letadla

Objednejte se on-line

Optické iluze na finále

“Wroclaw tower, clear to land”, potvrdil pilot povolení k přistání řídícímu na věži na letišti Copernicus Airport Wroclaw. Letěl jsem s kamarády na trase Roudnice - Dresden - Wroclaw -Roudnice. Přiblížení ve Wroclavi probíhalo poklidně a jak to tak bývá, nehoda může být dílem náhlého okamžiku. Pilot totiž podrovnal letadlo příliš vysoko, asi v 5 metrech, pečlivě provedl výdrž v této nebezpečné výšce a vytratil rychlost. Letadlo se prosedlo a dopadlo z velké výšky na dráhu. Pilot udělal nebezpečnou chybu, protože selhal jeho odhad výšky. Selhání nebylo náhodné. Existují totiž situace, kdy podléháme optickým iluzím a zde si vysvětlíme, jak fungují a kde se s nimi můžeme setkat. Nikdy bych nevěřil, kolik vydrží podvozek Cessny C-172 RG a musím vyjádřit obdiv nad pevností konstrukce tohoto letadla. Že jsme vyvázli bez nehody, to nebyla zásluha pilota. Bylo zjevné, co bylo příčinou tvrdého dopadu. Stejnou chybu jsem udělal, když jsem ve výcviku poprvé letěl na řízené letiště. Podrovnání ve velké výšce proběhlo v Praze - Ruzyni na dráze 31 a zkušený instruktor byl tenkrát na moji chybu připravený. Jak pilot vyhodnocuje správnou výšku pro podrovnání ? Inu, rozhlédne se kolem sebe a vidí dráhu. Má už pár přistání za sebou a ví, jak by v okamžiku podrovnání měla vypadat dráha, vzdálenost jejích okrajů, tvar, perspektiva.

Porovná aktuální obraz dráhy s obrázkem v paměti, a pokud se přibližně shodují, výška je správná a nastal čas pro přistání. Jestliže jste například zvyklí létat na letišti Příbram, tak zde mají dráhu širokou 30 metrů. Poté se vydáte na Ruzyni, tam má dráha šířku 45 metrů a Cessna se na ní ztrácí. Pohled na příbramskou dráhu z 2 metrů působí prostorově podobně jako pohled na ruzyňskou z 5 metrů. Při přiblížení obrazy v zorném poli a v paměti do sebe zapadnou předčasně. Podléháme optickému klamu, který patří mezi letové iluze a který má neblahé důsledky pro podvozky našich letadel. Situace je popsaná na obrázku 1c. Vlevo je vykreslený tvar dráhy, jak ji vidí pilot. Vpravo je domnělá poloha letadla vytečkována tak, jak jí pilot vyhodnocuje. Skutečná poloha letadla je vykreslena plně. Svoji úlohu při tomto přistání sehrál i asfaltový povrch dráhy, který je šedivý, jednolitý, bez optických detailů a ztěžuje správný odhad výšky. Při přistání na trávu můžete vnímat ubíhající travní drny a drobné nerovnosti, které lze opticky rozlišit, a můžete se přesněji výškově orientovat. Asfalt je v odhadu výšky méně přátelský. Navíc pokud letíte správně v ose dráhy, okraj široké dráhy na velkém dopravním letišti je daleko a v odhadu výšky Vám nepomůže ani pohled do příliš vzdáleného okolí dráhy. Obrázek 1: Vliv šíře dráhy na pilotovu představu dráhy S opačnou situací jsem se potrápil na ploše SLZ v Nymburce. Bývalá přáškařská plocha je široká 15 metrů. Snaha vtěsnat si obraz dráhy v Nymburce do obrazu, jak vnímáte dráhu při přistání v Příbrami, nemusí dopadnout dobře. Hrozí podklesání bezpečné výšky a dojde k předčasnému kontaktu s dráhou. Nejvíce tím utrpí zase podvozek letadla. To, co selhává, je odhad vzdálenosti mezi letadlem a dráhou. Předpoklad, že výška se dá vyvodit z viditelného tvaru dráhy, funguje jen na letišti, kde tvar dráhy známe. Podobné selhání odhadu správné výšky v poloze na finále může způsobit sklon dráhy, na kterou přistáváte. Dobře si pamatuji své přistání ve Strunkovicích na dráhu 33, která je 900 metrů dlouhá a klesá o 18 metrů. To je už znatelný svah.

I když jste ve správné výšce na finále, sklon dráhyzmění optický tvar dráhy, který vnímáte tak, že se vám jeví plochá tak, jako když jste podklesali sestupovou rovinu. Budete mít tendenci zpomalit sestup tak, abyste si vnímaný obraz dráhy upravili do očekávaného tvaru v poloze na finále. Situace je vykreslená na obrázku 2c. Důsledek je jednoznačný, nad práh dráhy přiletíte příliš vysoko, navíc klesající dráha vám ztěžuje vytrácení rychlosti a letiště bude náhle krátké. Nic z toho se netýká těch, co jsou ve Strunkovicích doma, protože oni už znají, jak má vypadat tvar jejich dráhy při pohledu z letadla na finále. Analogicky opačná situace bude při přistání v opačném směru na dráhu 15, kdy bude pilot mít tendenci podklesat správnou sestupovou rovinu, protože se mu dráha do kopce jeví tak, jak se obvykle dráha jeví z větší výšky. Navíc bude mít méně energie potřebné k provedení výdrže do kopce. Podobnou dráhu mají třeba také v Plasích, kde je svah výrazný. Obrázek č. 2: Vliv sklonu dráhy na pilotovu představu dráhy Abychom pochopili, proč odhad výšky za určitých situací selhává, musíme si vysvětlit, jak vlastně odhad vzdálenosti u člověka funguje. Využíváme toho, že máme dvě oči:

1. máme dvě oči a při pohledu na cíl se pohledy obou očí sbíhají. Z vyhodnocení úhlu sbíhavosti pohledu obou očí při pohledu na věc dokáže mozek ze sbíhavosti pohledů každého oka vypočítat vzdálenost předmětu. Takto odhad vzdálenosti funguje maximálně na 6 metrů, na větší vzdálenost je sbíhavost obou očí tak malá, že je nevyhodnotitelná.

2. oči jsou vzdálené od sebe několik centimetrů a každé oko vnímá pozorovaný předmět z jiného bodu. Mozek dokáže porovnat obrazy obou očí a z odlišností obrázků „vypočítá“ vzdálenost pozorovaných předmětů. To je princip stereografické fotografie a 3D televize, které každému oku diváka nabízejí jiný obraz. Prostorové vnímání takto funguje maximálně na 200 metrů. Obraz vzdálenějších předmětů se od sebe liší tak málo, že výpočet vzdálenosti selhává. Fotografická a filmová technika si pomáhá tím, že uměle zvětšuje vzdálenost objektivů kamer a fotoaparátů, které pozorují prostor. Tím dokáže prostorově vykreslit i předměty vzdálenější. Cenou za prohloubení prostorovosti pozorovaného obrazu je zvýšené namáhání očí diváka a také ne zcela přirozený vzhled krajiny. Proto 3D obraz televize působí poněkud umělým dojmem. Nicméně pilot nemůže rozšířit vzdálenost svých očí od sebe a při odhadu vzdálenosti tímto způsobem musí vystačit s 200 metry.

Obrázek 3: Stereoskopická fotografie

3. mozek dokáže změřit, jak moc musí čočka oka ostřit napozorovaný předmět. Každý, kdo má fotoaparát ví, že všechno, co je vzdálenější, než asi 6 metrů, je z optického hlediska v nekonečnu. Tato dovednost nám opět slouží jen k odhadu vzdálenosti blízkých předmětů. Tyto relativně přesné metody odhadu vzdálenosti u člověka mají tedy omezení, fungují jen na omezenou vzdálenost a při přistávání v poloze 4. zatáčky a na finále nám pomáhají jen málo. Na tyto větší vzdálenost už člověk používá schopnosti, které fungují na principu odhadu, jsoumnohem méně přesné a za určitých okolností spolehlivě selžou:

4. vyhodnocujeme velikost pozorovaných předmětů. Pokud v blízkosti letiště vidím strom, vím ze zkušenosti, jak velký strom obvykle je. Z toho dokážu odhadnout vzdálenost pozorovaného stromu a tím také k letišti. Odhad vzdálenosti selže, jestliže pozorovaný strom je zakrslý stromeček, který vyvolává dojem dospělého stromu. Fungování tohoto klamu využívá oblíbený filmový trik, kdy model velikosti dětské hračky v obrazu kamery může být vydáván třeba za vesmírné plavidlo. Stačí, když bude ke kameře podstatně blíž, než pozadí obrazu.

Obrázek 4: Polibek pro sfingu umožněný selháním odhadu vzdálenosti

5. pozorujeme rychlost pohybu předmětů. Vidím před sebou letět letadlo a ze zkušenosti vím, jak se letadlo obvykle pohybuje rychle. Podle rychlosti, jakou se letadlo pohybuje v mém zorném poli, počítám vzdálenost pozorovaného letadla. Tento trik funguje pouze tehdy, pokud se rychlost letadla shoduje s předpokládanou. Takový předpoklad vůbec nemusí být pravdivý.

6. pozorujeme, jak se předměty vzájemně zakrývají. Hangár, který mi částečně zakrývá letiště, musí být logicky blíž, než letiště. Vzájemné zakrývání předmětů mi dává jasnou informaci o tom, co je blíž a co je dál. To funguje celkem spolehlivě. K odhadu vzdálenosti to pomáhá pouze za předpokladu, že vím spolehlivě, jak je vlastně hangár daleko. Ale jak to mám vědět v poloze na finále?

Obrázek 5: Optický klam založený na vzájemném zakrývání krychliček

7. pozorujeme detaily předmětů. Díváte se na strom. Podle toho, jak moc dokážete rozlišit jednotlivé větve, šišky na větvích, vidíte veverku v koruně a případně i bělmo v očích veverky, počítáte vzdálenost. Veverka nás ale pěkně zklame v okamžiku, kdy je mlha, kouřmo nebo prašné prostředí. Zhoršená dohlednost snižuje množství vnímaných detailů a vede k nadhodnocování skutečné vzdálenosti. To je nebezpečné při letu za VFR při zhoršené dohlednosti země. Jinou záludností je opticky chudé prostředí s nedostatek vnímaných detailů, třeba let nad zasněženou krajinou, budí falešný dojem, že jsem v dostatečné výšce nad terénem.

8. vnímáme perspektivu. Vzdálenost předmětů odhadujeme podle polohy k liniím rovnoběžek, které se sbíhají na horizontu. Pozorujete za letu pod sebou linie okrajů silnice, řek, polí, které se sbíhají. Pomáhá nám to v odhadu vzdálenosti. Funguje to ale jen za předpokladu, že linie, které pokládám za rovnoběžné, jsou takové i ve skutečnosti. Pokud je tvar pozorovaného pole lichoběžníkový, odhad vzdálenosti bude chybný.


Obrázek 6: Optická iluze vytvořená perspektivou.

Všechny tři figurky jsou ve skutečnosti stejně velké Nyní už chápeme, že odhad vzdálenosti prahu dráhy v poloze na finále funguje na principech, které jsou založeny na odhadu, na předchozízkušenosti a jsou nepřesné. Za určitých okolností nás mohou dokonce oklamat a my podlehneme optické iluzi. Odhad vzdálenosti při pohledu nad 200 metrů může být kdykoli chybný. Z toho plyne poučení, že odhadsprávné polohy letadla při přistávání na neznámém letišti je vždynejistý a přistání je rizikové. Můj instruktor mi radil přistávat na neznámém letišti postupem bezpečnostního přistání. Není chybou udělat si nejprve průlet nad dráhou v 50 metrech (samozřejmě pokud to situace a provoz, či spíše jeho absence, dovolují) a vlastní přistání provést se zvýšeným výkonem motoru s rozpočtem do jedné třetiny dráhy, pokud je dostatečně dlouhá. Z popsaných souvislostí je také zjevné, že dvě oči nám pro odhad vzdálenosti pomáhají jen do 200 metrů. Z toho důvodu jednooký pilotnebude v odhadu vzdálenosti hendikepovaný a jeho odhady budou mít srovnatelnou přesnost. Proto je podle předpisu možné, aby létali piloti s jedním okem postiženým, pokud je druhé oko zdravé. Stejně tak tupozraký pilot nebude mít v tomto ohledu problém (tupozrakost je oční nemoc, při níž mozek vnímá obraz pouze jednoho oka)

Obrazek 7: Efekt založený na interpozici a velikostní konstantě.

747 je podstatně větší a dál Typický příklad jiné iluze je na obrázku č. 3. Pilot přistává a vidí pod sebou smrk. Ví, jak velký smrk je a z toho odvodí přibližnou výšku nad terénem. Situace se stane dramatickou, když pod letadlem bude porost zakrslých smrků a pilot vyhodnotí jejich velikost nesprávně. Současně nadhodnotí svoji výšku a sestoupí nebezpečně nízko. Pokud předměty v terénu chybí úplně, odhad výšky se může stát téměř nemožným. Typickým příkladem je přistání v zasněžené krajině. Nedostatek optických detailů připohledu na zem vede piloty ke snižování výšky a vyhledávání těchto detailů. Když jsem dělal plachtařský výcvik, měli jsme před prahem dráhy les. Opakovaně nám v zimě končíval Blaník v lese, protože žák nesprávně odhadl výšku nad terénem, podklesal správnou sestupovou rovinu a před prahem dráhy mu nezbyla výška a rychlost k překonání překážky před dráhou. Stejná situace nastává při přistání v poušti. Extrémně se tento efekt projevuje při přistávání s hydroplánem na moře. Nikdy nemůžete vědět, jak velké vlny pod vámi jsou, voda je jednolitá plocha bez hodnotitelných optických detailů. Odhad správné výšky pro podrovnání hydroplánu je téměř nemožný. S hydroplánem je z tohoto důvodu obtížné správně podrovnat a přistát. Výcvikem a zkušeností se dá osvojit technika přistání, ale nikoliv schopnost odhadu výšky nad vodou.

Obrázek 8: vliv neznámého terénu v okolí letiště na dráhu přiblížení Další případ iluze se mi pravidelně stával v Bubovicích a jeho princip je nakreslený na obrázku 4b. Letiště Bubovice je z obou stran na mírném kopci. 

Krajina při letu k prahu dráhy stoupá. Když se v poloze 4. zatáčky podívám pod sebe, připadám si neobvykle vysoko a svádí mě to více klesat. Odhadovat správnou sestupovou rovinu pouze pohledem pod sebe by proto bylo chybné. Je třeba se dívat i před sebe.

Důsledek by zde byl při takové chybě pokaždé stejný: k prahu dráhy bych se dotahoval za mohutného řevu motoru v malé výšce. Zajímavé je, že iluze bude fungovat pouze tehdy, pokud svah terénu k letišti bude mírný. Pokud bude letiště na skále (Courchevel ve Francii), členitost terénu Vás donutí se dovtípit, že pohled pod sebe není optimální pro odhad výšky na finále. Analogickým opakem je přistání ve Zbraslavicích na dráhu 15, kde terén ve směru přistání mírně, nenápadně klesá směrem k letišti. Vždy mě to svádí k příliš velké výšce v poloze na finále. Optickému klamu ale nepodlehnou Zbraslaváci, kteří to znají a ošálit se nedají.

Obrázek č. 9: Vliv sklonu terénu před letištěm na dráhu přiblížení Jak je u letových iluzí obvyklé, podléháme jim všichni stejně naprosto nezávisle na zkušenostech a počtu nalétaných hodin.

 

Ti zkušenější z nás ale dříve klam prohlédnou a mají větší schopnost nalézt správné řešení situace. Selhání odhadu výšky a vzdálenosti hrozí více při přistání na cizím letišti v neznámém terénu. Při takovém přistání je dobré mít oči na stopkách, být vždy připravený manévr včas přerušit a opakovat okruh. (Článek byl uveřejněn v časopise Pilot 11/2011 vydávaném Leteckou amatérskou asociací)

Praha

Ostrava

České Budějovice

Parkování v Českých Budějovicích