航空ストレスの環境的原因

時間的プレッシャーは、乗務員の業務や作業に時間制限がある場合に発生します。たとえば、中国では航空旅行の需要が高まっているため、中国の航空会社は高品質のサービスを期待して追加のフライトを提供しています。これにより、乗務員はよりタイトなスケジュールでより長時間働くようプレッシャーがかかり、時間的プレッシャー^{[ 5 ] [ 6 ]}が発生し、ヒューマンエラーが発生しやすくなります。イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の航空ヒューマンファクター部門の元責任者であるクリストファー・ウィッケンズは、反応時間とエラー率の間に関係があることを発見しました。パイロットが飛行機の計器盤をスキャンする速度が速いほど、その認識の精度は低くなります。^{[ 7 ]}ヒューマンエラーの研究者であるジェームズ・リーズンは、時間的プレッシャーがヒューマンエラーの可能性を11倍に高めることを発見しました。

航空安全報告システム（ASRS）のデータサンプルによると、厳しいスケジュールが時間的プレッシャーの最も一般的な原因であり、交通渋滞のある固定基地運営会社（FBO）が航空ストレスの2番目に一般的な原因である。^{[ 7 ]} ASRSの報告では、さまざまな時間的プレッシャーの原因が連鎖反応を引き起こし、1つが別の原因につながる可能性があることが示された。

時間的プレッシャーの原因には以下が含まれます: ^{[ 7 ]}

時間的プレッシャーを完全に避けることは不可能であり、研究者の目標は、それによって生じる人的ミスを最小限に抑えることである。パイロットは、そのようなプレッシャーに直面した際には注意を払い、優先順位をつけ、自身のパフォーマンスを再評価する時間を確保すべきである。さらに、チェックリストの使用を強く推奨する。

作業負荷と過負荷は、作業量がパイロットの最大作業能力を超えたときに発生します。研究によると、これは航空ストレスの最も深刻な環境的原因です。^{[ 8 ]}作業負荷とストレスレベルの間には強い正の相関関係があります。^{[ 9 ]} Karasekの仕事ストレスモデルによると、作業負荷ストレスはシフト勤務と仕事のコントロールによって引き起こされます。^{[ 6 ]}通常、パイロットが新しい仕事に就くと、不慣れな飛行機を不利な時間帯に操縦することから始め、これらの要因の両方がストレスの原因となる可能性があります。^{[ 6 ]}さらに、夜間は働く人が少ないため、各人が日中の従業員よりも多くのタスクを担当することになります。^{[ 6 ]} Karasekモデルの2番目の要素である仕事のコントロールは、従業員の意思決定責任を指します。^{[ 6 ]}この責任が高いほど、ストレスも高くなります。^{[ 6 ]}

イリノイ大学のウィッケンスによる別の研究では、作業負荷が空間認識に影響を与えることがわかった。空間認識は、危険のある3次元空間で航空機を操縦する上で不可欠なスキルである。^{[ 10 ]}飛行中、パイロットは6つの変数を監視して制御する必要がある。そのうちの3つ（ヨー、ピッチ、ロール）は航空機の軸に関係し、姿勢変数として知られている。残りの3つ（高度、位置、横方向のずれ）は飛行経路に関係し、位置変数として知られている。^{[ 10 ]}ウィッケンスは、これらの変数を監視して制御すると、累積的な作業負荷が生じ、空間認識の低下につながる可能性があると提唱している。^{[ 10 ]}

科学者たちはまず、コックピットの計器表示を強化することで、作業負荷による人的ミスを最小限に抑えようと試みた。コックピット設計者は2つの要素を研究した。^{[ 11 ]} 1つ目は計器のフレームで、背景が安定している状態で飛行機が回転しているように見せるか（外心表示）、飛行機が安定している状態で背景が回転するように見せるか（自己中心表示）を指す。^{[ 10 ]}設計者たちは、熟練したパイロットはどちらのタイプの表示でも同じようにうまく操縦できるが、パイロットは全体的に外心表示の方がうまく操縦できると結論付けた。2つ目の要素である統合度とは、コックピットの表示が2次元か3次元かを指す。設計者たちは、2次元表示は3次元画像に変換するために垂直方向と水平方向の精神的作業を必要とするため、情報の曖昧さを最小限に抑えるが、3次元表示はパイロットにとってより少ない作業でより明確な情報を提供すると結論付けた。^{[ 10 ]}

国家運輸安全委員会は、パイロットが平均よりも長い時間起きていると、手順や戦術的な判断ミスが多くなることを示唆している。^{[ 12 ]}同委員会は、1974年から1992年にかけて、疲労が空軍のクラスA事故の7.8%、陸軍の事故の4%、民間航空事故の4～7%に関係していたと報告している。^{[ 12 ]}研究によると、疲労と身体能力の間には逆相関関係がある。^{[ 13 ]}疲労が増加すると、身体能力が低下し、運用耐性や意欲も低下する。^{[ 14 ]}激しい飛行の後にモチベーションが低下することも、パイロットのパフォーマンスに悪影響を与える。^{[ 14 ] [ 15 ]}

別の研究では、疲労、精神的負荷、人間のパフォーマンスの間に同様の関係があることが示されました。22歳から36歳までの8人の参加者を対象に、一晩睡眠不足になった後、3つの複雑なタスクについて主観的、パフォーマンス、および心理生理学的測定が行われました。^{[ 16 ]}このデータは、継続的な覚醒が増加するにつれて、単純な反応時間も増加し、オペレーターのタスクへの準備が損なわれることを示唆しています。^{[ 16 ]}

航空業務には複雑な作業が伴うため、疲労を避けることは困難です。しかし、研究によると、飛行前後の戦略を計画することで、パイロットの注意力と飛行の安全性を大幅に向上させることができるとされています。^{[ 12 ]}航空宇宙医学協会の疲労対策小委員会は、飛行前のパイロットの睡眠の質を最大限に高めるために、催眠剤やその他の物質（食品医薬品局によって規制されていないものもある）の使用を推奨しています。小委員会の報告書によると、米空軍はこの目的でテマゼパム、ゾルピデム、ザレプロンなどの催眠薬を使用していることが明らかになりました。 ^{[ 17 ]}ただし、催眠薬は起床時に睡眠慣性を引き起こす可能性があるため、投与量、時間帯、睡眠時間を考慮することが重要です。薬物を使用しないアプローチとしては、健康的な睡眠習慣、昼寝、運動、栄養などが挙げられます。小委員会は、睡眠の質は量と同じくらい重要であり^{[ 17 ]}、夜勤前に仮眠を取ることでパイロットのパフォーマンスが向上する可能性があると示唆した。さらに、適切な運動と栄養はパイロットの身体的健康を維持するのに役立ち、睡眠不足の悪影響を軽減することができる^{[ 17 ] 。}

研究によると、騒音にさらされると、聴覚障害、不快感、睡眠障害^{[ 19 ]}などの身体的ストレスや長期的な健康リスク^{[ 18 ]}を引き起こす可能性があり、これらはすべてパフォーマンスを低下させる可能性があります。

聴覚障害は、飛行中の騒音だけでなく、音楽を聴くなどのレジャー活動によっても引き起こされる可能性があります。国際標準化機構（ISO）によると、70デシベル以下の音は、 95パーセントの人に聴覚障害を引き起こしません。^{[ 19 ]}ただし、安全な音量の閾値は、年齢やその他の要因によって異なります。

騒音は、不快感という心理社会的影響も及ぼす可能性がある。^{[ 18 ]}これは、オフィスワーカーの約40％で55～60デシベルの間で発生する。^{[ 18 ]}

騒音の3つ目の影響は睡眠障害です。睡眠障害の種類には以下が含まれます。^{[ 19 ]}

• 心血管系の変化
• 睡眠パターンの変化、例えば入眠潜時の増加や早朝覚醒など
• 睡眠の深さの低下
• 睡眠中の運動量の増加
• 主観的に感じる睡眠の質の変化
• ホルモン系および免疫系の変化

IOSの研究によると、騒音は覚醒度を高め、タスクへの注意力を低下させ、戦略的な選択を変えることでパイロットのパフォーマンスに影響を与える。^{[ 18 ]}さらに、不要な騒音は他の音をかき消し、乗務員間のコミュニケーションを阻害し、コックピット内の信号をマスキングし、乗務員が重要な社会的合図から注意をそらす可能性がある。^{[ 18 ]}

周囲温度によって引き起こされるストレスは熱ストレスと呼ばれ、通常は軍用パイロットが経験する。軍用機には環境制御システムがあるが、コックピット内の温度は周囲温度より10℃以上も急速に上昇する可能性があり、空軍はコックピットの温度が45 ℃（113 °F）を超える可能性があると示唆している。^{[ 20 ]}このような高温が湿度の高い環境で発生すると、精神的および肉体的なパフォーマンスの両方が低下する。航空機が高速で地上近くを飛行する場合、航空機の表面の空力加熱のため、その影響はさらに悪化する。 ^{[ 20 ]}  

熱ストレスは低温によっても引き起こされます。軍用パイロットが低速で高高度を飛行すると、コックピット内の温度が低下します。これは健康とパフォーマンスの両方に影響を与えます。さらに、出発空港と運用高度の温度差が大きくなるにつれて、熱ストレスは強まります。たとえば、軍用パイロットが45 °C（113 °F）の出発空港から-60 °C（-76 °F）の運用高度40,000フィートまで上昇すると、急激な変化により熱ストレスが発生し、パイロットのパフォーマンスが低下します。^{[ 21 ]}    

熱ストレスを最小限に抑える方法の1つは、コックピット温度管理システムを使用して、コックピット内の温度と圧力を許容範囲内に維持することです。しかし、このシステムの1つの問題点は、放射温度と湿度を考慮せずに周囲の空気の乾球温度を測定することによって機能することです。 ^{[ 20 ]}放射熱は、温室効果と航空機の表面での運動熱のために、低高度で運用されているときに上昇します。 ^{[ 20 ]}さらに、コックピットの温度が皮膚温度である33 °C（91 °F）を超えると、^{[ 20 ]}パイロットは発汗し、汗が蒸発すると湿度が上昇します。現在、空軍は、パイロットの平均皮膚温度と湿球黒球温度を評価する、より高度な空冷システムを使用しています。^{[ 20 ]}コックピット内のパイロットの状態を直接測定することにより、新しいシステムは熱ストレスを最小限に抑え、パフォーマンス品質をサポートします。^{[ 21 ]}