关键词:视觉误差、地形与环境错觉、跑道几何特征错觉、大气与光线错觉、运动与姿态错觉
着陆是飞行中关键的阶段之一,也是不安全事件甚至是事故的多发阶段。影响着陆安全的因素很多,例如:不利天气,人为因素,外界干扰,不稳定进近等。其中视觉误差是一个不能忽视的因素。
着陆视觉误差简单来说就是:在特定的环境和跑道条件下,飞行员对看到的参考物体做出了错误的判断,就是所谓的误高为低,误远为近等等。视觉误差的后果可能会造成着陆时的各种偏差,这就影响了飞行安全。
外界物理条件导致着陆视觉误差的主要类型
1.地形与环境引发的视觉误差
斜坡地形错觉:
当跑道位于上坡(如机场建于山坡)或周围地形有显著坡度时,飞行员易误判飞机实际高度。例如,上坡地形会让飞机看起来比实际更高,导致飞行员提前下降,可能引发接地过早;下坡地形则可能导致相反误差,误以为高度不足而推迟下降。
周围参照物缺失或误导:
在缺乏明显地标(如海洋、沙漠机场)或夜间照明不足时,飞行员依赖的视觉线索减少,易产生 “黑洞效应”,即跑道灯光成为唯一可见点,导致高度和下滑道判断偏差。飞机在夜间或低能见度气象条件下进近时,跑道周边缺乏明显地面特征,飞行员会产生 “飞机高于实际高度” 的错觉。NASA 研究表明,在黑洞效应影响下,飞行员常对飞机下滑通道做出错误判断,导致进场高度过低。
2.跑道几何特征引发的误差
跑道宽度错觉:
较窄的跑道会让飞行员感觉飞机距离跑道更远、高度更高(因宽度线索暗示距离更远),从而推迟拉平或推杆,导致接地过近;反之,较宽的跑道可能让飞行员觉得低,提前拉平或进场高。
跑道长度错觉:
短跑道看起来没那么陡,短五边看起来会觉得低,容易飞高进场;长跑道看起来很陡,短五边看起来会觉得高,可能导致飞行员推迟拉平。
跑道坡度错觉:
向上倾斜的跑道(如跑道有上坡)会让飞机显得高度过高,向下倾斜的跑道则可能让飞行员误以为高度不足。
3.大气与光线条件引发的误差
能见度降低导致的距离误判:
雾、霾、小雨等天气中,大气散射削弱物体对比度,远处跑道灯光模糊,飞行员易低估实际距离,导致进场速度过快或过晚调整姿态;强光(如雪地反光)则可能掩盖跑道细节,影响判断。
黄昏/黎明光线错觉:
低光照条件下,地平线模糊,跑道与天空的对比度降低,飞行员易混淆跑道边界或误判下滑道角度,尤其是在无明显天地线时。
大气透视效应:
远处物体因大气颗粒显得模糊,飞行员可能依赖清晰度判断距离,导致在干净大气中高估距离(物体清晰,误以为更近),或在浑浊大气中低估距离(物体模糊,误以为更远)。
4.运动与姿态相关的视觉误差
侧风或偏流角引发的漂移错觉:
侧风条件下,飞机需保持航向修正,但飞行员可能因交叉角过大导致MCP板高度和平时不同,误判飞机姿态。
速度错觉:
雨中跑道积水反光或在光滑跑道(如结冰)上,地面纹理减少,飞行员易感觉速度过慢(实际速度正常),从而错误地判断飞机趋势。
俯仰姿态误判:
当飞机姿态异常(如俯仰角过大或过小)或者飞700机型,决断高之后视线转换后在大风乱流条件下可能忽略仪表数据,惯性修正飞机姿态到基本姿态导致入口下降率过大或过小。
5.经验与预期引发的认知误差
熟悉跑道的 “模式化” 错觉:
飞行员对常飞机场的跑道特征形成固定预期,若临时更换相似但规格不同的跑道(如长度、宽度相近但坡度不同),易因经验惯性误判实际参数。
仪表与视觉的冲突:
当仪表指示与视觉感知矛盾时(如 ILS 信号正常但跑道视觉上 “歪斜”),若飞行员过度依赖视觉(尤其是低能见度训练不足时),可能引发操作失误。
飞行员生理因素导致着陆视觉误差的主要类型
1.视觉感知的线索依赖与局限性
视觉系统通过相对大小、线条透视、纹理梯度、运动视差等线索判断距离和深度。例如,跑道标志线的间隔变化(透视)帮助飞行员感知距离,若跑道标志线规格异常(如国际标准与国内差异),线索失效会导致误判。
缺乏立体视觉(单眼线索主导)时,飞行员依赖经验补偿,如夜间或低能见度下,单眼线索(如跑道灯光排列)的解读易受干扰。
2.大脑的视觉处理与认知偏差
大脑倾向于将视觉信息整合成熟悉的模式,若跑道环境不符合预期(如非标准灯光布局),可能强行 “拟合” 旧经验,导致错误判断。
长时间处于单一视觉环境(如平飞阶段)后,突然转换到复杂进近场景时,神经适应延迟可能导致短暂的感知失真。
3.环境干扰与线索冲突
当自然线索(如地平线、地形)与人工线索(如跑道灯光、仪表)不一致时(如侧风导致机身倾斜但跑道平行),飞行员的视觉系统可能优先处理高对比度或动态线索(如移动的跑道边缘灯),忽视仪表数据。
大气条件(如雾)会削弱纹理梯度和运动视差,迫使飞行员依赖更少的线索(如跑道灯光的纵向间隔),而这些线索在低对比度下易被误读。
4.生理因素
疲劳或高工作负荷状态下,飞行员的视觉注意力分配能力下降,可能漏看关键线索(如跑道末端标志),或过度关注次要线索(如无关灯光)。长时间飞行任务给飞行员身体和精神带来沉重负担。从生理机制上讲,长时间集中精力驾驶飞机,会使飞行员中枢神经系统逐渐进入抑制状态,注意力分配能力下降,反应速度变慢。国际航协数据显示,约 15 - 20% 的致命飞行事故与飞行员疲劳密切相关。例如,长时间跨洋飞行或连续执行多个短程航班任务,会使飞行员疲劳感不断累积,超过一定阈值后,严重影响其对飞行中各种信息的准确感知和判断,以及对突发情况的及时应对能力。当飞行员处于疲劳状态时,其对跑道能见度变化以及灯光信息的敏感度会降低,更容易出现视觉误判。
前庭觉与视觉的冲突(如飞机实际姿态与视觉感知的地平线不一致)会引发空间定向障碍,进一步加剧视觉误差。
飞行员心理因素导致着陆视觉误差
1.侥幸心理与冒险倾向
从心理学动力学角度分析,部分过度自信的飞行员在飞行中往往低估飞行风险。例如,长时间飞行任务即将结束,临近目的地机场时,一些飞行员可能产生 “回家心理”。这种心理状态下,他们急于完成飞行任务,回到熟悉环境,潜意识里放松对飞行风险的警惕,面对不利飞行条件时,冒险尝试着陆操作,而不按规范程序选择复飞或采取其他更安全措施,增加了飞行事故发生的可能性。在低跑道能见度等不利视觉条件下,这种侥幸心理和冒险倾向可能会被放大。飞行员可能会因急于完成飞行任务,而在明知视觉条件不佳的情况下,仍然冒险尝试着陆,忽视了潜在的安全风险。
2.紧张和焦虑
在一些特殊情况下,如遇到恶劣天气、飞机出现故障或面临紧急情况时,飞行员可能会产生紧张和焦虑情绪。紧张焦虑时,飞行员的注意力可能会过度集中在引起焦虑的事物上,导致视野变窄。原本能够轻松观察到的周边环境信息被忽视,仅聚焦于眼前的部分区域,这会影响飞行员对整体飞行环境的感知,难以察觉潜在的危险,跑道周围的异常情况等。
紧张焦虑会干扰大脑对视觉信息的处理速度。飞行员在面对复杂的视觉场景时,如多个仪表同时出现异常显示或空中出现突发状况,可能需要更长的时间来理解和解读所看到的信息,从而延迟做出正确反应的时间。
正常情况下,飞行员会按照一定的规律进行眼动扫视,以获取飞行所需的各种信息。然而,紧张焦虑可能会打破这种规律,使眼动变得急促、无规律,难以有效地获取关键信息。例如,频繁地在不同仪表之间快速切换视线,却无法专注于任何一个仪表的详细信息,影响对飞行状态的准确判断。
紧张焦虑可能导致飞行员对某些信息的注视时间过长或过短。过度关注某个仪表或问题点,而忽略了其他重要信息的监测;或者对一些关键信息的注视时间过短,未能充分理解其含义,都可能给飞行安全带来隐患。
通常情况下,飞行中心理生理和外界环境三大类因素都会同时出现以1+1+1>3的效果叠加影响飞行员着陆时的视觉判断,如果在某一类因素中陷入误区,其他两类因素会显著提高误差真实性从而造成着陆的判断失误或滞后,导致着陆控制错过了最佳时机,并显著提高重着陆发生的概率。
让我们一起分析一次在西安05L老跑道的重着陆译码:
西安老05L跑道:
跑道有0.3%的上坡,进跑道之前地形是下坡,跑道FAA标志。
Vref:143,下雨夜航湿跑道能见度低。

着陆条件不算恶劣,但是导致视觉误差的因素每种都有一些,叠加就会产生导致跑道内重擦碰的最佳入口条件:100英尺之前下坡地形会觉得飞机距离地面近飞机低从而减小下降率,100英尺到入口前跑道上坡又显得很明显飞高了,收油门减小姿态,入口了开始增加下降率,正常拉开始高度控制下沉由于拉平高视觉误差觉得还有距离正常拉杆,发现下的快已经10英尺了。
跑道0.3%的上坡、入口前的下坡地形加上跑道上坡与夜航低能见度叠加,会在跑道入口附近诱发典型的“飞机偏高”视错觉:视觉上飞机像高于正常下滑道,机组据此收油门、减小俯仰姿态,导致入口下降率异常增大,飞机进入加速下沉状态。加速下沉自带向下的惯性,若仍按正常下沉的经验在习惯高度拉杆控制下沉,同样的操纵量必须先抵消向下惯性才能降低下降率,拉开始过程需要消耗比正常下沉更多的高度。
正常下沉控制下沉(稳定进近)
正常下降率—带杆—下降率逐步减小—柔和接地。稳定进近时下降率适中,从带杆到下降率有效减小的操纵空行程短,消耗高度少,机组有充足的高度余量和观察时间完成拉平,接地柔和。
加速下沉控制下沉(本案例场景)
减小加速下沉趋势—减小过大下降率—恢复正常下降率—下降率逐步减小—接地。加速下沉时下降率大、向下惯性大,同样的带杆量必须先抵消向下惯性,下降率才开始减小,从拉开始到下降率有效衰减所需的高度明显多于正常下沉。等机组目视察觉下沉过快时,往往已掉到10英尺上下,剩余高度已不足以将下降率衰减到安全接地范围,极易发生重着陆。
图:正常下沉与加速下沉控制下沉所需拉开始高度对比(示意:同样从50英尺拉开始,加速下沉需先抵消向下惯性,高度损失更快)
公司重着陆高发机场:
厦门 :23(3400*45)
长春:24(3200*45)
西安:老05L(3000*45)
珠海:05(4000*45)
都有跑道带上坡或者跑道前地形变化不平坦等因素。
大部分的机场都有引起着陆视觉误差的因素,叠加气象条件和飞行员自身生理或心理波动就会导致着陆安全裕度降低,进近准备的时候提前看一下想一想,做到心中有数,心里有警觉,就能有效避免和减弱视觉误差对于着陆带来的不利因素。
风险管控方式:
一是把可能诱发视觉误差的环境因素提前纳入进近简令讨论。在准备阶段就要根据机场、跑道、天气和夜间条件,预判本次进近“哪一段容易误判、主要观察什么、以哪个仪表为准”,让机长和副驾驶事先达成一致。这样临场就不靠个人感觉临时决定,而是按既定方案执行,从源头上减少被错觉牵着走的可能。
二是飞行中做到“里外结合、相信仪表”。低能见度、夜间或地形复杂时,目视线索容易失真,应以仪表(下滑道、姿态、下降率、速度)为主要依据,把跑道目视当作校验手段而不是主导。当仪表指示与视觉感知矛盾时,要相信仪表、及时提醒对方,避免被“偏高、偏低”的错觉牵着做出错误修正。
三是避免入口前大幅增加下降率的修正动作。入口附近切忌因为感觉偏高就推杆、收油门抢高度,这样容易让飞机进入加速下沉、向下惯性增大,等到察觉时高度已所剩无几。应保持稳定进近的参数,在较高的高度用小而连续的修正,把偏差消除在入口之前;一旦偏差过大或修正不及时,果断复飞比冒险落地更安全。
四是结合案例强化警觉。对照西安05L等案例,提前识别“入口前下坡地形+跑道上坡+低能见度”这类叠加的高发组合,主动预判“飞机偏高”的错觉,用稳定的下降率和充足的带杆提前量控制下沉,不给重着陆留机会。
作者:飞行部九大队江帆
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