黑洞錯覺

黑洞錯覺(black hole illusion，BHI），指當在水上、黑暗區域、以及由於降雪使地表特徵缺乏的地域著陸時，這種地表特徵缺乏可以產生一種飛機飛行高度高於實際情況的錯覺。沒有察覺到這一錯覺的飛行員的進場高度將會比較低。

它反映的是飛行員在特殊狀態下對高度和距離的錯誤感知，會給飛行員帶來了心理壓力，這種錯覺常會導致空難事故發生。

基本介紹

• 中文名：黑洞錯覺
• 外文名：black hole illusion
• 影響：給飛行員帶來壓力
• 可能的後果：空難

黑洞錯覺 - 概述

黑洞錯覺

在黑洞(black hole，BH)進場事故中常見的是對高度和距離的錯誤感知。儘管視覺線索非常貧乏，感覺能力受到限制，可飛行員還是寧願相信窗外的各種線索，而不是依靠飛行儀表。其原因是即使線索缺乏，飛行員對於他們的視覺還足給予了過高的信任。

在熟悉的機場上，在視覺線索豐富的環境中進場時，飛行員所感受到的下降角度與相對於跑道的實際下降角度相等。如果出現了不一致，也有充分的視覺線索來產生生態反饋(過低了或過高了)，並及時更正。然而缺乏特徵的環境可能會造成飛行員對於其下滑通道估計過高(glide path over—estimation，GPO)。

當飛行員產生了錯誤的感覺，即他的飛機過高了，高於所需的3度的下滑通道，就出現了GPO。飛行員可能簡單地將此描述為“感覺有些陡”。但如果飛行員這時錯誤地過分相信他的感覺，就會開始一個比較危險的下降，將其飛機飛到低於所需GP的不安全的位置上。

黑洞錯覺 - 起源

儘管BHI這一專門用語並沒有總是被使用，但對於這一現象的描述卻已經出現了很長的時間了。

1947年，Vinack詳細描述了飛行員所經歷的一種錯覺。在討論這種視性錯覺時，提出了在平靜的水面之上，或在暗夜裡對於“深度”在感覺上的問題。這些問題導致了著陸以及在這類地域上空飛行時高度判斷上的困難。但並未使用黑洞(BH)這一辭彙。

Calver在探討怎樣改進跑道、跑道視線、進場燈以幫助夜間著陸的飛行員時，描述了一種在飛機降落過程中出現的視性錯覺。根據敘述，當跑道燈看起來“飄浮在空中”和“位於盡頭”時，常常會出現一種錯覺。

儘管在1950年Calvert並沒有使用BH一詞，但在1954年就使用了。當時他介紹了視野中的特徵在控制動作方面的重要性，以及地表面對於視覺參考的關鍵作用。他可能是第一個對於BH進行描述的人：“一個一直不變的環境，沒有天地線，也沒有進一步的細節；很少有事情比這更讓人惱火了。是在風雪中滑雪，還是飛進了‘黑洞(blackhole)’里?這就是在霧夜之中一條跑道給人的感覺。

黑洞錯覺 - 發生條件

夜間視覺進場，長距離飛行直接進場，向上爬坡的地形，以及偏遠的位置。

黑洞錯覺 - 造成原因

原因1

基於在視網膜上的成像，一條看上去又長又窄的跑道就會造成GPO(下滑通道估計過高)。在通常情況下，當飛行員的高度比較高，距離跑道又遠時，就會看到一條又長又窄的跑道。當缺少周邊視覺線索時，將視網膜上的二維圖像和三維實物建立起聯繫就比較困難，因此這時飛行員把感覺一致性作為視覺線索的能力就會大打折扣。

原因2

在缺少特徵的地域，無論是在整體還是在局部都缺少目標物，因此無法證實視網膜上影像的大小。McKee和Smallman建立了一個模型，對於感覺一致性進行雙重處理(dual processing)。它們這一模型的關鍵點就是在目標物尺寸和視網膜視角大小之間進行交叉比對，由此對於深度、距離和尺寸線索作出對比和確證。

原因3

對於中間部分的視角估計過大。對於一條長跑道，在視野中央部分里其視角明顯偏小，這就構成了衝突。其結果是視網膜上的圖像，再加上對於跑道在縱深上的實際長度的了解，導致了對於中央視角的估計過高。因此，傾向於認為跑道影像長度要比實際更長，同時也由於上述的原因1，進一步促進了這種過度估計的出現。

原因4

地面缺乏定向線索。整體或是局部缺少目標物，或地域缺少特徵，就無法產生出跑道是大地表面上一個平坦平面這樣的感覺。缺少定向線索使得跑道看上去“漂浮”了起來，因此無法確定正在進場的飛機距地面的高度和距跑道的距離，也無法產生適當的深度覺。而且，在這種缺乏線索的環境中，缺乏對視網膜圖像做相對比較所需要的大小、形狀和深度覺的一致性(原因l、2)。最後，地面的定向對於感覺由Gibson所定義的“相接平面的排列方式”是至關重要的，而黑洞錯覺環境也缺乏來自視覺的有關地表的空間安排信息。Perrone的形式比率理論也支持這一原因，因為缺少透視信息。

黑洞錯覺 - 相關事故

1974年1月在美屬薩摩亞的Pago Pago國際機場發生了一起悲劇性的商業航班事故。一架泛美世界航空公司的波音707客機墜毀在距離5號跑道頭1025米的地方。全國運輸安全委員會(NTSB)發現可能的事故誘因是在最終的進場著陸階段，駕駛員對過分的下降速度未能察覺。糟糕的天氣情況以及黑洞錯覺(BHI)促使了事故的發生，並延誤了機組人員改正下降率的任何嘗試。101名乘客中只有5人在事故中存活了下來。跑道的長度和寬度分別是2743米和46米，長寬比大約是60，跑道上配置有進場坡度指示燈光。副駕駛(first officer)在事故中存活了下來，但據他的回憶並沒有看到這些燈光。飛行員在12．8公里處報告“視野中出現跑道”，之後重複超過了5遍，這表明了在進場過程中他的視覺主導性。這可能是在調查中首先使用了BH這一短語的正式報告之一。

1991年10月，加拿大空軍的一架C一130在Ellesmere島上墜毀在距離跑道很近的地方。這個島是加拿大北極區域最北端的島嶼。1993年，Rob～ert Mason Lee在他的書中對這一事故以及在事故中存活下來的機組人員和乘客做了陳述。這部書的
標題是《死亡和判決》(Death and Deliverance)，1997年還基於這部書拍攝了一部電影，叫《北極的考驗》(Ordeal in the Arctic)。在黑洞錯覺進場環境裡，飛行員放棄了儀表，而改用視覺進場降落，結果最終導致了可控飛行撞地(CFIT）。

1997年，一架AirSunshine公司的塞斯納型飛機墜入了St．ThomasVirgin群島西南方4．8公里處的加勒比海里。2名乘客遇難，3名存活。NTSB報告的結論是：“證據顯示，水面上的黑暗和黑暗的天空結合在一起，造成視覺線索的缺乏，形成了‘黑洞’效應，使飛行員對於飛機在水面上的高度喪失了視覺感覺”。