飛行技能：用則進，不用則廢

Linda Werfelman

據某項新研究稱，自動駕駛系統的廣泛應用使飛行員在一些手動駕駛中所需的認知能力（如在不使用地圖顯示的情況下掌握飛機位置的能力）在逐漸變弱，盡管在長時間內飛行員的其他能力相對而言仍然保持不變。

該研究由美國國家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的斯蒂芬·M·卡斯納領導進行，16名飛行員在一架波音747-400模擬器中操作常規和非常規的飛行場景，研究人員在模擬飛行過程中不同程度地改變飛行員使用的自動駕駛，根據飛行員的表現進行打分，并詢問他們在模擬器中操作時的感受。研究發現，飛行員的儀表判讀能力和手動控制能力依然很強，一些自稱并不經常運用這些能力的飛行員亦是如此。

曾在同一個模擬器中進行的配套研究發現，盡管自動駕駛系統的初衷是為了給飛行員更多時間用來思考和計劃接下來的飛行任務，然而，若在飛行過程中一直相安無事，通常他們都會開小差。

能力下降

針對該項新研究的報告發表在2014年12月版的《Human Factors》中，該報告指出，1971年曾發表的一份研究報告稱飛行員對不同能力的掌握程度各不相同。

這份曾于2014年發表的報告稱：“研究人員發現，如果在一開始飛行員的手眼能力，如那些用來判讀儀表和操作飛行控制裝置的能力就掌握得好，這些能力不容易下降，即便是長達4個月都不進行飛行操作。這一點很不可思議?！薄把芯恐猩婕傲硪环N能力就是一系列認知能力，用于回想操作步驟、設想飛機位置、進行心算并識別異常狀況。就像之前的研究者一樣，該研究團隊發現，如果飛行員長達4個月沒有進行飛行操作，這些認知能力就會顯著下降?！?/p>

新報告稱，這個1971年進行的研究在當時被作為監管機構的指南，這些監管機構負責制定對飛行員近期飛行經驗的最低要求。該報告稱，“當前的規章制度凸顯了該早期研究提供的見解建議。”飛行員不進行飛行操作將近兩年之后，仍然能夠在目視飛行規則之下進行飛行操作（機艙無乘員）。如果他們想行使特權，即在對認知能力要求更加苛刻的儀表飛行規則之下進行操作，則不進行飛行操作的時間間隔最多為6個月?！?/p>

該報告補充道，當前，人們對飛行員能力不斷下降的擔憂主要集中在飛行員不手動進行飛行操作的問題上，這與使用范圍愈加廣泛的自動駕駛相關。自動駕駛系統能夠自動完成從油量計算和了解飛機位置到重新配置導航設備和監測、識別儀表系統故障等一系列操作。不過，駕駛艙的操作程序保留了一些方法，旨在防止飛行員由于操作減少而導致手動飛行能力下降。這些方法主要是仔細檢測自動駕駛系統的工作狀態并偶爾關閉這些系統來提高手動飛行能力。

為了確定這些方法在幫助飛行員保持手動能力方面起到的作用到底有多大，這些研究人員讓美國多個航空公司的7名機長和9名副駕駛參與了駕駛波音747-400飛機的模擬器的研究中。這些飛行員的平均飛行時長為17844小時，其中包括模擬器評估前的12個月內623個小時的平均飛行時長，以及評估前的一周內13小時的平均飛行時長。參與研究的飛行員稱他們在裝備有飛行管理計算機（FMC）的飛機上飛行的時間占總飛行時間的73%，而在裝備有飛行指引儀的飛機上飛行的時間占總時長的89%。

手眼能力

為了讓研究人員評估飛行員的手眼能力，即飛行員判讀儀表和手動控制飛機的能力，飛行員按照已經編進模擬器飛行管理計算機內的路線飛行，其中包括3種不同的自動駕駛操作組合。

自動駕駛階段包括自動駕駛儀、飛行指引儀和自動油門的使用，從而沿著飛行管理計算機編輯好的飛行路線飛行。手動控制階段包括飛行指引儀和自動油門系統的使用，再加上手動操作控制桿，“從而回應飛行指引儀命令。這些命令能夠指引他們遵循已編進飛行管理計算機內的路線飛行。”在原始數據和手動控制階段，飛行員遵循相同路線，同時操縱控制桿，控制推力大小，依靠基本的飛行儀表來獲取信息。

“在3種不同的自動駕駛條件下，我們讓飛行員在3個飛行階段（抵達、進場和復飛）中進行操作。為了節約時間，我們并未讓飛行員使用自動駕駛系統把3個階段都飛一遍，我們也沒有想過在使用自動駕駛系統時，飛行員的表現在3個飛行階段中會出現很大的變化?！彪S后研究人員對飛行員遵循航線上所規定的航向、高度和速度的能力打分。

該報告稱，參與研究的飛行員在回應研究調查時表示，他們“有很強的基礎儀表飛行背景，不使用自動駕駛系統進行操作的經驗一般，而同時關閉自動駕駛系統和飛行指引儀的經驗則少之又少?！毖芯咳藛T對研究結果的分析顯示，在著陸和進場階段，“自動駕駛條件或近期使用自動駕駛與飛行員的表現沒有明顯關聯?！痹趶惋w階段，研究人員發現，“與原始數據和手動控制相結合的條件相比，單純手動控制條件下極其容易出現高度偏差，在飛行的緊張階段，飛行員判讀儀表和手動控制的能力似乎更有可能出現失靈的情況。”

這些研究結果顯示，只要飛行員在儀表判讀和手動控制方面接受過正式訓練，那些能力“就會合理地維持在原有水平，即便缺乏定期練習。”然而該研究結果也表示，“某些能力也會下降，需要額外練習才能保持?！?h3>認知能力

參與研究的飛行員在向研究人員陳述時異口同聲地表示，盡管他們在傳統導航方法方面的能力很強，但在認知領域往往缺乏近期系統性的訓練。

在對飛行員進行不使用飛行管理計算機操作抵達、進場和復飛研究時，將統計飛行員完成8個導航任務的表現以及出現至少一個重大操作失誤的次數。在該研究的這一部分，研究人員比較了每個飛行員使用模擬器的飛行管理計算機和使用傳統甚高頻全向無線電信標接收器的表現。報告稱，“除了要求使用不同的操作步驟以外，這兩種導航設備更突出的區別在于對飛行員參與度的要求不同。盡管VOR要求飛行員嚴格遵循飛行進度并在飛機到達每個航點時重新配置設備，飛行管理計算機允許飛行員在起飛前設定整個航線的程序，還允許將導航過程作為一個‘一勞永逸的編程練習。”

該過程包括3個特定的儀表系統臨時故障，這是測試飛行員通過交叉檢驗儀表從而識別和確認儀表顯示異常能力的一部分。這些故障包括飛行員的航向指示器和高度計異常，不過駕駛艙里的其他航向指示器和高度計還會繼續運行;還包括封堵空速管系統，使駕駛艙內全部空速指示器失靈。此外，發動機指示及機組告警系統也會出故障。

自動駕駛系統的廣泛應用.使飛行員在手動駕駛中所需的認知能力在逐漸變弱

在操作中所有飛行員都成功將空速控制在允許范圍內，除1人以外，其余飛行員也能夠調整VOR導航站和選擇進場航向;此外，只有1名飛行員在向VOR導航站導航時遇到困難。但有6名飛行員在復飛時無法沿著預定航向飛行，還有7名飛行員出現失誤，在復飛點宣布抵達。只有1名飛行員以零失誤完成整個過程。飛行員報告稱，“總體來說，就像儀表判讀能力一樣，一開始掌握了導航能力以后，以后就難得有用得上的機會。但與不易遺忘的儀表判讀能力不同，因使用駕駛艙自動化而被取代的導航能力很容易就會下降，且在很大程度上需要經常運用使之維持在高水平?！?/p>

飛行員對涉及儀表系統故障的3項內容做出了回應。在對這些回應的分析當中， 81%的研究對象告訴研究人員他們接受過“針對識別和處置儀表指示信息混亂問題的大量訓練和練習?！比欢坏揭话氲娜朔Q航空公司的經常性培訓中也包括類似練習。在每一個儀表系統故障中（即高度計指示滯后、航向指示器出現偏差以及空速不可靠），除了一名飛行員以外，其余飛行員都能夠對問題進行闡述。

在處理高度計滯后和航向指示器出現偏差的問題時，較少飛行員能夠正確進行下一步操作，即交叉檢驗儀表。在空速不可靠的情況下，只有一名飛行員無法“反應迅速地”檢查其他儀表。在高度計滯后和空速不可靠這兩種狀況中，大多數飛行員在高度計滯后的情況下偏離了預定高度，而在空速數據不可靠時無法阻止飛機失速。他們在應對航向指示器偏差時表現較好，只有38%的飛行員偏離了預定航向。該報告稱，3個問題中最容易診斷的是航向指示器偏離，只有1名飛行員無法做出診斷。另外，81%的飛行員成功識別出高度計滯后的問題，56%的飛行員正確地識別出航向指示器偏差。

數據顯示，那些自稱在經常性培訓中至少偶爾練習過如何應對儀表指示數據混亂的飛行員，他們在3個儀表故障情景中的表現實際上與其他人相差無幾。其中一個原因或許是，經常性培訓的重點在于“少數幾個相似的故障”，并不包括應對其他類型異?，F象的一般處置方法。

“總體來說，數據表明，飛行員在檢測故障中表現優秀，但通常忽視了以下3項內容：對其他儀表進行交叉檢測、診斷問題和避免因故障未解決而出現問題。就飛行員自報在初期和近期接受應對儀表指示數據混亂的練習的頻率而言，我們的研究結果表明，這種能力很容易下降，不過如果在初期和經常性培訓中得到加強，該能力將會得到提高。”