 사고/비행 메모 & 레퍼런스
1959년 2월 3일 미국 아이오와 주, 클리어 레이크 음악이 죽은 날 Buddy Holly, Ritchie Valens, and "The Big Bopper" Richardson을 죽인 Beechcraft Bonanza 추락; 조종사는 계기 비행 자격이 없었지만 승객들이 중요했기 때문에 악천후로 이륙했다.법의학적 증거에 따르면 항공기는 추락 [18]당시 3,000피트/분(910m/분)의 속도로 급경사 우측 둑(90°)에 있었으며 기수를 아래로 향하게 했다.
1963년 3월 5일 미국 테네시 주 캠든 1963년 캠든 PA-24 추락 사고 가수 팻시 클라인을 포함해 4명이 사망했습니다
1964년 7월 31일 미국 테네시주 내쉬빌 브렌트우드 1964년 비크크래프트 데보네어 사고 가수 짐 리브스는 1964년 7월 31일 테네시주 내슈빌의 브렌트우드 지역에 추락해 리브스와 그의 피아니스트 딘 마누엘의 목숨을 앗아갔을 때 공간적 혼란에 시달리고 있었던 것으로 추정된다[according to whom?].
1978년 1월 1일 아라비아해, 인도 봄베이 산타크루즈 공항 인근 에어 인디아 855편 추락 사고
1978년 10월 21일 배스 해협, 오스트레일리아 프레데릭 발렌티치 실종 사건
1992년 6월 6일 파나마 투쿠티 인근 다리엔 갑 코파 항공 201편
1999년 7월 16일 대서양, 미국 매사추세츠주 마서스 빈야드 서해안 존 F. 케네디 주니어 비행기 사고 마르타 빈야드 근처 물 위를 비행하던 중 추락 사고가 발생했다.후속 조사에서는 사고의 [19]가능한 원인으로 공간적 혼란이 지적되었다.조종사 존 F 때문에요 추락의 원인인 케네디 주니어의 명성은 1999년 [14]언론에 공간적 방향성에 대한 광범위한 보도를 이끌었다.
2000년 1월 10일 니더하슬리(스위스) 크로스 에어 498편
2000년 8월 23일 바레인 바레인 국제공항 인근 페르시아만 걸프 항공 072편
2000년 10월 16일 힐즈보로, 미주리, 미국 2000년 세스나 335호 추락 사고 왼쪽 자세 표시기가 고장 나 조종사가 오른쪽(부조종사 위치) 자세 표시기를 계속 체크하기 위해 고개를 돌렸고,[20] 이로 인해 공간적 혼란이 초래되었다; 추락으로 인해 멜 [21]카나한 미주리 주지사가 사망했다.
2004년 1월 3일 이집트 샤름 엘 셰이크 국제공항 인근 홍해 플래시 항공 604편 문제의 원인: 파일럿 에러(공간 방향의 혼란에 의한) 또는 기계/소프트웨어의 오작동 가능성
2005년 3월 15일 스코틀랜드 아가일 캠프벨타운 인근 2005년 로건에어 아일랜드인 사고
2007년 1월 1일 인도네시아 술라웨시 주 마제네 앞바다의 마카사르 해협 애덤 에어 574편 추락 사고
2007년 5월 5일 카메룬 두알라 국제공항 케냐 항공 507편
2007년 11월 30일 터키 이스파르타 주 케치볼루 주 튀르베테페 아틀라스젯 4203편 추락 사고
2008년 9월 14일 페름, 러시아 에어로플로트 821편 사고
2009년 6월 1일 대서양 상공, 경유지 TASIL 부근 에어프랑스 447편
2010년 5월 12일 트리폴리 국제공항, 리비아 아프리키야 항공 771편
2010년 8월 24일 네팔 쉬하푸르 근교 아그니 항공 101편
2012년 10월 1일 오스트레일리아 퀸즐랜드 주, 어퍼 칸당가 2012년 퀸즐랜드 DH.84 드래곤 사고 리아마라는 이름의 빈티지 항공기
2016년 3월 19일 러시아, 로스토프온돈 플라이두바이 981편 추락 사고
2019년 2월 23일 트리니티 베이, 텍사스, 미국 아틀라스 항공 3591편 보잉 767 화물기의 추락은 높은 고도(6,200피트)에서 비행하던 조종사가 부주의하게 비행하던 중 첫 번째 조종사의 부적절한 대응으로 인해 야기되었고, 이로 인해 그는 공간적 [22]방향 감각을 잃었다.[23]
2019년 4월 9일 아오모리현 근방 2019년 JASDF F-35 추락 사고 F-35A의 [24]첫 추락, 조종사가 동시에 [25][26]좌회전하는 동안 급강하했다.
2020년 1월 26일 칼라바사스, 캘리포니아, 미국 2020년 칼라바사스 헬기 추락 사고 2020년 1월 26일 코비 브라이언트의 딸 지아나 등 6명을 숨지게 한 사고 헬기 조종사 아라 조바얀은 NTSB [27][28]조사 결과 공간적 방향감각을 잃었을 가능성이 높은 것으로 판단됐다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크