AUSBILDUNG VON FLUGPERSONAL ZUR RÄUMLICHEN DESORIENTIERUNG

Disorientation training of air crews

Summary

Even with latest generation aircraft, spatial disorientation is still a major factor in aircraft mishaps. Unfort unately the human pilot has not evolved in that respect. Thus, only intensive fli ght p hysiology training can increase flight safety in ensuring a low rate of aircraft mishap or accident rate due to spatial dis orientation.

Einführung

Trotz weiter verbesserter Technik in den Luftfahrzeugen ( Lfz) gibt es immer wieder Unfälle, bei denen eine räumliche Desorientierung entweder als Hauptursache oder zumindest als be itragende Ursache ermittelt wurde. Im Bereich des Zwischenfallgeschehens sind dagegen Probleme mit der räumlichen Orientierung so gut wie nie zu vernehmen. Ist gerade noch einmal alles gut gegangen, wird nach dem Motto „may be nobody noticed“ ger n der Mantel des Schweigens über das Er lebte gehüllt . Ist es doch vermeintlich ein Zeichen von individueller Schwäche – und wer gibt schon ohne Not eigene Schwäche zu? So kann m an nur mutmaße n, dass solche „happenings“ öfters als dokumentiert vorkommen. Eigene Er f ahrungen im Rückblick einbeziehend, bin ich mir ziemlich sicher, dass die Dunkelziffer nicht unerheblich ist. Doch ist der Verlust der räumlichen Orientierung wirklich nur ein rein individuelles Problem beziehungsweise eine individ uell e Schwäche oder haben wir es hier mit einem Fehler im System (Mensch) zu tun? Vielleicht auch eine Kombination von beidem? Grü nde genug, sich näher mit dieser Problematik zu beschäftigen.

Ausbildungsaufbau

Theoretische Ausbildung

Im Flugmedizinischen Insti tut der Luftwaffe, Abteilung Flugphysiologie in Königs brück / Sachsen wi dmet man sich dieser Thematik im Rahmen der flugphysiologischen Lehrgänge. Die Besatzungen von Lfz müssen sich hier alle vier Jahre diesem Training unterziehen und so absolvieren jährlic h 1 600 bis 2 000 Lehrgangsteil-nehmer aus dem In- und Ausland diese Ausbild ung in unserer Abteilung.

Innerhalb von Vorlesungen gehen wir zunächst auf die anatomischen Grundlagen der räumlichen Orientierung des Menschen ein. Es kann dabei nicht oft genug darauf hingewiesen werden, dass der Sehsinn unser wichtigster Sinn zur räumlichen Orientierung ist. Rund 80 % der räumlichen Orientierung realisieren wir mittels des Sehsinns, die restlichen 20 % ver teilen sich auf den Druck - und Tastsinn sowie auf den Gleichgewichts- und Hörsinn. Solange wir uns innerhalb des von der Natur für uns vorgesehenen Lebens raumes bewegen, sind wir mit unseren Körpersinnen ausreichend gut ausgestattet. Da bedarf es schon einer ernsthaften Erkrankung beziehungsweise einer größeren Portion Alkohol, um die räumliche Orientierung nicht mehr zu gewährleisten.

Verlassen wir jedoch den Lebensraum, für den sich unsere Körpersinne in Jahrmillionen optimieren konnten, dann erfahren wir unter Umständen sehr schnell Defizite in der Wahrnehmung und Reaktionsfähigkeit. Hätte die Natur gewollt, dass wir uns mit bis zu me hr als zweifacher Schallgeschwindigkeit, dem Neunfachen der normalen Erdbeschleunigung, in sternenklarer Nacht oder in dichten Wolken bei Regen und Schnee durch die Luft bewgen, dann hätten wir nicht nur Flügel sondern auch eine entsprechende Sensorik und einen für diese Bedingungen optimalen Muskulatur- und Knochenaufbau.

Erlauben die meteorologischen Bedingungen beim Fliegen die optimale Nutzung des Sehsinns, so lassen sich bestimmte Defizite und Fehlwahrnehmungen der restlichen Körpersinne gut ausgleichen. Ist der Sehsinn jedoch stark eingeschränkt, zum Beispiel beim Flug in den Wolken oder in der Nacht, dann werden die Defizite der restlichen Körpersinne für die Besatzungen sehr schnell offensichtlich und erschweren die Durchführung des Flugauftrages.

So ist zum Beispiel am Boden für uns durch den Druck- und Tastsinn eine eindeutige Aussage über das „oben“ und „unten“ aufgrund eindeutiger Drucksensation möglich, in der Luft kann jedoch die Richtung dieser Drucksensation beliebig variieren. Das Gewichtsempfinden ist beim Fliegen somit für die Beurteilung der räumlichen Lage völlig unzuverlässig.

Auch die Otolithenorgane innerhalb der Gleichgewichtsorgane geben uns beim Fliegen nicht immer die korrekte Lage im Raum an. Die Bewegungen feinster Kristalle aus Kalziumkarbonat, der Otolithen, innerhalb einer gallertartigen Schicht werden von Sinneshärchen registriert und über Nervenfasern und den Gleichgewichtsnerv zum Gleichgewichtszentrum im Zentralen Nervensystem weitergeleitet. Neige ich am Boden den Kopf nach hinten, so folgen die Otolithen der Schwerkraft und geben mir auch bei geschlossenen Augen die korrekte Lage des Kopfes im Raum wieder. Erfolgt während des Fluges beispielsweise eine starke positive Beschleunigung in Längsrichtung (Erhöhung der Schubkraft der Triebwerke), so werden diese Otolithen durch ihre Massenträgheit ebenfalls in die gleiche Position wie beim Zurückneigen des Kopfes gebracht. Das bedeutet, dass eine horizontale lineare positive Beschleunigung als Steigflug empfunden wird. Verwendet man nun diese falschen Lagesignale als Ausgangswerte für die Steuerführung ist ein baldiger Flugunfall vorprogrammiert.

In den Unterrichten verwenden wir viele Beispiele aus eigenem Erleben und aus veröffentlichten Flugunfallberichten, um nach dem Prinzip „aus der Praxis für die Praxis“ die Bedeutung dieser Thematik den Lehrgangsteilnehmern näherzubringen.

Praktische Ausbildung am Flugsimulator

Doch grau ist jede Theorie, auch wenn man versucht, sie mit vielen Beispielen nachvollziehbarer zu machen.

So sind wir seit einigen Jahren in der glücklichen Lage, diese graue Theorie nun tatsächlich nacherlebbar zu gestalten.

Ein modifizierter Flugsimulator ermöglicht es uns, gezielt Desorientierungseffekte zu demonstrieren. Selbst erlebte Situationen sind tausendfach einprägsamer als noch so gut gestalteter Unterricht. Dabei ist es nach meiner Auffassung sehr wichtig, eine Situation wie bei einem Überprüfungsflug zu vermeiden. Die Besatzungen sollen bewusst Desorientierungssiationen erleben, um die menschlichen Unzulänglichkeiten zu spüren. So kann man schon den ersten Schritt zur möglichen Katastrophe („So etwas kann mir nie passieren!“) vielleicht vermeiden.

Obwohl erst seit wenigen Jahren in Betrieb, machten einerseits rasante Entwicklungen in der Computertechnik, als auch geänderte Anforderungen an die Besatzungen, zum Beispiel die Arbeit mit Forward Looking Infra Red (FLIR) und Night Vision Devices (NVD), technische Anpassungen des Flugsimulators unumgänglich. So wurde neben einer Vielzahl von Rechnern die komplette Software erneuert. Die grafische Darstellung ist nun wesentlich detailgetreuer und das Cockpit wurde nacht -sichtkompatibel umgerüstet und ermöglicht nun den Flug mit Nachtsichtbrillen (Night Vision Goggles - NVG). Programmteile lassen sich jetzt effektiver verbinden, Leerlaufzeiten während der Ausbildung damit deutlich reduzieren (Abb 1).

Neben einem Trainingsflugzeug (PC-7), einem Kampfjet (F-16) und einem Transporter lassen sich auch ein leichter und ein mittlerer Transporthubschrauber simulieren. Bestimmte Helikopter-Effekte, wie zum Beispiel Brown out, White out, Vection illusion water und Vection illusion grass, werden bereits sehr realitätsnah dargestellt (Abb 2, 3, 4, 5, 6).

Der stark begrenzte Darstellungsbereich stellt hier speziell für die Helikopterbesatzungen noch einen „Wermutstropfen“ dar, da die Schrägsicht nach unten gegenwärtig kaum möglich und für die Landephase doch so entscheidend ist. Abhilfe ist bereits in Aussicht, denn ein Simulator mit erweitertem Darstellungsbereich ist in Planung, der diese Sichteinschränkung dann überwinden soll. Denn nur bei Akzeptanz der Ausbildung durch die Beatzungen können wir den Ausbildungsauftrag optimal erfüllen.

Bei dieser Simulation können wir in der Höhe beliebig variierbare Geländeerhebungen nutzen, die sich sowohl im An- als auch im Abflugbereich eines Flugplatzes befinden. Damit lassen sich steile An- oder Abflüge provozieren, wie sie sehr häufig in Gebirgsregionen notwendig sind (Abb 7-8). In der Kombination mit den veränderbaren Runwayeinstellungen ergeben sich schwierige und wechselnde An- beziehungsweise Abflugbedingungen, um so auf gegebenenfalls falsche Entfernungsund Gleitwinkelempfindungen hinzuweisen. So lässt sich zum Beispiel die Runway in Breite, Neigungswinkel und lichttechnischer Ausstattung auch während des Anflugs verändern.

Wettereinflüsse, wie Wolken, Nebel, Schnee, Regen, Hagel und Wind lassen sich zusätzlich beliebig kombinieren, wie in der Abbildung 9 exemplarisch erkennbar ist.

Neben solch mondhellen Nächten lassen sich auch sehr dunkle Nächte mit wenigen visuellen Orientierungs-merkmalen simulieren (Abb 10-11). Der Schwierigkeitsgrad kann auf diese Weise beim Nachtflug sowohl unter herkömmlichen Sichtbedingungen als auch bei Benutzung von Nachtsichtbrillen beliebig variiert werden und damit den Ausbildungserfordernissen gut angepasst werden.

Schlussbemerkungen

Der Bedarf an Umfang und Tiefe des praktischen Trainings ist für die einzelnen Lehrgangsteilnehmer sehr unterschiedlich. Dem wird versucht, durch angepasste Ausbildungsinhalte Rechnung zu tragen. Doch steht gerade in den Wiederholerlehrgängen bei der Vielzahl der Lehrgangsteilnehmer nicht immer die wünschenswerte Trainingszeit zur Verfügung.

Daher ist es gerade in Zeiten knapper Haushaltsmittel für uns sehr wichtig, die vorhandenen Ressourcen optimal zu nutzen, um unserer „Kundschaft“, die nicht nur aus dem Bereich der Bundeswehr kommt, ein optimales Training zu gewährleisten und so zu einer höheren Flugsicherheit beizutragen. Fotos: Luftwaffe

Datum: 19.09.2011

Quelle: Wehrmedizinische Monatsschrift 2011/5-6