飞行员应提升知识与技能以应对复杂自动化飞行系统挑战

有很多体育隐喻用来激励我们发挥出最佳表现，但谈到战斗时，我最喜欢的一个来自最伟大的人：

“比赛的胜负在远离目击者的视线中——在后方，在健身房，在路上，早在我在灯光下跳舞之前。”——穆罕默德·阿里

8 月份，我在这个空间里写道：“没有人在与自动飞行的搏斗中获胜过。 ”这篇文章可能应该放在前面——讨论机组人员（无论是经验丰富的还是新手）如何防止飞机出现不良状态，这对飞行员来说是一种搏斗。如果你想避免在这种搏斗中坠毁，就像 Greatest建议的那样，你最好提前做好准备。

当我们组织（书籍）《 自动化飞行技术：操作玻璃驾驶舱飞机的九项原则》时，我们决定不再关注机组人员在过去 30 年中犯下的错误以及由此导致的事故。相反，我们将焦点放在该行业最优秀的机组人员如何避免这些大型系统故障上。

我们想要分享我们对一些飞行员所展现的超能力的见解：一种特殊的“知识储备”，使得一些飞行员在与同行相同的飞行条件下表现得更出色。

在与各种类型和规模的组织（军用和民用、固定翼和旋翼飞机）合作的过程中，我们看到这种品质以大致相同的速度展现出来，无论我们在世界何处受雇为新机队的驾驶舱设计强大的飞行协议。

总会有一名或多名飞行员（通常在任何一个飞行部门至少有两名）能够在飞行操作过程中更好、更彻底地解释系统，并且相对轻松地操作，尽管他们与同行接受过几乎相同的培训，并且使用新技术的经验也几乎相同。

最后，我们将这一小群人的所有品质都融入了我们的 九项原则中的最后一项：逻辑知识。在评估单个飞行员时，这是区分“优秀”和“优秀”的明确“缺失部分”。今天它仍然如此，甚至可能随着飞机越来越依赖数字控制系统和软件而发挥更重要的作用。

它解释了为什么在类似飞行条件下操作相同品牌和型号的飞机的机组人员会遇到相同的系统故障并产生完全相反的结果——一个是悲剧性的，另一个是如此常见以至于几乎不符合报告标准。（我们在《自动化飞行技能》中讨论了这个问题，描述了另外两架几乎相同的飞机的机组人员如何克服与 2009 年 6 月法航 447 航班不幸机组人员几乎相同的系统故障，这两架飞机在同一年仅相隔几个月。）

先进飞行甲板上表现更佳的机组人员是那些知道自己是工程师和分析师所称的“紧密耦合”系统一部分的机组人员。他们抓住一切机会了解他们所控制的技术和其他力量，以尽量减少当力量以正确的方式协调时，它们不会成为失败根源的可能性。（紧密耦合是一个机械术语，意思是两个物体之间没有松弛、缓冲或弹性。一个物体发生的情况会直接影响另一个物体发生的情况，如 Charles Perrow 所引述。）

这些人超越了他们所接受的培训要求，他们基于对系统本身的深入了解，形成了有关飞机系统如何工作和交互的详细心理模型。（我认为，任何组织中通常至少有两名飞行员具备这种额外素质的原因是，当有人发现系统如何运作的见解时，他们学习的一部分就是尽可能简单地向其他人解释，而这通常至少需要两个人。）

在《工作思维：认知任务分析从业者指南》一书中，一组著名的人类因素研究人员以最清晰的术语描述了最现代化的飞机驾驶舱对每个飞行员的要求：

“飞行管理系统要求飞行员进行感知，以便将 FMS 分析与仪表数据相匹配。飞行员在很大程度上依赖于他们对驱动 FMS 逻辑的心理模型。”

对于大多数飞行员来说，这并不是什么新鲜事——即使培训机构花在解释和演示系统逻辑上的时间越来越少，而花在执行死记硬背的程序上的时间越来越少，这些程序利用技术为机组人员和飞机当时所处的相应飞行阶段提供所需的飞行路径控制。

这使得几乎每个飞行部门都存在绩效差距——最优秀的员工所做的事情和其他人认为足够好的事情之间的差距。

但只要掌握其中的几项技能，就能让每位飞行员都达到精英水平。我们面临的挑战是从我们的观察中尽可能多地提取这项技能的可见证据，并用每位飞行员都能理解的清晰明确的术语进行解释，以便他们每个人都能达到个人飞行技能的下一个水平。

除了过渡训练中学到的知识外，这些飞行员​​还了解到以下一些知识：

1. 飞机设计时遵循的基本定律和飞行阶段；

2.高度平缓逻辑（爬升、巡航、下降、进近和复飞期间）；

3.下降逻辑（从巡航到警戒——或决策高度或高度）；

4.自动驾驶仪和自动油门连接和断开逻辑；

5. 将任务委托给自动化而产生的间接模式改变逻辑；

6. 为将飞机飞行路径维持在设计机动限度内的操作员权限限制；

7.显示模式状态的反馈机制（颜色变化、文字变化等）。

还有更多，但决心将自己的知识提升到新水平的飞行员可以从这里开始，以对他们的个人表现产生最直接的影响。

个人案例研究。在最近从美国飞往繁忙的亚洲目的地的航程中，我和我的机组人员按照管制员的许可进行了初始下降——仍在 RVSM 空域——前方有 ATC 发出的穿越限制，我们刚刚将其编入 FMS。按照正常操作，自动飞行和速度控制与自动驾驶仪相连。

我们经过 8 小时的航程抵达航站楼，此时正值机场的到达高峰期；管制员的工作量管理得非常好，我们也遵守了许可。在收到 ATC 的“加速下降”指令后，我们的 TCAS 显示屏显示前方右侧有近距离的交通，它们正在汇合并下降，可能朝着我们在 FMS 中设置的同一航路点飞行。

在这个复杂、快速变化且紧密耦合的系统中，我们每个人都心知肚明，无论我们做什么，都会影响管制员想要的结果——在保持航班按顺序到达的同时消除交通冲突，最重要的是避免失去间隔。几秒钟后，我们通过拉开全速制动器将下降速度提高到每分钟 4,000 英尺左右，FMA 上显示高度捕获模式（由于我们的下降速度很快），ATC 立即发出指令，让我们在高于 FMS 目标 2,000 英尺的高度平稳飞行。

由于无法与汇合的飞机进行通信以修改他们的许可，管制员只好退而求其次，向她正在通信的飞机（我们）发出了紧急指令。我们的挑战是立即执行与指令飞行模式相冲突的平飞（来自之前编程的限制，已经处于捕获模式），并在接下来的几秒钟内完成。我正在飞行——所以我可以准确地说出飞行员听到了什么

莱因当时在想：“这是飞行指令和我们的许可之间的冲突，对空中交通管制系统的风险是真实存在的。最好的解决方案是平稳断开自动飞行和自动油门，收起减速板，然后立即手动飞行从高下降率平飞，然后重新配置飞行管理系统和飞行指令以遵守新的许可，最后重新连接自动驾驶仪和自动油门。”

一切都按部就班地进行着，但飞机自动飞行指令与我们想要和需要的心理表征是顺利过渡到另一种飞行模式而不影响飞机或 ATC 限制的关键。系统按计划运行，我们的飞机安全飞过冲突飞机，没有收到 TCAS 的交通警报。

空中交通管制员感谢了我们的协助，并把我们调到下一个航段，就好像这是日常工作一样。确实是日常工作，对吧？在我们下飞机前的汇报中，我的每位机组成员都分享了他们对情况的看法和收获，综合起来，这些都表明了有多少系统在相互作用，了解我们控制系统的逻辑是多么重要，这样我们才能发挥自己的作用。

简而言之，我们避免了与自动飞行发生冲突，因为我们知道它的配置方式（飞机的系统）、它与更大的系统（空域系统）的要求有何矛盾，以及解决冲突所需的确切步骤。

安全行业不断寻找新方法来证明，人类仍然是我们工作所在的复杂且紧密耦合的系统中“最薄弱的环节”。我们个人有责任采取一切可能的措施，降低在任何一天成为失败根源的可能性，因为任何一天，意想不到的、没有警告的力量都会联合起来，挑战我们所生活的紧密耦合系统及其所依赖的知识的极限。

克里斯·卢塔特 (Chris Lutat) 是 Convergent Performance 的执行合伙人、B777 机长，也是《自动化飞行技能：操作玻璃驾驶舱飞机的九项原则》一书的合著者。