Текст книги "В стеклянной клетке. Автоматизация и мы"

Через несколько недель после этого полета в британском авиационном журнале Flight Journal появилась статья, оценивающая его значение. «Представляется неизбежным, – писал автор, – что новое поколение автопилотов сделает ненужным присутствие на борту штурманов, радистов и бортинженеров. Их заменят машины». Правда, для пилотов автор делает исключение. Их присутствие, во всяком случае в обозримом будущем, будет необходимо, но только для того, чтобы следить за индикаторами приборов и гарантировать нормальное протекание полета [9].

В 1988 году, через 40 лет после того, как С-54 на автопилоте пересек Атлантику, европейский аэрокосмический консорциум Airbus Industrie представил новый реактивный пассажирский самолет А-320, рассчитанный на 150 пассажиров. Лайнер был уменьшенной версией исходной модели А-300, но, в отличие от своего предшественника, вновь созданный самолет оказался подлинным чудом. Это был первый компьютеризированный коммерческий пассажирский лайнер. Самолет стал вестником кардинального изменения во всей гражданской авиации в ближайшем будущем. Ни Уайли Пост, ни Лоуренс Сперри не узнали бы панель управления нового самолета. В кабине не было никаких привычных циферблатов, стрелок навигационных приборов и органов управления. Вместо них на панели светились шесть экранов на катодных трубках, расположенных непосредственно под козырьком фонаря кабины. На мониторах пилоты видели текущие данные сети бортовых компьютеров.

Мониторы панели управления А-320 (стеклянная кабина, как назвали ее летчики) были не главной отличительной чертой нового самолета. Инженеры NASA за десять лет до представления А-320 внедрили использование электронно-лучевых экранов для слежения за полетной информацией, а производители реактивных пассажирских самолетов стали устанавливать их в пилотских кабинах начиная с конца 70‑х годов [10]. Цифровая система управления полетом – это принципиальное отличие А-320 от самолетов со времен машин братьев Райт [11]. До его создания система управления пассажирскими самолетами была в большей степени механической. Фюзеляжи и полости крыльев были набиты тросами, тягами, кабелями, блоками и шестернями, а также гидравлическими трубками, насосами и клапанами. Инструменты управления – ручка управления, рукоятка дроссельной заслонки и рулевые педали – были механическими системами, регулировавшими ориентацию направления движения и скорость самолета.

Для остановки велосипеда вы нажимаете ручной тормоз на руле, рычаг тормоза тянет тормозной трос, который, в свою очередь, сдавливает шарнирные рычаги, а они прижимают лапки тормоза к ободу шины. Вы таким образом подаете команду – остановиться – своей рукой, и тормозной механизм сообщает ее усилие к колесу. В подтверждение выполнения команды вы ощущаете сопротивление шарнира, давление лапок на обод колеса и уменьшение скорости. Приблизительно то же самое происходит, когда пилот управляет самолетом с помощью механических систем. Летчик становится частью машины, ощущая своим телом ее работу. Машина в этом случае является проводником воли пилота. Именно это, должно быть, имел в виду знаменитый летчик и писатель Антуан де Сент-Экзюпери, вспоминая свою работу в 20‑е годы на почтовых самолетах. Он писал: «Машина, которая, на первый взгляд, является средством отделения человека от природных неприятностей, на самом деле, еще сильнее его в них погружает» [12].

Автоматизированная система управления Airbus А-320 нарушила тактильную связь пилота с машиной. Между командой человека и системой самолета был поставлен цифровой компьютер. Действия пилота и его команды преобразовывались в электрический сигнал, передаваемый компьютеру, а он, следуя алгоритму, заложенному в программу, рассчитывал механические действия, необходимые для исполнения распоряжений пилота. После этого компьютер посылал собственные инструкции цифровым процессорам, которые уже непосредственно осуществляли управление движущими механизмами самолета. Одновременно с заменой механических действий пилота на электронное управление была полностью переоборудована панель управления. Массивная двуручная рукоятка, с помощью которой пилот тянул тросы и изменял давление в гидравлических системах, в А-320 была заменена расположенной справа от кресла пилота ручкой, перемещаемой одной рукой. Расположенные на передней панели кнопки под небольшими цифровыми жидкокристаллическими дисплеями позволяли пилоту набирать нужные значения скорости, высоты и курса, которые затем поступали на бортовые компьютеры самолета.

После введения в эксплуатацию Airbus А-320 история самолетов развивалась параллельно истории компьютеров. Каждое новое достижение цифровых технологий, электронных сенсоров и систем управления или усовершенствование дисплеев находило отражение в конструкциях пассажирских самолетов. В современных реактивных пассажирских лайнерах автопилот, поддерживающий устойчивость самолета в воздухе и ведущий его по заданному курсу, – это всего лишь одна из бортовых компьютерных систем. Автоматические заслонки регулируют мощность работы двигателей. Системы управления полетом принимают сигналы о положении машины в пространстве от датчиков GPS и других сенсоров и используют полученную информацию для прокладки или коррекции курса. Специальная система отслеживает в пространстве наличие других самолетов и траектории их движения. В небольших ящиках хранятся данные о параметрах полета – эти данные раньше записывались пилотами вручную. Есть специальные компьютеры, автоматически убирающие и выпускающие шасси, включающие и выключающие тормозные системы, регулирующие давление воздуха в кабине и салоне и выполняющие множество других функций. На больших цветных мониторах графически отображаются данные о работе электронных инструментов. В кабине мы видим обычные клавиатуры, колесики прокрутки и другие системы ввода информации. Консоль управления полетом можно теперь «считать огромным компьютерным интерфейсом» [13].

Что можно сказать о современных летчиках и летчицах, которые, уютно устроившись в кабинах, несутся сквозь воздушный океан, сопровождаемые призраками Сперри, Поста и Сент-Экзюпери? Нет нужды говорить, что работа пилотов коммерческих пассажирских авиалиний утратила всякую ауру романтики и дух приключений. Воздушный волк, бравший на себя штурвал и летавший не столько по приборам, сколько руководствуясь чувством и интуицией, стал фигурой, не имеющей никакого отношения к реальной жизни. Во время обычного пассажирского рейса пилот берет на себя управление на несколько минут – на две минуты во время взлета и на одну-две минуты во время посадки. Все остальное время пилот следит за экранами и вводит в компьютер необходимые данные. «Из мира, где автоматизация была инструментом, помогавшим пилоту справляться с нагрузкой, – замечает Билл Фосс, президент Фонда безопасности полетов (Flight Safety Foundation), – мы ушли в мир, где автоматы стали первичны, ибо они сами ведут самолет» [14]. Ученый и советник Федерального авиационного агентства (Federal Aviation Administration, FAA) Хемант Бхана пишет: «Как только автоматизация достигла определенного уровня сложности, роль пилота свелась к слежению и надзору за работой автоматов» [15]. Пилот гражданской авиации стал компьютерным оператором. В этом, по мнению многих ученых и специалистов, кроется большая проблема.

Лоуренс Сперри встретил смерть в 1923 году, когда его самолет упал в Ла-Манш. Уайли Пост умер в 1935 году после падения самолета на Аляске. Антуан де Сент-Экзюпери погиб в 1944 году – его самолет пропал над Средиземным морем. Преждевременная гибель была одним из аспектов профессионального риска пилотов в годы становления авиации. Романтика и героический ореол доставались дорогой ценой. Вместе с пилотами с удручающей частотой гибли и пассажиры. Когда в 20‑е годы пассажирская авиация стала самостоятельной отраслью, издатель американского авиационного журнала призывал правительство обратить самое пристальное внимание на безопасность полетов, заметив, что ежедневно происходят смертельно опасные катастрофы с людьми, которых перевозят по воздуху недостаточно опытные летчики [16].

Времена опасных полетов, по счастью, канули в Лету. Компьютеризация вместе с усовершенствованием конструкции самолетов, меры по обеспечению безопасности, осуществляемые авиакомпаниями, подготовка экипажей, регулирование воздушного движения внесли свой ощутимый вклад в резкое снижение числа несчастных случаев на воздушном транспорте за последние десятилетия. В США и других западных странах авиационные катастрофы стали исключительной редкостью. С 2002 по 2011 год американские авиакомпании перевезли 7 миллиардов пассажиров. Из них в авиакатастрофах погибли 153 человека. То есть двое погибших на один миллион человек. Для сравнения можно вспомнить, что с 1962 по 1971 год было перевезено 1,3 миллиарда, из которых в катастрофах погибли 1696 человек, 133 погибших на миллион пассажиров [17]. Однако к этим лучезарным фактам можно сделать весьма мрачную сноску. Профессор психологии из университета Джорджа Мейсона (George Mason University) Раджа Парасураман, один из признанных специалистов в области автоматизации, считает, что снижение общего числа авиационных катастроф маскирует появление аварий нового типа [18]. Пилоты, берущие на себя управление полетом в нештатных ситуациях при отказе бортовых компьютеров, часто совершают ошибки. Последствия, как в случае с самолетами Continental Connection и Air France, могут стать катастрофическими. За последние 30 лет десятки психологов, инженеров, специалистов по эргономике и экспертов по «человеческому фактору» изучали изменения возможностей человека при управлении полетом в результате компьютерной автоматизации. Ученые выяснили, что уверенность пилотов в надежности автоматики снижает их квалификацию, увеличивает время срабатывания рефлексов, ослабляет концентрацию внимания, и все это вместе приводит к деквалификации экипажа. Такой вывод сделал Джен Нойес, специалист по человеческому фактору из Бристольского университета (University of Bristol) [19].

Озабоченность непредсказуемыми побочными эффектами автоматизации полетов отнюдь не нова. Она появилась одновременно с внедрением стеклянных кабин и автоматов. В 1989 году в докладе исследовательского центра NASA говорилось, что по мере того, как за предыдущее десятилетие в самолетах стало увеличиваться число компьютеров, у исследователей возрастает беспокойство, так как замещение человеческих функций автоматическими устройствами может иметь неприятную оборотную сторону. Несмотря на все восторги, связанные с автоматизацией полетов, многие авиакомпании высказывали опасения, что пилоты могут впасть в зависимость от автоматов и это снизит квалификацию экипажей и их способность адекватно реагировать на текущую ситуацию [20].

Проведенные с тех пор исследования связали многие катастрофы с отказами автоматических систем и с ошибками экипажей во время работы в «ручном» режиме [21]. В 2010 году Федеральное авиационное агентство обнародовало предварительные данные большого исследования полетов за предыдущие десять лет. Они показали, что неадекватные действия пилотов стали причиной более чем двух третей всех авиационных катастроф. Летчики становятся рассеянными в результате работы с бортовыми компьютерами, перекладывая на них всю ответственность, считает ученый из FАА Кэти Эббот [22]. То же подтверждает и правительственный доклад о бортовой автоматизации в авиации, выпущенный в 2013 году [23].

Интересны исследования, проведенные Мэтью Ибботсоном, молодым специалистом по человеческому фактору из престижного британского Крэнфилдского университета (Cranfield University) [24]. Он нашел 66 опытных пилотов британских авиакомпаний и предложил каждому из них выполнить на тренажере опасный и трудный маневр – посадить Boeing-737 в плохую погоду и с горящим двигателем. Автоматизированные системы управления были отключены, и совершать посаду пришлось вручную. Часть пилотов безукоризненно справились с поставленной задачей, но остальные едва тянули на оценку «удовлетворительно». Ибботсон нашел строгую корреляцию между умением пилота обращаться с ручным управлением и количеством времени, в течение которого он управляет самолетом вручную, без помощи автоматики. Это доказало, что готовность пилотов управлять в нештатных ситуациях высока, если они применяли ручное управление в течение двух последних месяцев. Анализ данных выявил, что привычка к ручному управлению быстро утрачивается без практики. В частности, особенно уязвимым навыком Ибботсон называет способность пилота контролировать скорость воздушного судна. А это умение наиболее важно во многих опасных ситуациях.

В том, что автоматизация ухудшает способность пилотов управлять самолетом, нет ничего сверхъестественного. Так же, как и во многих других трудных профессиях, требуется сочетание психомоторных и когнитивных навыков, то есть обдуманных действий и активного, действенного, мышления. Пилот должен уметь безупречно работать инструментами, одновременно быстро и точно оценивать ситуацию и ее последствия. При этом, совершая сложнейшие ментальные и физические действия, он должен отчетливо замечать, что происходит вокруг, и отличать значимые сигналы от несущественных. Пилот не может позволить себе ни малейшей рассеянности, при этом у него не должно сужаться поле зрения. Овладение столь многогранными навыками немыслимо без упорной каждодневной практики. Начинающий пилот обычно испытывает затруднения при переходе от умственной работы к физическим действиям. Если возникает нештатная ситуация, он может отвлечься или растеряться и пропустить важное изменение в работе самолета.

Со временем, по мере повторения действий в тех или иных ситуациях, новичок приобретает уверенность в себе, реже делает паузы, а его движения становятся более точными и выверенными. По мере накопления опыта в мозгу возникают так называемые умозрительные модели (специализированные группы нейронов), которые позволяют ему распознавать закономерности складывающихся обстоятельств. Эти модели позволяют пилоту понимать все нюансы и реагировать на них интуитивно, не увязая в анализе ситуации. Со временем мысли и действия переходят друг в друга без остановки. Управление полетом становится второй натурой. Задолго до того, как ученые начали исследовать мозг пилотов, Уайли Пост [15]15
   Уайли Пост – первый пилот, совершивший кругосветный полет в одиночку.


[Закрыть] очень точно описал необходимые условия уверенного управления полетом. «Я летал, – говорил Пост в 1935 году, – без малейших умственных усилий, полагаясь на подсознание, которое безошибочно руководило всеми моими действиями» [25]. Пост не родился с такими способностями, они выработались у него в результате тяжкого труда.

Когда в самолетах появились компьютеры, изменились природа труда летчика и его нагрузки. Но бытие определяет сознание. По мере того как автоматы берут на себя физическое управление воздушным судном, человек освобождается от монотонного физического труда. Это смещение ответственности является все же благом. Внедрение автоматики уменьшает нагрузку на психику пилота, дает ему возможность сосредоточиться на когнитивных аспектах управления полетом. Но за все в жизни надо платить. Психомоторные навыки слабеют и утрачиваются, и это может сильно помешать пилоту в тех редких, но критических ситуациях, когда от него требуется взять управление и ответственность на себя. Пилоты начинают терять не только когнитивные, но и ментальные навыки.

Надо сказать, что и сами летчики всегда настороженно относились к отказу от ответственности в пользу машин. Во времена Первой мировой войны они по праву гордились своим мастерством маневрирования, проявленным в воздушных боях, и не желали иметь дело с автопилотами Сперри [26]. В 1959 году астронавты, участвовавшие в проекте «Меркурий», взбунтовались против планов Concours de la Sécurité en Aéroplane NASA убрать системы ручного управления из кабин космических кораблей [27]. Но сейчас озабоченность авиаторов стала еще сильнее. В рамках исследования Ибботсон опрашивал пилотов гражданской авиации, задавая им вопрос: «Влияет ли автоматизация на способность управлять самолетом?» Более трех четвертей опрошенных ответили, что «их мастерство деградировало», и лишь очень немногие говорили, что оно улучшилось [28]. В 2012 году, по данным Европейского агентства авиационной безопасности, 95 % опрошенных пилотов заявили, что «автоматизация подрывает основы летного мастерства» [29]. Рори Кей, капитан воздушного судна, проработавший много лет в авиакомпании United Airlines, занимающий ныне ведущий пост в отделе безопасности Ассоциации пилотов гражданской авиации, в интервью, данном в 2011 году агентству Associated Press, был весьма категоричен: «Мы забываем, как надо летать» [30].

Циники поспешат возразить, что за этими высказываниями кроется обыкновенный эгоизм – страх потерять работу в условиях тотальной автоматизации и перспектива уменьшения заработной платы. Надо признать, что в какой-то степени они правы. Шестьдесят лет назад в кабине экипажа предполагались места для пяти высокооплачиваемых и квалифицированных профессионалов: штурмана, радиста, бортинженера и двух пилотов. Должность радиста была упразднена в пятидесятые годы, когда радиосвязь стала более надежной, а работа с рацией перестала требовать серьезных навыков. Штурманы исчезли из кабин лайнеров в шестидесятые годы, когда их место заняли инерциальные системы навигации. Бортинженер сохранил свое место дольше. Его задачей было слежение за показаниями бортовых приборов и сообщение пилотам информации о функционировании механизмов машины. Должность начали упразднять в семидесятые годы с появлением «стеклянных панелей управления». После закона о приватизации авиакомпаний их собственники сделали все от них зависящее, чтобы сократить расходы, и для начала решили убрать из кабин бортинженеров, оставив там только двух пилотов – первого и второго. Последовала жестокая схватка с профсоюзами, желавшими сохранить для инженеров рабочие места. Эта битва продолжалась до 1981 года, когда президентская комиссия пришла к выводу о том, что для обеспечения безопасности пассажирских перевозок бортинженеры на гражданских воздушных судах не нужны. С тех пор экипаж, состоящий из двух человек, стал нормой. По крайней мере, пока. Некоторые эксперты, кивая в сторону армейских беспилотников, начинают говорить о том, что два пилота в кабине одного самолета – непозволительная роскошь [31]. «Наступает эра беспилотных лайнеров, – сказал на авиационной конференции в 2011 году заместитель директора компании Boeing Джеймс Элбо, – замена экипажей автоматами лишь вопрос времени» [32].

Распространение автоматизации в гражданской авиации сопровождалось неуклонным снижением оплаты труда пилотов. Если опытный командир реактивного гражданского самолета получает около 200 тысяч долларов в год, то новичок сейчас зарабатывает около 20 тысяч, а иногда даже меньше. Средняя начальная зарплата опытного пилота в основных авиакомпаниях составляет в среднем 36 тысяч долларов в год, что, по мнению журналиста The Wall Street Journal, «чертовски мало для среднего профессионала» [33]. Несмотря на такие скромные зарплаты, до сих пор бытует мнение, что пилотам платят громадные деньги. В статье, опубликованной на сайте Salary.com, автор называет пилотов гражданских лайнеров самыми «высокооплачиваемыми профессионалами» современной экономики [34].

Однако эгоизм пилотов, когда речь идет об автоматизации, оказывается намного глубже, чем забота о сохранении рабочих мест и заработной плате. И даже о собственной безопасности. Каждое технологическое новшество влияет на условия их работы и роль, которую они играют. Это, в свою очередь, меняет их взгляд на себя и то, как их оценивают другие. Речь идет о социальном статусе и самооценке. То есть для пилота, когда он говорит об автоматизации, дело касается не только техники, но и его автобиографии. Кто я – хозяин машины или ее слуга? Кем я являюсь в этом мире – актером или зрителем? Кто я – субъект или объект? «По сути дела, – пишет историк техники из Массачусетского технологического института Дэвид Минделл в своей книге “Digital Apollo” (“Цифровой Аполлон”), – это споры о контроле и автоматизации на воздушных судах и о значимости человека в сфере машин. В авиации, как и в любой отрасли человеческой деятельности, технологические перемены тесно переплетаются с переменами социальными» [35].

Пилоты всегда очень четко определяли отношение к своей профессии. В 1900 году Уилбур Райт писал Октаву Шанюту – другому пионеру авиации – о роли пилота: «В нашем деле главное – навык, а не механизмы» [36]. Это не простая банальность. Райт говорил о том, что уже тогда, на заре авиации, вышло на первый план – противоречие между возможностями машины и умением пилота.

Когда строились первые аэропланы, конструкторы много спорили о том, насколько машины должны быть устойчивы, то есть держать направление полета и высоту в любых условиях. На первый взгляд, может показаться, что чем больше устойчивость самолета, тем лучше, но в действительности это не так. Всегда должен быть разумный компромисс между устойчивостью и маневренностью. Как говорит Минделл: «Чем более устойчива машина, тем больше усилий требуется для того, чтобы вывести ее из равновесия. Значит, она становится менее управляемой. Верно и обратное утверждение: чем более управляемым и маневренным является самолет, тем менее он устойчив» [37]. Автор вышедшей в 1910 году книги о воздухоплавании писал о том, что вопрос об устойчивом равновесии «расколол авиаторов на два лагеря». По одну сторону баррикад находились те, кто утверждал, что равновесия следует добиваться любой ценой, оно должно быть автоматическим и система его сохранения встроена в конструкцию машины. С другой стороны располагались специалисты, считавшие, что «достижение равновесия в полете – это дело авиатора» [38].

Братья Уилбур и Орвил Райт находились во втором лагере. Они считали, что самолет должен быть неустойчивым, как велосипед и даже как «норовистая лошадь» [39]. В такой ситуации пилот имеет максимальную свободу действий. Братья Райт использовали открытые принципы в построенных ими самолетах, показывавших образцы маневренности, которая намного превосходила устойчивость. «То, что братья Райт изобрели на заре авиации, – говорит Минделл, – оказалось не просто самолетом, способным летать, это была сама идея аэроплана как динамичной машины, находящейся под контролем человека» [40]. Братья Райт проиграли спор о равновесии и устойчивости. Когда самолеты начали перевозить пассажиров и ценные грузы на дальние расстояния, свободу рук и виртуозное мастерство пилотов сочли вещами второстепенными. Главными целями стали безопасность и эффективность. Для того чтобы их достичь, пришлось ограничить поле самостоятельной деятельности пилотов. Этот переход был постепенным, но каждый раз техника завоевывала новые позиции, оттесняя пилотов на второй план. В статье, опубликованной в 1957 году, летчик, испытывавший истребители, по имени Джордж Робертс взволнованно писал о том, как автопилоты превращают членов экипажа всего лишь в дополнительный багаж. «Пилоту, – саркастически писал Робертс, – следовало бы поинтересоваться, оправдывает ли он финансово свой полет или нет» [41].

Однако все гироскопические, электромеханические, инструментальные и гидравлические инновации были лишь легким намеком на то, что принес с собой компьютер. Он изменил не только рисунок полета, но и характер автоматизации. Во многих современных пассажирских самолетах программа может даже аннулировать введенную команду пилота при выполнении экстренного маневра. За компьютером остается последнее слово. «Он не летал на самолетах, – говорил об Уайли Посте его второй пилот, – он был с ним одним целым» [42]. За последние несколько десятилетий авиация пережила коренную трансформацию. Состоялся переход от механических систем управления к цифровым; в самолетах становится все больше программ и мониторов, автоматизирующих физическую и умственную работу пилотов. Размывается само понятие профессии летчика. Все это суть проявления куда более глубокой трансформации, которую переживает в настоящее время все наше общество. «Стеклянную панель управления, – подчеркивает Дон Харрис, – можно считать прототипом мира, где компьютеры стали вездесущими» [43]. Положение пилотов демонстрирует противоречия между конструкциями автоматизированных систем и принципами, согласно которым работают тела и умы людей, пользующихся этими системами. Накапливающиеся данные об ослаблении навыков, притуплении восприятия и замедлении реакции должны заставить нас остановиться, взять паузу и осмотреться. Начиная жить в стеклянных кабинах, мы неизбежно столкнемся с тем, что уже давно известно летчикам: стеклянная кабина легко превращается в стеклянную клетку.