航空航天物理环境对人心理的影响
现代全天候飞机，昼间、夜间、复杂气象条件下都要飞行。飞行员虽然身处座舱，仍然会经常遭遇各种环境变化，受到照明变化、温度改变、持续噪声、各类振动及加速度等环境作用的影响。在航天环境下，航天员需要面对的物理性应激源有：加速度、振动、环境噪声、辐射、磁场、失重（微重力）照明、仪表显示、温度变化、压力、食物和废物排放等。了解不同环境条件对飞行员和航天员操作绩效的影响，切实增进个体防护装备的效能，是保证飞行任务顺利完成的保证。
（一）空间定向改变
空间定向（spatial orientation）是指主体准确感知外部客体的大小、形状以及判断自身与外部世界空间关系的认知过程。由于空间定向障碍，飞行员经常会出现飞行错觉，例如：由于飞机在做变速飞行或曲线飞行时所产生的加速度而导致的超G错觉；由于视觉感受器的加工错误而导致的视性错觉；由于前庭-本体感受器的矛盾而导致的前庭本体性错觉；以及由于前庭发生眼动反射而以视觉形式表现出来的前庭视性错觉等。
（1）参照物系统发生了变化。在飞行环境下，飞行员或宇航员进入的是三维空间环境，参照物发生了显著变化，只能参照非常大的地标物、地貌或天地线进行定向，随着飞行高度的增加以及气象条件的变化，唯一能反映飞机飞行状态的只有飞行仪表。
（2）作用力环境发生了变化。在航空状态中，人所感受到的不仅仅是重力的作用，还有各种加速度引起的惯性力的作用，前庭感受器、本体感受器和压力感受器不能对重力和其他作用力做出区分，有时往往与视觉信息发生冲突，导致判断失误。
（3）定向方式发生了变化。飞行空间定向中一般是以由上到下的方式进行地标定向，在巡航飞行或复杂气象下，飞行员必须依靠仪表信息在头脑中形成自己和飞机所处的位置、姿态、速度、高度等空间形象。
（4）知觉恒常性为线索的定向方式发生了变化。航空环境下，由于飞行高度的升高、速度的加快、气象条件的变化，物体的大小、形状、颜色等物理特性都相应的发生了明显改变。
（5）在航天环境下，失重从根本上改变了依赖于重力的一切活动，破坏了地面上已经习惯的协调性，那些依赖于重力的前庭觉、本体觉的信息及其在大脑中枢的整合都将改变，导致空间直觉紊乱。
（二）冷、热环境
飞行座舱的热源主要来自飞行员、飞机和气候三个方面。飞行员着装散热性能差、高强度操作产生的热量，高速、低空飞行时飞机蒙皮与空气摩擦产生的高温以及炎热季节，都可以造成座舱内部的高温环境。而当飞行员在寒区、接近大气同温层高度、座舱失密封或跳伞时，都可能面临低温的威胁。
（1）热负荷会导致飞行能力下降，包括认知能力（决策能力、判断能力），情绪状态和反应能力、处理事故的能力，主要表现为追踪操作的错误率增加、观察目标的准确性降低、操纵质量和飞行成绩下降。复杂飞行时这些现象更为明显。
（2）冷环境对操作任务的主要影响方面是心理动机和操作灵巧性，会导致操作能力逐渐下降，并且在不能得到大部分复温的情况下不会出现明显的改善。低温对动作操作的影响与两个因素有关：肢体部位温度的下降幅度和下降速度。作业越精细，操作绩效开始下降的皮肤温度临界值越高。
（三）飞行高度
在高空飞行条件下，主要对人的视知觉和缺氧方面产生影响。
1.高空飞行视知觉·在高空飞行条件下，明暗度不仅对飞行员的视觉产生影响，还会对目测距离和目标大小形状和颜色等感知产生影响。飞机离地面越高，深径觉和空间定位的准确性就越差。
（1）暗适应困难。阳光直射下飞行，周围云层和飞机表面反射出的强烈光线与非直射下的飞机座舱内的光亮形成了强烈的反差，由于暗适应效应，飞行员读仪表时间延长。
（2）心理眩光、生理眩光和强光盲。眩光是指在视野范围内亮度过高而引起的视觉不适，或视觉功能下降，或两者兼有。随着视野内亮度增加，飞行员开始出现不适感，但不影响视觉功能，称为心理眩光；亮度继续增加，不适感加重，并伴有视觉功能降低，称为生理眩光，也称失能眩光；亮度继续增加，严重影响视觉功能，甚至视觉作业根本无法进行，直至暂时失明，称为强光盲。
（3）高空近视。在高空飞行中，视野中没有目标足以刺激眼的调节机制，因而会出现不自主调节增加的现象，睫状肌收缩、晶状体变凸、屈光力增强，正视眼暂时变成近视，对远处物体的呈现发生困难，出现高空近视。
（4）空虚视野变色。如果高空缺乏结构和空无一物的视野环境是有颜色的，那么注视时间较久之后，其颜色会逐渐消退，最后会变成中性灰色或浅灰色，称为空虚视野变色。
2.飞行缺氧·飞行高度越高，气压值以近似指数函数的方式降低，高度越高，空气越稀薄。人的机体各组织系统对缺氧有不同程度的敏感性，其中最为敏感的是中枢神经系统。
（1）潜在缺氧。相当于在1 500～3 000 m高度呼吸空气，飞行员在安静状态下无症状，除夜间视力开始下降外，熟练掌握的技能技巧不受损害，长时记忆、短时记忆、心算和概念推理能力也不受明显影响。
（2）轻度缺氧。相当于在3 000～4 500 m高度呼吸空气。大脑皮质兴奋过程增强，对周围事物感兴趣，自觉愉快，多语，动作增加，情绪不稳定。轻度缺氧时，完成技巧性任务的能力受到损害，工作绩效下降，体力也有明显减退，而本人此时往往觉察不到这些影响。
（3）中度缺氧。相当于在4 500～6 000 m高度呼吸空气。这种环境下，即使在安静状态下也会出现缺氧的症状和体征，高级神经活动过程和神经肌肉控制均受到影响，判断力和意志力也同时丧失，由于判断能力的丧失，人们往往觉察不到自己工作能力衰退或已经发生缺氧，正因如此，使缺氧成为航空中极为严重的潜在危险。
（4）重度缺氧。相当于在6 000 m以上高度呼吸空气时发生的严重缺氧，此时虽然意识尚存，但实际上已经处于失能状态。在7 500 m的高空缺氧，只需5分钟，人便会出现意识丧失。
（四）噪声
航空环境中的噪声来源主要有三个：飞机动力噪声、空气冲击飞机表面所产生的空气动力或附面层噪声及其他附属噪声。噪声对人的影响程度取决于人对噪声强弱的主观评价和生理、心理效应。通常情况下，低强度噪声对简单、日常作业操作影响不大，有时反而有促进作用。强噪声会使人感到烦躁和厌恶，自我感觉恶化，工作能力降低，健康受到影响，甚至引起精神失常或躯体功能障碍。暴露于高强度噪声环境，会造成听觉的敏感性（暂时的或持久的）下降，高强度噪声对工作绩效的影响主要包括两个方面：一是影响听力或干扰听觉信号辨别；二是通过其生理、心理效应影响人的知觉加工或信息传递，降低操作绩效。
（五）加速度
加速度的大小（G值）、增长率（G/s）、作用时间和方向决定着人体所承受的加速度效应。飞机转弯、盘旋或做特技飞行时，飞行员头部朝向飞行曲线的圆心，受到沿人体脊柱从头部指向足部的惯性离心力的作用，产生从头向足方向的正加速度（+Gz）。+Gz在飞行中最为常见，发生+Gz加速度时，飞行员眼球下移，心脏向足部方向位移，体重增加，血液向下肢汇集。这些生理变化对视觉和操作能力会产生以下影响。
1.+Gz作用下人的视觉功能变化·人体对持续性+Gz加速度作用的最敏感效应就是发生视觉功能障碍。表13-1为视觉功能与G值的关系。
表13-1 视觉功能与G值的关系
2.+Gz作用下飞行员操作能力的变化·在加速度作用条件下，由于视知觉传入过程被破坏，中枢神经功能受到影响，人的操作记忆能力降低，解决计算任务困难，动作追踪能力下降。同时，由于惯性力的作用，肢体重量增加，肌肉群的工作能力减弱，结果手、足、头等的协调运动发生障碍，整个躯体活动受到限制。+2 Gz时飞行操纵技能开始变差，动作细微调节受限、操纵动作粗笨，错误数量明显增多。+3 Gz时预防性动作数量倍减，出现虚假性的外推动作。+4～5 Gz时，身体受压感加重，四肢运动困难，动作失去准确性、灵活性和协调性。+5～6 Gz时应答反应迟缓，无支持的肢体运动更加困难。+7～8 Gz时上肢已不可能做向上运动。高负荷机动飞行时，飞行员的操作能力快速降低，并容易造成极度疲劳。
（六）振动
飞机振动的来源主要有2个：内部振动源（发动机及其附件）和外部振动源（空中紊流、跑道不平等）。振动作用于人体主要有3条途径：一是通过直接接触的人-机界面，如飞行员与座椅、脚蹬、操纵杆的接触面等；二是通过人体周围流体介质的能量传递；三是振动的间接干扰。人体对外界振动响应存在三个主要共振峰，即4～6 Hz、11～14 Hz、17～25 Hz。振动频率低于4～6 Hz时，人体做整体振动；4～6 Hz时，胸部和肩部会“剧烈”起伏振动，发生人体最大共振；17～15 Hz的共振则几乎完全是由头部相对于躯干的振动造成的。振动主要使人对四肢、头部或眼球的控制能力减弱，因此，振动对作业绩效的影响主要表现在视觉辨认和动作操作两方面。