How a cockpit remembers its speeds

Edwin Hutchins
How a cockpit remembers it speeds

(Resume)
Hutchins beskriver procedurerne omkring korrekt indstilling af flaps og slats samt korrekt hastighed under indflyvning og landing.

Han betragter cockpittet som en kognitiv ramme (cognitive frame) , og ser således ikke på enkeltpersoner, men hele cockpittet, personer og instrumenter.

Fokus er på at huske hastigheder. De er vigtige fordi et flys flyvedygtighed er afhængig af korrekte hastigheder. Hvis flyet flyver for langsom i forhold bæreplanets profil (flaps og slats) vil det stalle og styrte.
Under start og særligt landing er det omvendt vigtigt ikke at have for meget fart på. Hastighederne er afhængig af flyets vægt. Piloterne foretager derfor en række beregninger af hastigheder til de forskellige faser af flyvningen.

Beregningerne er således vigtige, og foretages på alle flyvninger. I flyselskabernes retningslinjer for håndtering af flytyperne er findes præcise anvisninger på hvorledes beregningerne foretages, lige som luftfartsmyndighederne kræver dem foretaget.

Slats and flaps (baggrund)
For at forstå hvad der foregår, er det nødvendigt med lidt baggrundsinformation om hvad flaps og slats er. Helt kort kan man sige at de begge er med til at ændre vingens profil, så den under start og landing giver mest mulig opdrift, mens de under normal flyvning giver mindst mulig modstand.

Som supplement kan kigges på disse links:
http://ing.dk/artikel/91264-dansk-pilot-fejl-paa-slats-er-oplagt-forklaring-paa-spanairulykke?highlight=slats
http://www.youtube.com/watch?v=khca2FvGR-w
http://www.youtube.com/watch?v=TgjOqGXNihM
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/flap.html

I de forskellige faser i flyvningen indstilles flaps og slats forskelligt, og hastigheden hvor flyet vil stalle vil være forskelligt. Et stall i lav højde vil være meget farligt. Piloterne skal således dels koordinere forskellige vingekonfigurationer til forskellige hastigheder, dels beregne og huske hvilke hastigheder der skal bruges under landing.

Piloterne anvender en tabel hvor man ud fra vægt kan finde det rigtige forhold mellem vingekonfiguration og hastighed. Hvis ikke vægt var en faktor, ville der kun være et sæt hastigheder at huske.

Piloterne deler arbejdet mellem piloten der flyver (PF), som er den person der betjener styregrejer, og piloten der ikke flyver (PNF) der varetager kommunikation og div. indstillinger mv.

Tre beskrivelser af at huske hastighed
(Note: Hutchins bruger begrebet memory, og jeg har i nogle tilfælde anvendt oversættelsen hukommelse, i andre erindring. De sidste er nok i de fleste tilfælde mest korrekt)

Hutchins anskuer aktiviteterne på tre måder. Dels en procedural beskrivelse som man kan forvente en pilot vil give, dels to kognitive beskrivelser, en med fokus på det som foregår uden om piloterne, en om hvad der fore går "internt" i forhold til piloterne.

Beskrivelse af proceduren for beregning af landingshastighed:
○ Fastlæg landingsvægt
○ Udvælg hastighedskort fra hæftet ud fra landingsvægt
○ Placer kortet på et iøjnefaldende sted i cockpittet
○ Set speedbugs på hastighedsmåleren ud for de relevante hastigheder fra kortet

Speedbugs er små markeringsdimser uden på instrumentet. De drejes med hånden ind til de er ud for de relevante hastigheder. Der sættes markeringer for minimumshastigheder uden flaps og slats, med slats, med slats og flaps i 15 grader og landingshastigheden som er med slats og flaps i 40 grader. Den sidste kaldes også Vref.
Landingsforberedelserne foregår typisk 25-30 minutter før landing, da arbejdsbyrden er lav og det er relativt sikkert at estimere landingsvægt (afhængig af brændstofforbrug). Tættere på landing får piloterne mere travlt.

Ved nedstigning reduceres hastigheden til 250 inden man kommer ned i det mere trafikerede luftrum under 10000 fod, primært for at piloterne lettere kan nå at reagere hvis der skulle opstå risiko for kollision.

Ved ca. 7000 fod konfigureres vingen til lavere hastighed. Dette skal, af hensyn til belastning ske samtidig med hastighedstilpasningen. Derfor er det vigtigt at huske hastighederne.

Ved den sidste del af indflyvningen krydstjekker piloterne hinandens indstillinger af speedbugs på instrumenterne og konfirmerer verbalt at der er krydstjekket.

I ca. 1000 fod sættes flaps i sidste position. I ca. 500 fod begynder piloten der ikke flyver, at fortælle højden over banen, hastigheden i forhold til ønsket hastighed og højdeændringen. I sidste fase holdes øje med hastigheden, og den nævnes hvis den varierer med mere end fem knob i forhold til ønsket hastighed.

En kognitiv beskrivelse af det at huske hastigheder - repræsentationer og processer uden for piloterne.

Observerbare repræsentationer der er involveret:
• Vægt display (brændstofmåler)
• Hastighedskort (hæfte)
• Lufthastigheds instrumenter med speedbugs
• Hastighedsindstilling på autopiloten
• Hastighedsrelateret samtale mellem piloterne

Endvidere antages at de to piloter hver i sær husker på de relevante hastigheder.

Hæftet med hastighedskort er form for langtidshukommelse der ikke ændres af andre aktiviteter. Kortene er anvendelige og troværdige i hele flyets levetid. Det relevante kort vælges ved at filtrere ud fra vægt. Hæftet placeres så øvrige kort ikke kan ses.
Beregningerne foretages simpelt og effektivt ved at vælge det korrekte kort, med angivelse af den korrekte vægt.

Ud over kortet repræsenteres hastighederne også ved at de udveksles som talt sprog mellem piloterne og i form af speedbugs på instrumenterne.

Den udtalte information eksisterer kun i det nu det bliver udtalt, og har ingen yderligere udstrækning i tid. Skal der skænkes opmærksomhed, skal det ske straks, hvilket kan ske auditivt frem for visuelt.

De to piloter kan tjekke hinandens indstillinger på instrumenterne samt på hastighedskortet. Der er således flere muligheder for at krydstjekke. Informationen er redundant og distribueret på en måde som man senere kan have fordel af.

Speedbugs tilgodeser en udstrækning i tid der er kortere end de trykte hastighedskort. Repræsentationen er i kraft af placering og udformning modstandsdygtig over for ændring fra andre aktiviteter.

Den fysiske udformning af hastighedskortene, og måden informationerne er arrangeret på, gør at de både tjener som en påmindelse om hastighed, og som påmindelse om en tidligere beslutning om en hastighed.

Anvendelsen af ordet hukommelse skyldes at de repræsenterer resultater af tidligere processer internt i cockpittet.

Repræsentation af processerne internt i piloterne
Hvilke kognitive opgaver møder piloterne?
Et langt stykke hen ad vejen er den foregående beskrivelse også en beskrivelse af de enkelte piloters kognitive udfordringer.

Meget af det cockpittet husker i en vis udstrækning resultatet af en fortolkning af symboler, og ikke nødvendigvis en genkaldelse af disse symbolers betydning. Et cockpits hukommelse adskiller sig derfor fra vores traditionelle opfattelse af menneskers hukommelse.

I afsnittet beskriver Hutchins hvordan de netop beskrevne artefakter og processer opleves af den enkelte pilot.

Beregningen af hastighed er rent faktisk en mønstergenkendelse mellem flyets vægt og vægten indikeret på hastighedskortene.
Visse piloter vil givetvis udvikle særligt effektive procedurer til udvælgelse af det rigtige kort efterhånden som systemet i dem indlæres (spring i trin af 2000 pund).

Når hastighederne skal overføres til speedbugs på fartmåleren bliver det lidt mere kompliceret. Den rigtige hastighed skal aflæses, huskes og placeres rigtigt på fartmåleren - hvor der måske skal interpoleres mellem angivelserne på skalaen. Hvis flere hastigheder forsøges overført samtidig, stiller det krav til pilotens hukommelse.

Ved at værdierne indgår i flere aktiviteter, medieret på forskellig vis må formodes at forstærke dem i hukommelsen. Båd PF og PNF håndterer hastighederne flere gange ved at læse dem fra kortet, sige dem højt, høre dem, indstille dem på instrumenterne og krydstjekke på hinandens instrumenter.

Brugen af speedbugs
Speedbugs udgør sammen med viseren på hastighedsmåleren en spatial repræsentation af værdierne, hvor grænseværdierne repræsenteres i form af speedbugs i forhold til aktuel værdi i form af nålen.

Instrumentet bliver nu til en anderledes meningsfuld struktur end blot et sted hvor værdier aflæses. Piloterne kan opfatte instrumentets skrive som inddelt i område (af speedbugs). De skal således ikke forhold sig til numeriske værdier og foretage en beregning eller sammenligning for at konstatere om hastigheden er korrekt for den aktuelle konfiguraiton, men kan i stedet se det visualisteret ved at aflæse nålens placering i forhold til et givent område.

Lauria vil kalde speedbugs et funktionelt system, hvoraf noget kan være internt, noget eksternt i forhold til aktørerne. Det er almindeligt at referere til speedbugs som hukommelseshjælpere/påmindere (memory aid), men som det fremgår påvirker de ikke piloternes hukommelse, men er snarere med til at ændre de processer der foregår når hastighed og konfiguration skal kontrolleres under indflyvning. Her giver de mulighed for at man ikke skal aflæse instrument, huske hastigheder, huske hvilke hastigheder der passer til hvilke konfigurationer mv.
Speedbugs husker ikke, og hjælper ikke piloterne til at huske, men er en del af måden cockpit-systemet husker på.

Brugen af salmon bug
Denne bug sikrer igen en spatial aflæsning frem for en skala-aflæsning og sammenligning med ønsket fart. Ved at slippe for disse to aktiviteter, kan piloten koncentrere sig om den kritiske indflyvning hvor retning i forhold til landingsbane, glidevinkel og hastighed er vigtige at have fuld fokus på.

PNF aflæser også spatialt, og nævner afvigelser (i forhold til ønsket hastighed) højt hvis den afviger med mere end 5 knob. Salmon bug'en er bredere end de øvrige og bredden på hver side af spidsen svarer til 5 knob. Herved af konstatering af om afvigelsen er kritiks blevet en stort set ren perceptuel proces.

Landingshastigheden indgår derved i to konceptuelle skift. Dels ved at ændre en aflæsning og beregning til en perception af spatiale forhold, dels ved at hastigheden udtales af PNF i tilfælde af afvigelse, og dermed bliver til en audibel melding, således at PF visuelt kan koncentrere sig om at styre flyet.

Pilotens hastighedserindring
Hukommelse eller erindring opfattes som noget internt menneskeligt, men hukommelsesopgaverne i cockpittet udføres gennem funktionelle systemer der går på tværs af personer, og som kan involvere eksterne ting.

Det sker at hastigheder rent faktisk erindres af piloter, og en vurdering af en aktuel hastighed i forhold til erfaring finder sted.

Men erindringen om en hastighed i cockpittet er en proces der involverer erindring, mønstergenkendelse mv.

I cockpittets hastighedserindrings ses en del opportunistiske anvendelser af ting som ikke har været tiltænkt fra designernes side. Et eksempel er salmon bug'en, hvor 5-knobs afvigelsen aflæses via bunden af markeringen. Ingeniøren som har designet nålen fortæller at netop bredden der ikke var specificeret, men tilpasset en 10-knobs markering så den netop ikke ville dække for flere streget på instrumentet på en gang, men samtidig være let at se.


Opsamling/diskussion
Cockpitsystemet husker sine hastigheder. Men erindringen er ikke at sammenligne med menneskelig hukommelse, og forskningen heri kan ikke bruges til ret meget i et socio-teknologisk område som et cockpit.

Der anvendes en række eksterne ting, som udfører erindringsopgaver og påvirker de kognitive egenskaber i sådan et system.

Denne tekst leder os ud over at studere den individuelle erindring, til at studere systemer med eksterne repræsentationer og forholdet mellem disse, og interne repræsentationer.