공간정위상실 상황 하 조종사 경험 및 Voice Procedure 효과 분석

Abstract

공군에서 발생하는 비행 사고 중 공간정위상실(Spatial Disorientation, SD)로 인한 비행 사고는 인명 손실의 대부분을 차지하고 있으며, 조종사들의 비행 안전에 심각한 위협이 되고 있다. SD란 조종사가 비행 중 자신의 자세나 위치, 기동의 형태를 지구 중력 방향에 대하여 정확하게 인지 하지 못하는 것을 말한다. 본 연구에서는 조종사들을 대상으로 비행 중 SD 경험에 대한 설문 조사를 실시하고, 비행 시뮬레이터, ECG, 그리고 Eye-tracking 장비를 활용하여 SD 상황 하 신체 반응 및 극복 방안 효과 실험을 수행하였다. 설문 결과에 따르면, 응답자 252명중 92%인 230명이 비행 중 SD를 경험하였다고 응답하였고, 27개의 SD 형태중 경사 착오를 가장 많이 겪는 것으로 나타났으며, 9개 형태에서 항공기 기종과 유의미한 상관 관계를 확인하였다. 또한 SD 상황 하 신체 및 감정 변화에 대한 조사에서는 불쾌함, 식은땀 및 시야 좁아짐, 상황인식안됨을 확인하였고, SD 극복 방법으로는 비행 중 조종사가 수행되어야 할 절차나, 수행하고 있는 조작에 대해 음성으로 언급하는 행동인 Voice Procedure(V.P)의 수행을 식별할 수 있었으며, SD 상황 하 비행시 항공기 비상 처치 수행을 가장 어렵다고 응답하였다. 실험 결과에 따르면, SD 상황에서 NON SD 상황 보다 Heart Rate Variability(HRV) Data 측면에서는 Root Mean Square of the Successive Differences(RMSSD)와 High Frequency(HF) 값이 유의미한 차이로 각각 14%와 48% 증가하였으며, 멀미의 정도 측면에서는 모든 항목에서 유의미한 차이로 더 높은 것으로 확인되었다. 또한, V.P 수행 그룹에서 V.P 미수행 그룹보다 설정된 5개의 Area Of Interest(AOI)중 자세 지시계 및 BANK 지시계의 Fixation 횟수가 유의미하게 증가하는 것을 확인하였으며, 더 높은 비행 수행도와 더 낮은 불편도가 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구는 조종사들의 SD 경험에 대한 심층적인 분석을 통해 SD가 실제 비행 수행 능력에 미치는 영향을 파악하고, SD 극복 방법인 V.P 수행 효과를 정량적 데이터를 활용하여 인간공학적으로 분석함에 있다

Flight accidents caused by SD account for most of casualties in ROKAF, and flights under SD pose a serious threat to flight safety of pilots. This research conducted a survey of pilots SD experience during flight and conducted an experiment on physical reactions and effects of overcome method under SD using flight simulator, ECG and Eye-tracking equipment. According to the survey results, 92% of 252 respondents reported that they experienced SD during flights, and they selected Leans as the most experienced SD of the 27 SD types, and 9 types of SD had significant correlations with aircraft types. Survey about physical and emotional changes under SD confirmed that pilots felt unpleasantness, broke out in cold sweats, decreased vision and lost SA (Situational Awareness). Moreover, survey respondents chose V.P (Voice Procedure) as the method of overcoming SD and answered that emergency is the most difficulty under SD. According to experimental results, RMSSD and HF values in HRV DATA under SD were increased 14% and 48%, respectively, than those under NON SD. In addition, results of motion sickness, all data under SD were higher than under NON SD. Fixation counts of the V.P group on AOIs of ATTITUDE indicator and BANK indicator increased then of the NON V.P group. In addition, the V.P group had better flight performance and lower discomforts than the NON V.P group. The significance of this research is to investigate the effects of SD on flight performance ability through in-depth analysis of pilots SD experience, and to ergonomically analyze for effects of V.P, a method of overcoming SD, using quantitative data.