空间定向障碍

空间定向障碍号称飞行安全的第一杀手，也是航空医学需要跨越的山峰之一。要彻底解决空间定向障碍需要从三个方面进行突破：第一是设备；第二是教育；第三是训练。本书深入浅出阐述了空间定向障碍发生的生理、心理机制，空间定向障碍与航空工效学、各种飞行错觉产生原理，空间定向障碍防护和训练方法等。适用于航空医学专业本科生、研究生教学，对飞行员训练与安全教育、飞行错觉模拟器研制以及航空座舱设计等诸多方面，均具有重要意义。

"姚钦工学博士，空军特色医学中心某研究室主任、正高级工程师。全军医学科学技术 委员会航空航天医学专业委员会委员、中国指挥与控制学会虚拟现实与人机交互专业 委员会常务委员、中国医药教育协会前庭学专业委员会常务委员、《空军航空医学》 编辑委员会委员、《中华航空航天医学杂志》和《海军军医大学学报》审稿专家，飞 行事故调查专家组成员。 长期致力于飞行员空间定向障碍、夜视、晕机的基础理论教育、训练标准制定和 训练装备的研制工作，为大幅降低我军空间定向障碍飞行事故率和飞行学员晕机率做 出重要贡献。先后主持参与 “十二五” “十三五” “十四五”多项国家和重大 重点项目，多次参加军队重大演习演练任务，为预防空间定向障碍授课 50 余次， 主持了飞行员空间定向障碍训练、仪表视觉空间定向能力训练和夜视训练标准的制定 工作，发表论文 60 余篇。享受军队优秀专业技术人才一类岗位津贴，获得 3 次军队 科技进步二等奖，荣获三等功 1 次"

第一章 空间定向障碍相关的一些基本概念及分析 1
第一节 飞行中空间定向简介及特点 1
一、复杂的生理定向系统 2
二、空间定向参考系 3
第二节 空间定向障碍相关的概念 5
第三节 情景意识 8
一、情景意识定义 8
二、情景意识概念模型 8
三、情景意识与飞行空间定向 10
第四节 空间定向障碍分类及特点 12
一、空间定向障碍分类 12
二、空间定向障碍特点 14
三、空间定向障碍的影响因素 15
四、空间定向障碍发生的基本机制 16
五、空间定向障碍与飞行错觉的区别 17
第二章 人类空间定向的生理机制 19
第一节 视觉系统与空间定向 21
一、眼球结构 22
二、视觉功能 26
三、中心视觉与周边视觉 31
四、视眼动系统构成 32
五、基于视觉的几种空间定向方式 42
六、影响飞行中视觉的因素 49
七、视觉在飞行中的功能局限性 51
第二节 前庭系统与空间定向 52
一、前庭系统的组成和解剖 55
二、前庭系统生理功能概述 62
三、前庭感受器的功能原理 63
四、前庭三级控制中枢 77
五、前庭信息在各级水平上的处理过程 86
第三节 本体觉与空间定向 93
一、产生本体觉信息的三类感受器 95
二、躯体-本体感觉系统的神经通路 98
三、躯体-本体感觉系统的皮层代表区 99
四、躯体感觉信息的传送 100
五、本体觉在空间定向中的作用 101
第四节 听觉与空间定向 103
第五节 中枢神经系统与空间定向 103
第三章 空间定向的心理机制 104
第一节 人的感知觉 104
一、视觉 104
二、感觉 109
三、感知觉 109
四、知觉 110
第二节 注意力分配 112
第三节 观察力 113
第四节 飞行映象（意象）与飞行空间定向 114
一、有关心理映象 114
二、飞行映象的结构、内容和功能 116
第四章 航空工效学与空间定向 120
第一节 航空工效学概述 120
第二节 人在航空活动中的能力与特点 120
一、人的能力 120
二、人的特点 122
三、人-机功能分配 123
第三节 飞机座舱布局 123
一、座舱几何尺寸 124
二、座舱视野 124
三、显示布局 124
四、操纵装置 126
第四节 显示-控制系统设计 126
一、显示器 126
二、控制器 131
三、显示-控制兼容 133
第五节 航空工效学中的环境因素 134
一、座舱照明 134
二、座舱温度 136
三、环境噪声 137
四、振动与加速度 137
第六节 显示装备带来的空间定向障碍问题 138
一、平显 138
二、头盔显示器 141
三、夜视设备 142
四、座舱设计进一步合理化，减少可能产生空间定向障碍的条件 143
第五章 飞行空间定向人体感知模型 144
第一节 人体的运动感官 144
第二节 人体运动感官在飞行活动中局限 145
第三节 人体运动感知模型 145
一、耳石器模型 146
二、半规管模型 146
三、视觉模型 147
第四节 前庭感知模型 148
第五节 飞行错觉仿真分析 149
一、墓地螺旋错觉仿真分析 149
二、躯体重力错觉仿真分析 150
第六章 空间定向障碍成因机制 152
第一节 信息的缺失与矛盾 152
一、大脑的直觉思维错误构建 152
二、逻辑思维错误判断和认知障碍 153
第二节 地面定向与空中定向的差异 154
一、参照物系统发生变化 154
二、作用力环境发生变化 158
三、定向方式发生改变 158
四、对定向线索的感知发生改变 159
第三节 人类知觉特性和思维习惯的缺陷 159
一、整体性 160
二、选择性 160
三、理解性 161
四、恒常性 161
第四节 生理因素 166
一、适应性 167
二、适宜刺激及刺激阈 167
三、相互作用 167
四、对比 168
五、余觉 169
第五节 心理因素 169
一、不能果断坚决依靠仪表，失去机会 169
二、低唤醒状态 171
三、管状注意力 171
四、估计/期望错误 171
五、工作/情绪状态 171
六、高脑力负荷 172
第六节 仪表空间定向的局限性 173
一、信息的间接性 173
二、信息的间断性 173
三、定向的不稳定性 174
第七节 飞行阶段因素 174
一、起飞和着陆 174
二、夜间/低能见度 175
三、编队飞行 175
四、机动飞行 175
第八节 产生错觉的病理因素 176
第九节 飞行错觉的深层次机制 176
一、产生飞行错觉的原因 177
二、产生飞行错觉的有关条件 179
第七章 常见的飞行错觉 182
第一节 按主观形态分类的错觉 182
一、倾斜错觉 182
二、俯仰错觉 183
三、翻转错觉 184
四、旋转反旋转错觉 185
五、距离和高度错觉 185
六、速度错觉 186
七、相对运动错觉 186
八、方向错觉 187
九、倒飞错觉 187
十、复合型错觉 187
第二节 按感受器分类的错觉 188
一、前庭本体性飞行错觉 188
二、视性错觉 200
三、中枢性错觉 208
第八章 空间定向障碍防护 211
第一节 “客观空间定向”与“主观空间定向”的对立统一 211
一、“客观空间定向”与“主观空间定向”对立原因分析 211
二、“客观空间定向”与“主观空间定向”的统一 212
第二节 注意力分配在空间定向的作用 213
一、注意力分配与情景意识 213
二、预防管状注意力的注意力分配计划 214
三、任务排序 215
四、低唤醒状态下的注意力分配问题 215
五、高唤醒状态下的注意力分配问题 216
第三节 空间定向障碍所致飞行事故的预防 216
一、对抗空间定向障碍基本措施 216
二、预防飞行空间定向障碍错觉飞行事故的措施 216
三、建立预防飞行SD错觉事故飞行安全训练体系 218
四、飞行错觉的预防和克服 222
五、飞行人员预防空间定向障碍的具体方法 225
六、飞行错觉的克服措施 229
第九章 夜视镜的空间定向障碍 235
第一节 微光夜视镜成像原理及特点 235
一、微光夜视镜的结构 235
二、微光夜视成像原理 236
三、夜视镜性能与优势 236
四、夜视镜成像特点 237
五、外界光线对佩戴夜视镜的影响 238
第二节 佩戴微光夜视镜引起的医学问题及错觉 239
一、佩戴夜视镜带来的医学问题 239
二、佩戴夜视镜引起错觉的机制 240
三、佩戴夜视镜带来的错觉 241
第三节 佩戴微光夜视镜的夜间飞行任务及容易引发的飞行事故 242
一、佩戴夜视镜的夜间飞行任务 242
二、佩戴夜视镜容易引发的飞行事故 242
第四节 外军夜间飞行和佩戴夜视镜训练进展 242
一、美国 243
二、北大西洋公约组织（北约） 243
三、其他国家 245
第五节 佩戴夜视镜产生错觉的对抗措施 245
一、掌握夜间视觉功能及夜视镜相关理论知识 245
二、进行夜视镜体验性训练 246
三、进行地面夜视-错觉一体化训练 246
四、做好飞行前准备工作，检查夜视镜性能 246
五、座舱灯光调节至夜视兼容模式，做好注意力分配 247
第十章 空间定向障碍的教育与训练 248
第一节 国外空间定向障碍的教育与训练 250
一、教育 250
二、克服空间定向障碍的训练 252
第二节 空间定向障碍的教育与训练 253
一、概况 253
二、训练内容 254
第三节 空中飞行错觉模拟与训练 270
一、十一种前庭本体飞行错觉空中实施方法 271
二、一些复杂前庭本体性错觉的机理及空中模拟方法 278
第十一章 飞行空间定向障碍错觉的医学鉴定 284
第一节 飞行空间定向障碍错觉的界定与处理 284
一、几种飞行错觉的界定 284
二、处理方法 284
第二节 飞行员严重飞行错觉的检查和鉴定标准 285
一、范围 285
二、引用文件 286
三、术语和定义 286
四、检查方法 286
五、鉴定 290
第三节 一起飞行空间定向障碍错觉医学案例分析 290
一、飞行错觉的发生经过 290
二、医学检查流程 290
三、情况分析 291
四、讨论 291
第十二章 特殊环境常见空间定向障碍的特点及航卫保障方法 293
第一节 低空、超低空飞行常见飞行错觉及保障措施 293
一、飞行任务特点 293
二、导致航空医学的主要问题 294
三、对飞行人员生理心理的影响 296
四、低空、超低空飞行保障措施 297
第二节 夜航常见飞行错觉及保障措施 298
一、夜间飞行的特殊性 298
二、夜航常见飞行错觉 299
三、夜间飞行保障措施 304
第三节 海上常见飞行错觉及保障措施 305
一、海上飞行的特殊性 305
二、海上飞行错觉的特点 306
三、海上常见飞行错觉 307
四、错觉预防方法及克服措施 310
第四节 复杂气象常见飞行错觉及保障措施 311
一、复杂气象飞行的特殊性 312
二、复杂气象飞行的心理特点 312
三、复杂气象常见飞行错觉 314
四、复杂气象常见飞行错觉预防方法及克服措施 317
第五节 机动飞行常见飞行错觉及保障措施 319
一、机动飞行的特殊性 319
二、机动飞行常见飞行错觉 319
三、机动飞行防范方法及保障措施 320
参考文献 321