Hävittäjäohjaajan kognitiivisen kuormituksen tason mittaaminen NASA-Task Load Index ja Modified Cooper-Harper -mittareilla F/A-18 virtuaalisimulaattorissa

F/A-18-monitoimihävittäjän ohjaajan tehtävän kognitiiviset vaatimukset ovat korkeat. Kognitiivisen kuormituksen taso vaikuttaa hävittäjäohjaajan suoritustasoon ja subjektiivisiin tun-temuksiin. Yerkesin ja Dodsonin periaatteen mukaisesti erittäin matala tai erittäin korkea kuormituksen taso laskee suoritustasoa. Optimaalinen kuormituksen taso ja suoritustaso saa-vutetaan jossain ääripäiden välillä. Hävittäjäohjaajan kognitiivisen kuormituksen tasoon vaikuttaa lentotehtävän suorittamiseen vaadittava henkinen ponnistelu. Vaadittavan ponnistelun taso riippuu tehtävien vaatimustasosta ja määrästä, tehtäviin käytettävissä olevasta ajasta sekä yksilöllisistä ominaisuuksista. Tutkimuksessa mitattiin kognitiivisen kuormituksen tasoa subjektiivisen arvioinnin menetelmällä NASA-TLX (National Aeronautics and Space Administration - Task Load Index) ja MCH (Modified Cooper-Harper) -mittareilla. Tutkimuksessa selvitettiin mittareiden havaintoarvojen muutosta, sensitiivisyyttä ja yhdenmukaisuutta kognitiivisen kuormituksen tason muuttuessa. Tutkimuksen mittauksiin osallistui 35 Suomen ilmavoimien aktiivisessa palveluksessa olevaa F/A-18-monitoimihävittäjäohjaajaa. Koehenkilöiden lentotuntien keskiarvo F/A-18-monitoimihävittäjällä oli 598 tuntia ja keskihajonta 445 tuntia. Koehenkilöiden tehtävänä oli lentää F/A-18-virtuaalisimulaattorilla 11 ILS (Instrument Landing System) -mittarilähestymistä eri aloitusetäisyyksiltä kiitotien kynnyksestä. Kognitiivisesti kuormitta-van mittarilähestymistehtävän aikana kuormituksen tasoa nostettiin lisätehtävillä ja vähentä-mällä tehtäviin käytettävissä olevaa aikaa. Koehenkilöitä pyydettiin ponnistelemaan mahdollisimman paljon tehtävien suorittamisen aikana hyvän suoritustason ylläpitämiseksi. Tulosten perusteella mittareiden havaintoarvot muuttuivat kognitiivisen kuormituksen tason muuttuessa. Käytettävissä olevan ajan vaikutus kognitiivisen kuormituksen tasoon oli tilastollisesti erittäin merkitsevä. Mittarit olivat sensitiivisiä kognitiivisen kuormituksen tason muutokselle ja antoivat yhdenmukaisia havaintoarvoja.

Hybridisiiven vaikutus lentokoneen aerodynamiikkaan ja suorituskykyyn

Useissa nykyhävittäjissä käytetään siipiratkaisuna hybridisiipeä. Hybridisiivellä tarkoitetaan tässä kandidaatin tutkielmassa siipiratkaisua, joka koostuu perinteisen mallisesta, johtoreunaltaan hieman nuolimuotoisesta ja jättöreunaltaan suorasta pääsiivestä sekä pääsiiven johtoreunan tyven laajennuksesta, LEX:stä. Tässä kandidaatintutkielmassa pyritään selvittämään, miksi nykyhävittäjissä käytetään hybridisiipeä ja mikä sen vaikutus on lentokoneen aerodynamiikkaan ja sen kautta suorituskykyyn. Hybridisiipi mahdollistaa lentämisen normaalisiipeä suuremmalla kohtauskulmalla. Suuresta kohtauskulmasta johtuen hybridisiiven kanssa käytetään usein laippoja siiven johtoreunassa. Tutkielmassa pyritään selvittämään, miksi näin on ja mitä etuja sillä saavutetaan. Tutkimusmenetelmänä on julkisiin lähteisiin perustuva kvalitatiivinen kirjallisuustutkimus. Lähteinä on käytetty aerodynamiikan kirjallisuutta, lentokoneen suoritusarvoteoriaa käsitteleviä kirjoja ja Koelentokeskuksen materiaalia sekä NASA:n ja ulkomaisten korkeakoulujen tutkimuksia. Tutkielma on rajattu käsittelemään alisoonista nopeusaluetta. Lisäksi tutkielmasta on rajattu pois hybridisiiven vaikutus ilmanottoon ja vakavuuteen. Päätutkimuskysymys tässä tutkielmassa on: ”Miten hybridisiipi vaikuttaa lentokoneen suorituskykyyn?” Alatutkimuskysymyksinä ovat: ”Mitkä ovat hybridisiiven vaikutukset lentokoneen aerodynaamisiin ominaisuuksiin?” ja ”Miksi hybridisiiven kanssa käytetään laippoja siiven johtoreunassa?” Hybridisiipi vaikuttaa erityisesti lentokoneen nostovoimakertoimeen ja parantaa sen kautta kaartokykyä merkittävästi. LEX:n avulla nostovoimakertoimeen on mahdollista saada jopa 50 % kasvu. Kasvu huomataan erityisesti pienentyneenä corner speed:na, kaartosäteenä ja kaartoon kuluvana aikana sekä kasvaneena kulmanopeutena. Välilliset vaikutukset ovat lyhentyneet lentoonlähtö- ja laskumatkat, pienempi polttoaineen kulutus matkalennossa ja liu’ussa sekä parantunut nousukyky.

Sisäilman ilmanvaihtoasteen vaikutus kognitiiviseen suoriutumiseen ja työympäristön itsearviointeihin avotoimistoympäristössä

Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää, miten ilmanvaihdon aste vaikuttaa kognitiiviseen suoriutumiseen ja itsearviointeihin avotoimistoympäristössä. Aikaisempien tutkimusten mukaan matalan ilmanvaihdon työympäristössä esiintyy tilastollisesti merkitsevästi enemmän oireilua (mm. päänsärkyä, häiritseviä tuoksuja, väsymystä) sekä työtasonlaskua (mm. hitaampi konekirjoitustahti, virheiden lukumäärän kasvu, vaikeuksia ajattelussa). Ilmanvaihdon astetta tutkimuksessa indikoi sisäilman hiilidioksidipitoisuus. Tutkimukseen osallistui 36 tutkittavaa, jotka suorittivat avotoimistolaboratoriossa toimistotyöskentelyä simuloivia työmuistia, lyhyt- ja pitkäkestoista muistia, tarkkaavaisuutta, luovaa ajattelua sekä psykomotorisia toimintoja mittaavia tehtäviä (konekirjoitus-, n-back-, tiedonhaku-, operation span-, pitkäkestoisen muistin ja x-kirjainten laskemisen tehtävät sekä luovan ajattelun tehtävä). Subjektiivisia arvioita mitattiin ilmanlaadun arvioinnin, koetun oireiston, väsymyksen ja kuormittuneisuuden kyselyillä (muokatut MM040-, SOFI- ja NASA-TLX -kyselyt) sekä kysymyksillä työskentelyolosuhteista. Tutkimusaineiston analysointi toistettujen mittausten ANOVA:lla tai t-testeillä indikoi, että ilmanvaihdon asteella ei tutkimuksessa juuri ollut vaikutusta kognitiiviseen suoriutumiseen. Väsymyksen ja kuormittuneisuuden itsearviointien osalta ilmanvaihdon aste vaikutti pienessä määrin siten, että kokemukset olivat voimakkaampia pienen ilmanvaihdon tilanteessa. Ero oli tilastollisesti merkitsevä, mutta kokemusten voimakkuus arvioitiin vähäisiksi. Näin ollen käytännön vaikutus toimistotyöskentelyyn sekä objektiivisen että subjektiivisen suoriutumisen osalta kuitenkin jäi vähäiseksi, mikä poikkeaa aikaisemmista tuloksista. Tutkimus hyödynsi aikaisempia tutkimuksia enemmän psykologisia lähtökohtia, minkä vuoksi tulosten todentaminen uusilla tutkimuksilla on aiheellista. Lisäksi vaikka suuren ilmanvaihdon edut suoriutumisessa jäi tutkimuksessa pieniksi, on suorituksen tason nousua huomioitava, sillä huononsisäilman pitkäaikaisaltistuksella, sisäilman kohoavalla lämpötilalla sekä työn muilla kuormittavilla tekijöillä (huono työilmapiiri, työn organisoinnin ongelmat, esimiestyöskentely) lienee efektiä lisäävä vaikutus todellisessa työelämässä.