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Vertigo: Räumliche Disorientierung
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Bei einem VFR-Nachtflug in Norddeutschland von einem Landeplatz zum nächsten Flughafen (15 min. Gesamiflugzeit) bekam die Cessna 172 nach 3 Minuten mit einer Längsneigung von ca. 150 Bodenberührung, so daß des Bugrad sowie das Hauptfahrwerk abscherten.
Das Flugzeug rutschte dann 50 m über eine flache Wiese, durchbrach eine Baumhecke, überquerte einen Weg und kam an der gegenüberliegenden Böschung eines kleinen Weihers zum Stillstand. Alle vier Insassen wurden tödlich verletzt. Es entstand kein Brand.
Die Untersuchung der Wrackteile ergaben keine Hinweise auf ein Versagen einzelner Bauteile. Der pathologische Befund der Insassen zeigte weder Vergiftungserscheinungen durch Kohlenmonoxyd oder Alkohol, noch waren sonstige körperliche Mängel oder Gebrechen erkennbar.
Nach Aussagen der Flugwetterwarte lag das Gebiet im Einflußbereich einer von West nach Ost durchziehenden Kaltfront. Es war mit Regen und Sichten zwischen 2-5 km zu rechnen. Die Wolkenuntergrenzen lagen zwischen 500 und 1000 Fuß.
Die Rekonstruktion des Flugweges ergab, daß der Flugzeugführer sofort nach dem Start in Richtung des Ansteuerungsfunkfeuers des Flughafens einkurvte. Währenddessen hatte er Funkverkehr mit dem Abflugort (122,6), um die Startzeit zu erfragen. Er wechselte gleich darauf auf die Frequenz 122,7, um sich bei Radar die Anflugfreigabe geben zu lassen. Er wird informiert, die Frequenz 120,6 zu schalten. Dies wurde noch bestätigt, danach brach der Funkkontakt ab.
Aufgrund dieser Informationen kann angenommen werden, daß die Wetterlage keine einwandfreie Bodenreferenz erlaubte, der Flugzeugführer durch den mehrmaligen Frequenzwechsel während des Kurvenfluges im Steigen zur Lageänderung seines Körpers gezwungen wurde und dadurch ein Drehschwindel (Vertigo) bei ihm auftrat, dem er mit den Signalen seines Gleichgewichtssystems begegnete, anstatt sich auf die Instrumente zu verlassen, so daß es zu der Bodenberührung kam.
"Die Fähigkeit, Körperbalance zu halten, wird von frühester Kindheit an erlernt. Informationen von Augen, Muskeln, Gelenken, Hand und dem Vestibular-Apparat werden interpretiert und damit die Position des Körpers in bezug zum Erd-
boden festgestellt. Die Augen sind beim Sichtflug die primären Sinnesorgane zur Erhaltung des Gleichgewichtes. Sie stellen die Lage des Körpers im Bezug auf Umgebung, die Bewegung und die Beschleunigungsabläufe fest.
Beim lnstrumentenflug fällt die Kontrollmöglichkeit der Augen in bezug auf die Umgebung im besonderen durch den Wegfall des natürlichen Horizontes fort. Hierbei stellt sich heraus, daß die Leistungen aller anderen Gleichgewichtsorgane ungenügend sind. Sie vermitteln jetzt Eindrücke, die mit der wirklichen Lage im Raum nicht immer übereinstimmen, es kommt zu einer räumlichen Disorientierung.
Beim lnstrumentenflug sind relativ kleine Instrumente der Orientierungsersatz für den natürlichen Horizont.
Sie zeigen die Lage im Raum. Geschwindigkeit, Höhe, Steig-/Sinkgeschwindigkeit an. Beschleunigungen oder Verzögerungen müssen hingegen aus Zeigerbewegen, z.B. den Veränderungen der Fahrtanzeige, herausinterpretiert werden.
Ein großes Problem beim Erlernen der lnstrumentenfliegerei bildet die Fähigkeit, sämtliche Lagewahrnehmungen bis auf die Instrumentenanzeigen zu ignorieren.
Schnellere Kopfbewegungen lassen bereits das Gefühl von Querlagen aufkommen; Beschleunigungen und Verzögerungen werden wie Steigen und Sinken empfunden.
Das "Organ", das all diese falschen Informationen an unser zentrales Nervensystem meldet und Schuld an den räumlichen Disorientierungen hat, wird Vestibularis-Apparat genannt und ist paarig im Felsenbein in enger Verbindung zum lnnenohr angelegt.
Im Laufe unserer fliegerischen Ausbildung haben wir irgendwann einmal ein Modell dieser dreidimensionalen Brezel (Abb. 1) gesehen, deren Bogengänge Drehbeschleunigungen in den drei Ebenen des Raumes wahrnehmen.
Diese Bogengänge sind knöcherne Kanäle, in denen ein häutiges Röhrensystem verläuft, das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.
An der Basis eines Bogenganges befindet sich eine Erweiterung, die Sinneszellen mit Sinneshärchen enthält (Abb. 2). Bei Drehbewegungen in der Ebene des Bogen-
ganges bleibt die Flüssigkeit (Endolymphe) aufgrund ihrer Trägheit hinter der Bewegung zurück und biegt die Sinneshärchen in der entgegengesetzten Richtung ab. Diese Bewegung der Härchen wird als Sinnesreiz an das Zentrale Nervensystem gemeldet
.
Bei Fortführung der Drehbewegungen (Walzertanz, Rollenflug etc.) gerät die Flüssigkeit in Bewegung. Zum besseren Verständnis stellen Sie sich einen teilweise gefüllten Cognacschwenker vor, der sich langsam zu drehen beginnt. Zunächst verharrt die Flüssigkeit im Glase, wird dann aber langsam mitdrehen, bis sie die gleiche Drehgeschwindigkeit wie das Glas hat.
Der gleiche Vorgang findet in dem Bogengang des Vestibularapparates statt. Hat die Endolymphe dieselbe Drehgeschwindigkeit wie der Bogengang (nach ca.30 Sek.), richten sich die Sinneshärchen auf. Das Gefühl des Sichdrehens hört auf.
Stoppt man plötzlich die Drehbewegung, entsteht ein erneutes Drehgefühl, da sich die Flüssigkeit in der alten Richtung weiterbewegt und das erneute Biegen der Sinneshärchen somit den Eindruck einer Gegendrehung entstehen läßt. (Abb. 3)
Findet in mehreren Bogengängen gleichzeitig eine Bewegung statt, werden z. B. bei schon stattfindender Drehung Kopfbewegungen ausgeführt, so tritt der "Coriolis-Effekt" auf. Er führt zu schweren Schwindelerscheinungen und zur vollkommenen Disorientierung über die Lage im Raum.
Dieses Gefühl können Sie auf einem Drehstuhl reproduzieren, indem Sie während der Drehung den Kopf auf und ab bewegen. Das Resultat ist der komplette Verlust des Gleichgewichtes und das Gefühl "des-seitlich-aus-dem-Stuhlfallens".
Sie können sich sicherlich vorstellen, was einem Piloten bei einem Instrumentenflug passiert, wenn der Coriolis-Effekt auftritt.
Dies erklärt, warum Kopfbewegungen bei Kurvenflügen unter IMC auf ein Minimum beschränkt bleiben sollten.
Schon ein Nachvornelehnen oder seitlich nach unten schauen kann die Endolymphe in allen drei Bogengängen gleichzeitig bewegen.
Die Lage in bezug auf die Schwerkraft, also das "Unten" und "Oben", wird durch den Otholithen-Apparat im Sacculus, einer Verdickung des Vestibularapparates, wahrgenommen. Winzige Kalkkristalle sind auf senkrecht nach oben stehenden Sinneshärchen, die durch eine dünne Membran hindurchragen, aufgelagert und melden normalerweise Druckveränderungen, die durch Bewegungen des Kopfes entstehen. Beim Fliegen treten Trägheits- und Fliehkräfte an die Stelle der Erdbeschleunigung. Sie sind mit der Vertikalen nicht identisch, so daß eine Orientierung nach der Schwerkraft unmöglich wird.
Den Rest der Lagesensoren könnte man generell als das "Gefühl im Hintern" bezeichnen. Dieses Gefühl ist für Flüge im niedrigen Geschwindigkeitsbereich oder bei hohen GKräften unter Sichtflugbedingungen wichtig.
Wertlos, ja sogar gefährlich ist es beim lnstrumentenflug. Die G-Kräfte beim koordinierten Kurvenflug wirken dann wie Steigflug. Das Nachlassen der G-Kräfte beim Ausrollen wie Sinkflug. Unkoordinierter Kurvenflug, z. B. ein SKID, wirkt wie eine Kurve in anderer Richtung, ein SLIP wie eine Vergrößerung der Querlage.
Um festzustellen, inwieweit Lageveränderungen eines Flugzeuges allein durch Vestibularapparat und Gefühl festgestellt werden können, hat die USAF Tests mit Piloten und Nichtpiloten durchgeführt, bei denen die Probanden in einem abgedunkelten Simulator saßen. Man stellte fest, daß Nichtpiloten langsame Winkelveränderungen um die Querachse von + 240 bis -11° nicht bemerkten. Die Piloten waren hier weitaus sensibler. Sie bemerkten schon Veränderungen, die über einem Nickwinkel von + 70 bis -4° lagen.
Unter simulierten Flugbedingungen wurde die gesamte Gruppe bewertet. 37% der Probanden konnte z. B. nicht feststellen, ob eine Querlage, egal in welcher Richtung, vorhanden war. Bei kombinierten Bewegungen um die Längsund Querachse stieg die Fehlerquote auf über 60%.
Kleine G-Kräfte und Drehbewegungen unter 2° pro Sekunde haben wenig Wirkung auf unsere Sensoren. Diesen Vorteil müssen wir in der lnstrumentenfliegerei ausnutzen. Die meisten Fälle von Disorientierung treten bei unsauberem oder unkoordiniertem Fliegen auf, auch starke Turbulenzen, die schnelle Korrekturen fordern, können diesen Umstand fördern. Kopfbewegungen, speziell Drehungen, bei Beschleunigung oder Verzögerung, haben den gleichen Effekt wie das Kopfnicken auf dem Drehstuhl.
Denken Sie immer daran, daß
- heftige Kopfbewegungen beim lnstrumentenflug eine Disorientierung hervorrufen können,
- der durchschnittlich geübte Pilot ca. 45 Sekunden benötigt, um dieser Disorientierung entgegen zu wirken.
Versucher Sie daher
- langsam ein- und auszurollen,
- nie während des Kurvenfluges stärkere Höhenruderkorrekturen vorzunehmen.
Glauben Sie nur Ihren Instrumenten, auch wenn der Gleichgewichtssinn etwas anderes erzählt."
Aus "Flugsicherheit" der Bw 2/80 von Hptm. H.L. Rau
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