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MENSCHLICHES LEISTUNGSVERMÖGEN / HUMAN PERFORMANCE & LIMITATIONS : körperlich und geistig fit im Cockpit Dr. CHRISTIAN HUSEK www.sportmedpraxis.com www.flugmedizin.org.

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2 MENSCHLICHES LEISTUNGSVERMÖGEN / HUMAN PERFORMANCE & LIMITATIONS : körperlich und geistig fit im Cockpit Dr. CHRISTIAN HUSEK

3 Ziel des human factors Trainings: Optimierung der menschlichen Leistungsfähigkeit Reduktion menschlicher Fehler Fliegen zu lernen bedeutet mehr als sich nur technisches Wissen anzueignen und die Steuerung des Flugzeuges zu beherrschen. Zu verstehen, wie Körper und Geist unter den Bedingungen des Fluges funktionieren ist ebenso wichtig wie die Kenntnis der Flugzeugsysteme und der Ausrüstung !

4 FLIEGERISCHE ENTSCHEIDUNGSFINDUNG/ AERONAUTICAL DECISION MAKING: Der Satz: "das Gefährlichste am Fliegen ist die Fahrt zum Flugplatz" ist leider falsch. Fliegen ist gefährlich, wenn Piloten leichtsinnig oder nachlässig sind oder elementare Regeln mißachten. Die oft sehr komplexe Technik richtig zu bedienen, dargebotene Informationen rasch und richtig zu erfassen, das Wesentliche vom Unwesentlichen zu trennen und adäquat zu reagieren, das heißt, in der jeweiligen Situation die richtige Entscheidung zu treffen, ist heute die zentrale Herausforderung.

5 Pilotenfehler/pilot error Früher wurde der Ausdruck Pilotenfehler/pilot error benutzt um die Ursachen von solchen Unfällen zu beschreiben. Pilotenfehler bedeutete, dass eine Entscheidung oder Handlung des Piloten oder auch das Nicht-Entscheiden oder Nicht-Handeln die Ursache oder beitragender Faktor eines Unfalles war.

6 Menschliche Faktoren bezogen/human factors related Heute erscheint es besser, den Ausdruck Menschliche Faktoren bezogen/human factors related zu benützen, denn in der Regel ist es nicht eine einzige Entscheidung des Piloten, die zu einem Unfall führt, sondern eine Serie (Kette) fehlerhafter Entscheidungen, die durch eine Vielzahl von Faktoren ausgelöst werden. (beschrieben z.B. in HFACS – Human Factors Analysis and Classification System)HFACS – Human Factors Analysis and Classification System

7 CREW RESOURCE MANAGEMENT (CRM) In den 80-er Jahren des vorigen Jahrhunderts ereigneten sich einige tragische Unfälle großer Airliner, unter anderem: 1972: Eine L-1011 stürzt in Florida in die Everglades, während die Besatzung versucht ein Fahrwerksproblem zu lösen, das sich später als ausgebranntes Lämpchen herausstellt UnfallberichtUnfallbericht 1977: Eine startende B 747 kollidiert mit einer die Startbahn querenden B-747 in Teneriffa im Nebel auf Grund von Missverständnissen in der Kommunikation Unfallbericht Unfallbericht 1982: Eine B-737 stürzt kurz nach dem Start in Washington auf Grund von Tragflächen- und Triebwerksvereisung in den Potomac-River. Der Co-Pilot hatte seine diesbezügliche Besorgnis schon vor dem Start und noch während der Startphase dem Kapitän gegenüber ausgedrückt UnfallberichtUnfallbericht

8 CREW RESOURCE MANAGEMENT (CRM) Aber auch positive Ereignisse sind zu berichten: 1989 erleidet eine DC 10 in FL 310 einen katastrophalen Triebwerksschaden, der einen Druckverlust in allen 3 (sonst redundanten) Hydraulic-Systemen und damit einen Ausfall der kompletten Steuerung verursacht. UnfallberichtUnfallbericht Da ein solches Versagen von den Konstrukteuren als nahezu unwahrscheinlich angesehen worden war, gibt es für diesen Fall auch keinerlei vorgeschriebene Maßnahmen/Procedures. Dem Kapitän gelingt es entgegen aller Wahrscheinlichkeit mit Hilfe seiner Crew und einem zufällig an Bord befindlichen Trainings-Kapitän die schwer beschädigte Maschine in Sioux City notzulanden, wobei 184 der 296 an Bord befindlichen Personen überleben. Dies gelingt durch hervorragende Nutzung aller menschlichen Fähigkeiten. (dieser Unfall wurde später auch verfilmt)

9 CREW RESOURCE MANAGEMENT (CRM) Solche Erfahrungen veranlassten die Fluglinien zur Einführung des Crew resource managements (CRM) in die Verkehrsluftfahrt. Ziel dieses Trainings ist die möglichst effektive Nutzung aller verfügbaren Mittel im Cockpit: dazu zählen: menschliche Fähigkeiten/human resources vorhandenes Material/hardware Information

10 CREW RESOURCE MANAGEMENT (CRM) Darüber hinaus beschäftigt sich CRM-Training mit: der Optimierung von Handlungsabläufen/workloadmanagement Aspekten der Aufmerksamkeit und Wahrnehmung der Kommunikation den Teamführungseigenschaften des Kapitäns der Koordination der Besatzungsmitglieder.

11 CREW RESOURCE MANAGEMENT (CRM) Viele dieser Konzepte lassen sich auch in die Allgemeine Luftfahrt übertragen und erhöhen auch dort die Sicherheit durch richtige und effektive Entscheidungs- und Handlungsprozesse!

12 FLIEGERISCHE ENTSCHEIDUNGSFINDUNGSPROZESSE/ AERONAUTICAL DECISION MAKING PROCESS Problemerkennung ist der erste Schritt im Entscheidungsfindungsprozess: z.B. die Feststellung, dass sich eine Situation geändert hat oder eine erwartete Änderung nicht eingetreten ist. Dies geschieht durch Benutzung unserer Körpersinne, unseres Wissens und unserer Erfahrung. Dann erfolgt die Analyse des Problems unter Nutzung der selben Grundlagen und Zuhilfenahme aller verfügbaren Informationen, um die genaue Struktur und Bedeutung des Problems zu erfassen. Nach der Problemerkennung und –analyse muß entscheiden werden, ob Handlungsbedarf besteht und welche Handlungen in der verfügbaren Zeit gesetzt werden müssen. Der erwartete Erfolg jeder möglichen Handlung muß ebenso wie deren Risiko abgeschätzt werden bevor eine Entscheidung getroffen wird. Nach deren Ausführung muß das Ergebnis neuerlich untersucht werden, um zu sehen, ob weitere Schritte notwendig sind.

13 FLIEGERISCHE ENTSCHEIDUNGSFINDUNGSPROZESSE/ AERONAUTICAL DECISION MAKING PROCESS Ihre Fähigkeit, als Pilot richtige Entscheidungen zu treffen, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, auch von solchen, die jenseits Ihrer Beeinflussbarkeit liegen, wie z.B. die vorhandene Zeit. Sie können jedoch lernen jene Faktoren zu erkennen, die Sie beeinflussen können und damit Ihre Urteilskraft und Entscheidungsfähigkeit verbessern. Diese Faktoren können in 5 Gruppen eingeteilt werden: Verantwortung des Verantwortlichen Piloten/pilot-in-command responsibility Kommunikation Optimierung von Handlungsabläufen/workload management Nutzung aller vorhandenen Mittel/resource use Übersicht über die gegebene Situation/situational awareness

14 Verantwortung des Verantwortlichen Piloten/ pilot-in-command responsibility Als Verantwortlicher Pilot treffen Sie die endgültige Entscheidung und diese betrifft Ihre eigene Sicherheit ebenso wie die Ihrer Passagiere. Ihre wichtigste Verantwortlichkeit ist daher Ihre eigenen Grenzen zu kennen, insbesondere bezüglich Ihrer allgemeinen Gesundheit, Stressbelastung, Müdigkeit, Grundhaltungen/attitudes, Kenntnissen, Fähigkeiten und Erfahrung. 5 potenziell für einen Piloten gefährliche Grundhaltungen/attitudes werden beschrieben:

15 Verantwortung des Verantwortlichen Piloten/ pilot-in-command responsibility Disziplinlosigkeit/Anti-authority: Leute, die keinen Rat annehmen oder Verfahren und Vorschriften für unnötig erachten Unüberlegtheit/Impulsivity: Leute, die meinen sofort – irgendetwas – tun zu müssen: sie treffen nicht die beste Wahl, sondern tun das Erste, das ihnen einfällt Unangreifbarkeit/Invulnerability: Leute, die sich auf ihr Glück verlassen und erhöhte Risiken eingehen Selbstüberschätzung-Imponiergehabe/Macho: Leute, die (sich) beweisen müssen, dass sie besser als alle anderen sind. Entgegen weitverbreiteter Ansicht kann dies bei Frauen ebenso wie bei Männer auftreten Resignation: Leute, die meinen ohnehin am Ablauf des Geschehens nichts ändern zu können oder die Entscheidungen immer Anderen oder dem Glück überlassen

16 Verantwortung des Verantwortlichen Piloten/ pilot-in-command responsibility Diese gefährliche Grundhaltungen/attitudes können zu schlechten Entscheidungsprozessen und unnötigen Risiken führen. Gegenmaßnahmen: Laufende Selbstbeurteilung bezüglich persönlicher Grenzen: Kenntnisse, Erfahrung, aktueller Übungs- und körperlicher Zustand, gefährliche Grundhaltungen Herstellung einer entsprechenden Gesprächs- und Handlungsbasis mit den anderen Crewmitgliedern und allen anderen für die Flugdurchführung wichtigen Personen.

17 Kommunikation: Kommunikation bedeutet den Austausch von Ideen, Informationen, Fragen oder Anweisungen. 3 Elemente sind in diesen Prozeß involviert und beeinflussen sich gegenseitig: Der Sender (Lehrer, Kapitän, Flugsicherheitskontrollor, etc.) die Art der Information (Sprache, Symbole, etc.) Der Empfänger (Schüler, Co-Pilot, Crew, etc) Darüber hinaus ist dann noch die Rückmeldung/Feedback notwendig, um die Kommunikation effektiv werden zu lassen.

18 Kommunikation: Effektive Kommunikation verlangt, dass Inhalte nicht nur mitgeteilt, sondern in einer klaren und geordneten Weise ausgedrückt werden, so dass sie mit einem Minimum an Fehlern aufgenommen werden können. Dies bedingt die Fähigkeit zu verbaler und non-verbaler Verständigung und das Wissen um mögliche Störfaktoren. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit aufmerksam zuzuhören. Schon als Flugschüler benötigen Sie diese Fähigkeiten um mit Ihrem Lehrer zu kommunizieren. Wenn Sie etwas nicht verstehen, zögern Sie nicht, zu fragen ! Ihr Lehrer oder später auch Wetterberater, Flugverkehrskontrollore, Crewmitglieder oder Passagiere merken vielleicht gar nicht, dass Sie Schwierigkeiten haben, irgend etwas zu verstehen, wenn Sie sie nicht darauf ansprechen !

19 Kommunikation: Verbesserungsmöglichkeiten: effektives Zuhören: richtige Interpretation und Verarbeitung vor dem Beantworten oder Reagieren Beseitigen von Störfaktoren: z.B. zu viele Abkürzungen, Missbrauch von Fachausdrücken, etc Verbale und non-verbale Kommunikation: versuchen Sie beide Wege zu nutzen und zu verstehen

20 Optimierung von Handlungsabläufen/workload management: Effektives Management von Handlungsabläufen stellt sicher, dass wichtige Handlungen sorgfältig geplant, Prioritäten gesetzt und nach ihrer Bedeutung gereiht werden. Wenn Sie mit einem anderen Piloten fliegen, muß die Verantwortlichkeit für bestimmte Aufgaben festgelegt werden. Effektives Management von Handlungsabläufen beginnt bei der Flugvorbereitung und –planung, oft schon Stunden, aber auch Tage bis Wochen vor dem Flug. Mit wachsender Erfahrung werden Sie auch die Handlungsabläufe bei zu planenden Flügen besser verstehen und Sie können sich dann in Zeiten geringer Belastung auf stressige Situationen vorbereiten. Auch das Erkennen von Überbelastung stellt ein wesentliches Ziel dar.

21 Optimierung von Handlungsabläufen/workload management: Verbesserungsmöglichkeiten: Vorbereitung und Planung: dadurch kann momentane Überbelastung vermieden werden; dies kann, wenn nötig, teilweise auch durch Delegierung erfolgen Prioritäten setzen: als verantwortlicher Pilot müssen Sie auch die Abfolge von Handlungen bestimmen, um in jeder Situation die sichere Führung des Luftfahrzeuges aufrechtzuerhalten (AVIATE – NAVIGATE – COMMUNICATE !!) Überbelastung: diese zu erkennen und ihr durch effektives Flugmanagement vorzubeugen ist wesentlichstes Ziel !

22 Nutzung aller vorhandenen Mittel/resource use Nicht alle Arten möglicher Hilfequellen sind uns von vorneherein bewusst, es ist daher wichtig, diese systematisch erkennen und benutzen zu lernen ! Als Piloten können wir im Flug Hilfe sowohl innerhalb als auch außerhalb des Flugzeuges finden. Im Flugzeug kann dies das Handbuch, Checklisten, die Flugzeugausrüstung, Karten oder auch Ihr Lehrer, Co-Pilot oder sogar Passagiere ebenso sein wie Ihre eigene Kreativität, Ihr Sachwissen und Ihre Fähigkeiten und Übung. Außerhalb stehen Ihnen z.B. Flugsicherungsdienste, Wartungspersonal oder auch Piloten anderer Flugzeuge zur Verfügung.

23 HUMAN FACTORS Menschliches Fehlverhalten und menschliche Unzulänglichkeiten Heute sind in fast 80 % aller Flugunfälle human factors die Ursache nur knapp 20 % sind Technikfehler

24 HUMAN FACTORS Zur Unfallreduktion daher wichtigster Ansatz: Vermeidung von menschlichen Fehlverhalten durch entsprechendes Wissen und Training !

25 Gesamtrisiko derzeit: Wurzel aus = 8,25 Reduktion des Risikofaktors Technik um 50 (!) Prozent: Wurzel aus = 8,06 : Gesamt: - 2,5 %

26 Reduktion des Risikofaktors Mensch um 1/8 (= 12,5 % ): Wurzel aus = 7,28 : Gesamt: - 11,75 % Es lohnt daher, sich den menschlichen Faktor genauer anzusehen !

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29 GRENZEN der MENSCHLICHEN LEISTUNGSFÄHIGKEIT Vögel sind für das Fliegen geschaffen. Ihr Skelett ist stark und ihre Federn sind widerstandsfähig, aber extrem leicht. Ihr Gleichgewichtsssystem reagiert exakt auf die Beschleunigungskräfte im Flug. Ein außerordentlich leistungsfähiges Atmungssystem versorgt sie mit genügend Sauerstoff. Oberflächensensoren an den Flügeln geben ihnen Daten über Fluggeschwindigkeit, Anstellwinkel und Fluglage.

30 GRENZEN der MENSCHLICHEN LEISTUNGSFÄHIGKEIT Wir Menschen sind erdgebundene Lebewesen. Wenn wir fliegen wollen, brauchen wir leistungsfähige Fluggeräte und Instrumente, die uns all die Informationen visuell liefern, die Vögel instinktiv wissen. Allerdings haben wir erstaunliche Fähigkeiten entwickelt uns an geänderte Bedingungen anzupassen. Beim Fliegen sind dies Luftdruck- und Temperaturänderungen und die Bewegung mit hoher Geschwindigkeit in allen 3 Dimensionen. Fliegen wäre uns nicht möglich, wenn wir uns an die neue Umgebung nicht adaptieren könnten.

31 GRENZEN der MENSCHLICHEN LEISTUNGSFÄHIGKEIT Dennoch sind uns dabei auch Grenzen gesetzt, die wir als Piloten kennen müssen !

32 PHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN Um die möglichen Beeinträchtigungen eines Piloten zu verstehen, ist es notwendig, die physiologischen Grundlagen zu kennen. Deshalb werden diese zuerst, soweit zum Verständnis notwendig, erklärt und anschließend die spezielle Problematik beim Fliegen diskutiert.

33 Flugphysiologische Grundlagen: SEHSINN LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN GEHÖR UMWELTEINFLÜSSE beim FLIEGEN PHYSISCHE und PSYCHISCHE FITNESS

34 Gutes Sehen:

35 Sinnesphysiologie: Der SEHSINN beim Fliegen: 90 % der Lageorientierung bei VFR-Fliegern

36 Sehsinn: Fehlsichtigkeit verhindert rechtzeitiges und sicheres Erkennen von anderen Flugobjekten, Gelände, etc. Entfernungsschätzung, räumliches Sehen Besondere Bedingungen bei Dämmerung bzw. Nacht, schlechte Sicht Missinterpretation visueller Eindrücke unter IMC Ursache von räumlicher Desorientierung

37 RICHTIGE SCAN-TECHNIK: Systematische Abfolge der Beobachtung

38 LATENZZEITEN

39 Der SEHSINN beim Fliegen: Zentrales Sehen für hohe Detailschärfe und Farbsehen bei gutem Licht erfolgt durch dieZapfen. Ihre größte Anzahl ist im Netzhautzentrum (Fovea ). Der blinde Fleck jedes Auges an der Stelle des Eintritts des Sehnerven wird durch beidäugiges Sehen kompensiert

40 Der SEHSINN beim Fliegen: Peripheres Sehen, welches Bewegung besser wahrnimmt und das Sehen bei Nacht und Dämmerung erfolgt durch die Stäbchen an der Netzhautperipherie

41 Sehen bei Nacht und Dämmerung Stäbchen an der Netzhautperipherie sind ca x lichtempfindlicher sind als die Zapfen. Bei Dunkelheit entsteht durch das Fehlen von Stäbchen in der Fovea dort ein Nachtblindheitsfleck. Deshalb ist das schärfste Sehen bei Dunkelheit möglich durch vorbeischauen am Objekt um 5-10° bei Nacht geht auch das dreidimensionale Sehen (Tiefenempfindung) und die Fähigkeit, die Größe von Objekten zu schätzen, weitgehend verloren.

42 Sehen bei Nacht und Dämmerung Dunkeladaption: Um ihre volle Dämmerungs- sehleistung zu erreichen brauchen die Stäbchen etwa 30 Minuten um den Sehpurpur (Rhodopsin) wieder voll aufzubauen, wenn sie davor hellem Licht ausgesetzt waren. Piloten sollten daher bereits etwa 30 Minuten vor Nachtflügen helles Licht meiden. Da die Funktion der Stäbchen durch rotes Licht am wenigsten gestört wird, wurde dieses früher oft im Cockpit verwendet, um die Dunkeladaption zu erhalten. Dies verzögert jedoch die Akomodation ( Wechsel zwischen Nah- und Fernsicht) und maskiert rote Markierungen auf den Instrumenten.

43 Sehen bei Nacht und Dämmerung Es wird daher empfohlen, rotes Licht nur zu verwenden um den Dunkeladaptionsprozeß zu beschleunigen. Während des Fluges sollte dann niedrigintensives weißes Licht verwendet und unnötiges helles Licht vermieden werden. (z.B. Strobes im Nebel bei Nacht ausschalten, Kartenlampe entsprechend dimmen) Das Sehen bei Nacht wird außerdem durch Sauerstoffmangel (Hypoxie), Kohlenmonoxyd, Rauchen, Alkohol, gewisse Medikamente und Vitamin A Mangel (notwendig zur Synthese des Sehpurpurs) gestört. Insbesondere bei Nacht ist daher der rechtzeitige Einsatz von Sauerstoffbeiatmung, die Vermeidung des Rauchens vor bzw. während eines Fluges sowie entsprechender Abstand zur letzten Aufnahme von Alkohol (Abbau ca. 0,1 % pro Stunde; Hangover !) zu beachten!

44 Der SEHSINN beim Fliegen: Fehlsichtigkeit: Kurzsichtigkeit, Übersichtigkeit: müssen, soweit vorhanden und im erlaubten Rahmen, bestmöglich durch Brillen oder Kontaktlinsen korrigiert werden. Farbsehstörungen: betreffen etwa 5-10 % der männlichen Bevölkerung in unterschiedlicher Ausprägung.

45 Der SEHSINN beim Fliegen: Altersichtigkeit: ist ein nätürlicher Alterungsprozeß der Augenlinse, die zunehmend starrer wird. Charakteristischer Weise wird dieser Prozeß um das 45. Lebensjahr für den Betroffenen störend, "die Arme werden zum Lesen zu kurz". Für den alternden Piloten stellt sich dabei das Problem des Lesens von diversen Karten und des Ablesen oder Einstellens von Instrumenten im Cockpit. Während dieses Problem im unteren Bereich des Gesichtfeldes durch übliche Gleitsichtgläser leicht gelöst werden kann, erfordern overhead panels spezielle, auch im oberen Randbereich mit Gleitsichtgläsern ausgestattete Brillen.

46 OPTISCHE TÄUSCHUNGEN

47 Optische Täuschungen : Jeder Pilot unterliegt optischen Täuschungen, die meist jedoch erst bewußt werden wenn Störungen oder Unfälle passieren. Ein Verständnis der verschiedenen Arten von optischen Täuschungen und das Wissen, wie sie zu verhindern sind, wird Ihre Flugsicherheit erhöhen: Falscher Horizont: Bei schlechter Sicht oder Nacht können schiefe Wolkenober- oder Untergrenzen, Lichter am Boden, Wasser/ Landgrenzen oder Reflexionen in der Windschutzscheibe zu Missinterpretationen der tatsächlichen Horizontlinie und zu gefährlichen Fluglagen führen. Entsprechendes Benutzen und Vertrauen in die Instrumente verhindert dies !

48 Optische Täuschungen : Autokinese: Wenn Sie bei Nacht einen einzelnen hellen Punkt wie einen Stern oder ein Licht am Boden für mehrere Sekunden fixieren, wird dieser sich scheinbar zu bewegen beginnen. Um dies zu verhindern sollten Sie Ihre Blickrichtung ständig wechseln und die richtige "Scan "-Technik (systematische Luftraumbeobachtung ) aufrechterhalten.

49 Optische Täuschungen bei der Landung: Können durch eine Vielfalt von Faktoren wie Landebahnbreite, abfallendes oder ansteigendes Gelände und Wetterverhältnisse mit reduzierter Sicht oder bei Nacht entstehen. So führen Sichtbehinderungen wie Regen oder Nebel, strukturloses Gelände wie z.B. schneebedeckte Landschaft oder Wasser meist zu einem niedrigeren Anflug als normal. Einflug in Nebel erzeugt die Illusion des Ziehens und führt dadurch zu einem steileren Anflug.

50 SCHÄTZFEHLER bei der LANDUNG

51 Optische Täuschungen bei der Landung: Eine schmale oder ansteigende Landebahn oder ansteigendes Gelände davor führen zu einem erniedrigten, eine breite oder abfallende Landebahn oder abfallendes Gelände davor zu einem erhöhtem Anflug. Unterschiedlichste Kombinationen dieser Faktoren sind möglich ! Sie zu kennen wird es Ihnen ermöglichen sie zu identifizieren, bevor sie zu einem Problem werden. Entsprechende Flugvorbereitung (Wetter, Navigationskarten) und die Verwendung der Sichtanflughilfen (PAPI,VASI) wird ihnen helfen, dies zu vermeiden. Im Zweifelsfall fliegen sie eher eine normale Platzrunde als einen langen Endanflug !

52 OPTISCHE TÄUSCHUNGEN bei der LANDUNG

53 Der SEHSINN beim Fliegen: Flackerschwindel: Flackerndes Licht mit einer Frequenz von 4 bis 20 Blitzen pro Sekunde kann in seltenen Fällen zu Krämpfen, Übelkeit oder Bewußtlosigkeit führen. Dies kann vorkommen, wenn Sie durch den Propeller in Richtung Sonne schauen oder die hinter Ihnen liegende Sonne vom Propeller reflektiert wird. Dies sollten Sie daher möglichst vermeiden Augenschutz: Auf Grund der mit zunehmender Flughöhe ansteigenden UV- Strahlung ist für die Erhaltung der Sehkraft ( Vermeiden des vorzeitigen Auftretens einer Linsentrübung - "Katarakt" ) eine geeignete, UV absorbierende Sonnenbrille, insbesondere bei Flügen in größerer Höhe wichtig!

54 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN:

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56 KINETOSEN (LUFTKRANKHEIT)

57 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Richtige räumliche Orientierung ist das Produkt gleichlautender Informationen unserer 3 Hauptquellen : Sehsinn Bei Tageslicht und gutem Wetter nützen wir zu etwa 90 % den Sehsinn zur Orientierung. Bei Nacht und/oder schlechtem Wetter/Sicht nimmt die Möglichkeit diesen zu nutzen ab oder fällt ganz weg

58 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Gleichgewichtsorgan: Aus dem Gleichgewichtsorgan im Innenohr liefern uns Gewichts- und Beschleunigungssensoren entsprechende Informationen Propriozeptoren Als Propriozeptoren bezeichnet man verschiedene Sensoren in Haut, Sehnen, Gelenken und Muskeln, die dem Gehirn Informationen über deren Lage im Raum und zueinander liefern.. Landläufig wird die Verwendung dieses Sinnes als mit dem Hintern fliegen bezeichnet und dies tun wir auch meist.

59 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Leider ist diese Information unzuverlässig, da das Gehirn damit nicht zwischen Schwerkraft und Fliehkraft unterscheiden kann.

60 RÄUMLICHE DESORIENTIERUNG

61 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Während des Fluges können jedoch Bedingungen auftreten, die zu widersprüchlichen Empfindungen unserer Sinne und damit zur Desorientierung (falsche Vorstellung über Position, Fluglage und Bewegung) führen (Dissonanztheorie). Bei fehlender optischer Information tendieren wir dazu, uns auf den Gleichgewichtssinn und die Propriozeption zu verlassen. Da diese uns im Flug aber falsche Informationen geben können, ist das Risiko für räumliche Desorientierung dabei sehr groß ! Unter diesen Bedingungen ist es extrem wichtig, die Fluglageinstrumente gut zu beobachten und deren Informationen richtig interpretieren und danach handeln zu können (instrument scan) ! Dies läßt sich nur durch entsprechendes Training und laufende Übung erreichen !

62 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Räumliche Desorientierung ist häufige Ursache für Flugunfälle bei VFR und nicht ausreichend tranierten bzw. geübten IFR-Fliegern infolge Kontrollverlusts durch Mißinterpretation von Lage und Geschwindigkeit des Flugzeuges Basic instrument training für VFR-Piloten !?

63 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN:

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65 Vertigo : (Schwindel durch Corioliseffekt): während eines konstanten Kurvenfluges führt eine plötzliche Kopfbewegung (Betätigung von Tankschalter, Klappen, etc.) zur Empfindung einer völlig anderen als der tatsächlichen Flugbewegung. Deren Korrektur kann zu gefährlichen Fluglagen führen (bzw. bei Passagieren zu Übelkeit und Erbrechen: Luftkrankheit ): daher: Kopf beim Kurvenflug ruhig halten ! ( auch Passagiere entsprechend informieren - Vermeidung von Übelkeit/Erbrechen => zusätzlicher Streß für Piloten!)

66 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Leans: Die plötzliche und rasche Korrektur von Querlagen führt zur Empfindung des Rollens in eine Querlage auf die andere Seite, was Sie dazu veranlassen kann, durch eine neuerliche "Korrektur" wieder in die ursprüngliche Lage zurückzukehren. (Problem unter/überschwellige Bogengangsreize, Schwelle : Rotationsgeschwindigkeit 2-3°/sek). Vermeidung durch entsprechendes Vertrauen in die Instrumente, Training und Übung !

67 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Gravyard spin: plötzliches Abfangen des Trudelns kann zur Empfindung des Trudelns in die Gegenrichtung auftreten. Dessen "Korrektur" kann zu einem neuerlichen Trudeln in die ursprüngliche Richtung führen. Vermeidung durch entsprechendes Vertrauen in die Instrumente, Training und Übung !

68 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Gravyard spiral: Ein längerer konstanter Kurvenfluges mit Höhenverlust kann als Flug in Horizontalfluglage empfunden werden. Ziehen zur Korrektur des Höhenverlustes verengt dann nur den Kurvenradius, woraus noch vermehrter Höhenverlust entsteht. Ein Wiedereinnehmen der Horizontalfluglage kann das Gefühl erzeugen, in die Gegenrichtung zu drehen, dessen Korrektur zu einem neuerlichen Kurven in die ursprüngliche Richtung führt.

69 Der LAGE- und GLEICHGEWICHTSSINN: Somatographic illusions: rasche Beschleunigung erzeugt das Gefühl einer Steigbewegung, deren Korrektur zu steilem Sinken führen kann (z.B. Flugzeugträgerkatapult !). Rasches Abbremsen erzeugt den gegenteiligen Effekt, welcher dazu führen kann, die Nase hochzunehmen, was zum Stall führen kann.

70 Das GEHÖR: Das Motorgeräusch im Cockpit von kleinen Einmotorigen erreicht Werte um dB(A), der dann zur notwendigen Verständigung laut aufgedrehte Bordfunk bis 110 dB(A). Diese Lautstärken können bereits bei den üblichen Flugzeiten zu deutlichen Lärmschädigungen des Innenohres führen Jedoch auch in den Cockpits mancher moderner Verkehrsmaschinen erreichen insbesondere die Windgeräusche hörschädigende Werte !

71 Das GEHÖR: Lärm im Cockpit durch Motor- und Windgeräusche verursacht: erhöhten Streß, beschleunigt das Entstehen von Müdigkeit und erschwert die Verständigung unter den Besatzungsmitgliedern und mit ATC. Dies kann ein wesentlicher Beitrag zum Entstehen von fatalen Fehlern sein. Ständige Lärmexposition über Jahre führt zu zunehmender Schwerhörigkeit.

72 Das GEHÖR: Schutz vor Lärmschaden ! Passive Kopfhörer Aktiver Kopfhörer mit Noise Reduction System (ANR) Zur Illustration: 3 dB(A) entsprechen einer Verdoppelung des Schalldruckes 10 dB(A) einer subjektiven Verdoppelung der Lautstärke !! Lärmschwerhörigkeit entsteht ab Belastungen von über 80 dB für 8 Stunden täglich bzw. entsprechend kürzerer Expositionszeit bei höheren Werten !

73 Das GEHÖR: maximal zulässige Lärmexpositionszeit nach Arbeitsschutzgesetz: Lärmbeurteilungspegel dB(A)Minuten

74 Das GEHÖR: Ein passiver Kopfhörer oder ein simpler und billiger geeigneter Stoppel (Ohropax, etc.) vermindern den Lärm um etwa 30 dB(A), jedoch nicht in den kritischen Frequenzbereichen !!

75 Das GEHÖR: Heute "state of the art" sind Kopfhörer mit sogenannten "Active Noise Reduction" - Systemen, die den Schalldruck besonders in den kritischen Frequenzen (ca. 30 bis 1000 Hz) um 15 bis 25 dB(A) reduzieren.

76 UMWELTEINFLÜSSE: Druckänderungen durch Höhenwechsel langsam, entsprechend normalem Steig- oder Sinkflug plötzlicher oder starker Druckabfall ( Defekt im Kabinensystem, nach Tauchen ) Hypoxie (Sauerstoffmangel) Strahlenbelastung, Ozon in der Höhe,

77 DRUCKÄNDERUNGEN Gesetz von Boyle-Mariotte: PxV=konst.: das Volumen eines Gases verhält sich umgekehrt proportional zum Druck des Gases (trockenes Gas, Temperatur konstant)

78 DRUCKÄNDERUNGEN => abnehmender Luftdruck (Steigflug) führt zu einer Ausdehnung der gefangenen Gase, welche dann Beschwerden verursachen: Nasennebenhöhlenbeschwerden : (Aero- bzw. Barosinusitis) bei Infekten Zahnbeschwerden (Aero- bzw. Barodontalgie): Zahnpflege, -sanierung ! Magen-Darmtrakt: Beklemmungen, Kollapsgefühl: bes. nach Aufnahme blähender Speisen, Kohlensäure !

79 DRUCKÄNDERUNGEN =>zunehmender Luftdruck (Sinkflug) führt bei fehlendem Druckausgleich Infekte !!) im Mittelohr zu massiven Ohrenschmerzen und Schwindel

80 Hypoxie (Sauerstoffmangel): Hypoxische Hypoxie: Sauerstoffmangel durch Abnahme der Sauerstoffmenge in der Atemluft: Schleichender Verlauf ! : Symptome werden zu spät oder überhaupt nicht erkannt !

81 Hypoxie (Sauerstoffmangel): Indifferenzzone: bis 2000 m; trotz leicht abnehmender Sauerstoffsättigung keine Symptome Reaktionsschwelle: ab ca m (bereits Einschränkung des Nachtsehens möglich): Vollständige Kompensation: erhöhte Atemfrequenz und Atemtiefe, Herzfrequenzanstieg Störschwelle: ab 3000 m: unvollständige Kompensation mit subjektiven. und objektiven Einschränkungen der Leistungsfähigkeit Kritische Schwelle: m: Übergang zur tödlichen Zone: früher oder später (höhenabhängig): Handlungsunfähigkeit, Bewußtlosigkeit, Tod

82 UMWELTEINFLÜSSE:

83 Hypoxische Hypoxie: Symptome: subjektiv:objektiv: erhöhte Atem/Reduzierung der Herzfrequenz Gehirnleistung MüdigkeitReduzierung des Farbsehens Sehstörungenverminderte Kritikfähigkeit Euphorie verminderte Urteilsfähigkeit

84 SAUERSTOFFMANGEL: Symptome individuell stark unterschiedlich ! ACHTUNG: Zusätzliches Problem : Druckhöhe Dichtehöhe ! ( tatsächlicher Luftdruck kann geringer sein als Höhenanzeige !) Vorbeugung: Sauerstoffzufuhr ! (Maske: Beiatmung, reine Sauerstoffatmung), Kabinendrucksystem Maßnahmen: (Not-) Abstieg auf unter 3000 m, Notsauerstoffsysteme

85 UMWELTEINFLÜSSE:

86 Hypoxie: Symptomverstärkung durch: Rauchen ! : 1 Zigarette = 1,5 % COHb, 5-8 % COHb ft = physiolog. Höhe ! Piloten sollte deshalb vor dem Flug (und natürlich inbesondere während des Fluges) nicht rauchen ! Alkohol (Hangover !) Medikamente/Drogen Erkrankungen (Blut, Herz, Lunge): Kranke können in Höhen, die ein Gesunder vollständig kompensiert und daher nicht bemerkt, schon schwere Sauerstoffmangelsymptome aufweisen

87 Verwendung von Sauerstoff: In Österreich gibt es keine Vorschriften für nicht gewerbliche Flüge, ab welcher Kabinenhöhe Sauerstoffbeiatmung zu benützen ist. Für gewerbliche Flüge Vorschriften im FOM. Ein guter Anhaltspunkt sind die Vorschriften der FAA (Federal Aviation Administration USA):

88 Verwendung von Sauerstoff: Besatzung muß zusätzlichen Sauerstoff benützen: über ft nach mehr als 30 Minuten Flug, über ft: für die gesamte Flugdauer über ft muß zusätzlich für jeden Passagier Sauerstoff benutzbar sein ("must be provided to each occupant") gelegentlich kann es für die Besatzung aber auch angenehm sein, wenn die Passagiere schlafen, hier besteht also die Möglichkeit dies zu fördern ! Besatzungen für druckbelüftete Flugzeuge, die über ft fliegen können, müssen ein physiologisches Trainingsprogramm ( inkl. "altitude chamber flight") absolviert haben. Zusätzliche Empfehlung: bei Nachtflügen Sauerstoff schon ab 5000 ft benutzen !

89 PLÖTZLICHER DRUCKABFALL: Gesetz von Henry: P/P1 = Q/Q1: die Menge eines Gases in Lösung ist proportional dem Druck des Gases über der Flüssigkeit

90 PLÖTZLICHER DRUCKABFALL: Durch Defekt im Kabinendrucksystem, selber Effekt auch bei Fliegen unmittelbar nach Scuba-Tauchen => Stickstoffblasen in:

91 PLÖTZLICHER DRUCKABFALL: Haut (Parästhesien), Gelenken(Bends) Brust(Chokes) Gehirn und Rückenmark (neurologische Störungen bis zu Bewusstseinsstörungen, Krämpfen, Querschnittslähmung) Zähnen: Schmerzen Maßnahmen: Sauerstoffmaske, Notabstieg Mindestens 24 Stunden Abstand vom letzten Tauchgang bis zum Flug !

92 PLÖTZLICHER DRUCKABFALL: zeigt sich durch: knallartiges Geräusch, Luftstrom,Temperaturabfall und Nebelbildung in der Kabine Zeitreserve bei Druckabfall: TUC (Time of usefull conciouseness): m: 30 Min m: 5 Min m: 60 Sek m: < 15 sek Die TUC ist abhängig von der Geschwindigkeit des Druckabfalles (50 % vermindert bei rapider Dekompression), persönlicher Toleranz, Temperatur, körperlicher Aktivität)

93 PLÖTZLICHER DRUCKABFALL:

94 UMWELTEINFLÜSSE: Hypämische Hypoxie: gestörte Sauerstofftransportkapazität des Blutes: z.B. durch Kohlenmonoxyd-Intoxikation: geruch und farbloses Gas, bindet sich 300 x stärker an Hämoglobin als Sauerstoff ! Auspuffgase können in die Kabine gelangen bei Defekten am Heizsystem; Symptome: unspezifisch, ähnlich Sauerstoffmangel ! (Müdigkeit, Konzentrationsstörungen, Kopfschmerzen, Benommenheit, Übelkeit, Erbrechen) Maßnahmen: es ist wichtig, diese Symptome zu kennen um überhaupt an diese Möglichkeit zu denken !; Heizung abschalten, Belüftung und storm window öffnen CO-Indicator im Cockpit !?

95 UMWELTEINFLÜSSE: Stagnierende Hypoxie: Störungen der Blutzirkulation: in der Fliegerei durch flugspezifische Belastungen: Blutvolumenverlagerung durch Beschleunigungskräfte (Pooling, Grayout, Tunnelvision, Blackout; Redout) Gegenmaßnahmen: Körperlageoptimierung, Preßatmung ("Grunzmanöver"): 1,5 g, Anti-G-Hose: bis 3 g Toleranzerhöhung; bei neg. Belastungen: Redout) Engerstellung der Gefäße z.B. bei Kälte, Verschluss von Gefäßen bei eingeengtem Sitzen, durch Gasblasen nach rapider Dekompression

96 UMWELTEINFLÜSSE: Histotoxische Hypoxie: Sauerstoffaufnahmestörung in den Zellen durch Vergiftung, z.B. Alkohol ("Hangover" !) Alle Hypoxieformen können alleine oder auch in beliebiger Kombination vorkommen !

97 HYPERVENTILATION: Mehr- (Zuviel-) atmung über den aktuellen Bedarf hinaus, (meist psychisch verursacht - Aufregung, Streß, Angst !, z.B. Flugschüler in ungewohnten Situationen, Einflug in Instrumentenflugbedingungen/Schlechtwetter, Notfallsituationen !) Symptome: ähnlich den Sauerstoffmangelsymptomen !: Kribbeln in den Fingern - Sehstörungen, Schwindel, Konzentrationsstörungen, etc. im Extremfall bis zu Muskelkrämpfen, Bewußtlosigkeit Maßnahmen: im Zweifel: immer Notsauerstoff verwenden ! Streß vermeiden; ruhig atmen, laut sprechen oder singen !

98 PHYSISCHE und PSYCHISCHE FITNESS

99 Umgebungstemperatur: Körper, Kopf (Sonnenschutz (auch schon vor dem Flug !) Ernährung: Kalorienbedarf ausreichend decken, aber vor dem Flug nur leichte Mahlzeiten ! Flüssigkeitszufuhr: größerer Flüssigkeitsverlust unter Höhenbedingungen bzw. Klima/Druckanlage (rasche Abnahme des Feuchtigkeitsgehaltes mit der Höhe führt zu extrem trockener Luft im Flugzeug Luftfeuchtigkeit in der Kabine nur ca. 1 % ! Flüssigkeitsmangel führt zu trockener Haut und Schleimhäuten (Augen !), Reizhusten, rascherer Ermüdung, begünstigt zusammen mit dem Bewegungsmangel das Entstehen von Nierensteinen deshalb bei langen Flügen auf ausreichend Flüssigkeitszufuhr achten. Umgekehrt sollte die Flüssigkeitszufuhr nicht so groß sein, daß sie in toilettenlosen Kleinflugzeugen durch eine übervolle Blase die Konzentration des Piloten stört ! Psychische und physische Fitness: erfordert ausreichende Regeneration, Erholung, Schlaf, familiäres und berufliches Umfeld, etc. !

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104 Ziel des human factors Trainings: - Optimierung der menschlichen Leistungsfähigkeit - Reduktion menschlicher Fehler verstehen, wie Körper und Geist unter den Bedingungen des Fluges funktionieren ist ebenso wichtig wie die Kenntnis der Flugzeugsysteme und der Ausrüstung ! Schwerpunkt des Unterrichts in Menschlicher Leistungsfähigkeit/Human factors ist die Erklärung wie Ihre Leistungsfähigkeit durch menschliche Interaktion, Emotionen und die physiologischen Bedingungen beim Fliegen beeinflusst werden. Um ein sicherer und verlässlicher Pilot zu werden ist es notwendig diese Vorgänge zu verstehen und sie sind daher ein wesentlicher Teil einer umfassenden PilotenausbildungZiel des human factors Trainings: - Optimierung der menschlichen Leistungsfähigkeit - Reduktion menschlicher Fehler verstehen, wie Körper und Geist unter den Bedingungen des Fluges funktionieren ist ebenso wichtig wie die Kenntnis der Flugzeugsysteme und der Ausrüstung ! Schwerpunkt des Unterrichts in Menschlicher Leistungsfähigkeit/Human factors ist die Erklärung wie Ihre Leistungsfähigkeit durch menschliche Interaktion, Emotionen und die physiologischen Bedingungen beim Fliegen beeinflusst werden. Um ein sicherer und verlässlicher Pilot zu werden ist es notwendig diese Vorgänge zu verstehen und sie sind daher ein wesentlicher Teil einer umfassenden Pilotenausbildung


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