1.2.2 耳朵
內(nèi)耳中有兩個主要的部位用于定位，內(nèi)耳的半規(guī)管與耳石器官。參見『圖 1-3』半規(guī)管用來探測身體的角加速度而耳石器官用來探測線性加速度和重力。半規(guī)管包含三條管，這三條管互成直角，每一個代表一個軸：俯仰，橫滾以及偏航，如『圖 1-4』中所示。管道中充滿被稱為內(nèi)淋巴的液體。管道中央為終帽，它是一種凝膠結(jié)構(gòu)，被感覺纖毛包圍，位于前庭神經(jīng)的末梢。正是由于這些纖毛在液體中的移動才使人感覺到運動。每個人兩只耳朵里各有一顆耳石，承擔(dān)著感受頭部空間位置變化的任務(wù)。當(dāng)人體擺動頭部的時候，耳石可以告知大腦一個位置信息。耳石是一種碳酸鈣結(jié)晶。耳石的大小只有 20-30微米，這些灰色的微細(xì)碳酸性物質(zhì)，黏附在內(nèi)耳中的前庭內(nèi)，主要功能是讓人體感應(yīng)直線加速度。

圖 1-3內(nèi)耳定位圖 1-4角加速度和半規(guī)管

由于液體與管道壁之間的摩擦力，耳朵管道中的內(nèi)淋巴液需要 15到 20秒的時間來達(dá)到與管道相同的移動速度。
下面以轉(zhuǎn)彎過程為例來說明其中的原理。首先飛機(jī)進(jìn)行平直飛行時，飛機(jī)沒有加速度，纖毛直立，身體沒有感應(yīng)到轉(zhuǎn)彎。因此毛細(xì)胞的位置與實際感覺相符。
飛機(jī)開始轉(zhuǎn)彎時，半規(guī)管以及內(nèi)淋巴液隨之開始移動，半規(guī)管中的液體逐漸落在加速的半規(guī)管旋轉(zhuǎn)速度之后。『圖 1-5』這種速度的差異使管道中的液體開始了相對運動。半規(guī)管與毛細(xì)胞上覆蓋的膠質(zhì)物質(zhì)與內(nèi)淋巴液開始以相反的方向移動。

圖 1-5角加速度
纖毛開始以與半規(guī)管相同的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。此時大腦接收到相關(guān)的信號。從而人體得以正確地感應(yīng)到正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)彎過程。如果接下來的幾秒或更長時間內(nèi)，繼續(xù)以恒定速率進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，管道內(nèi)的內(nèi)淋巴液的移動速度最終會與半規(guī)管的旋轉(zhuǎn)速度相同。
如果纖毛不再彎曲，大腦會錯誤地認(rèn)為轉(zhuǎn)彎已經(jīng)停止。因此長時間以恒定速率進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時，不管方向如何纖毛細(xì)胞的位置以及由此所產(chǎn)生的錯覺都會使飛行員感知不到飛機(jī)的運動，從而產(chǎn)生飛機(jī)沒有轉(zhuǎn)彎的錯覺。
當(dāng)飛機(jī)回到直線平飛行狀態(tài)，管道中的內(nèi)淋巴液暫時以相反方向進(jìn)行移動。這樣大腦根據(jù)接受到的信號，錯誤地認(rèn)為飛機(jī)在向相反方向轉(zhuǎn)彎。飛行員可能會為了修正這種錯覺，重新開始轉(zhuǎn)彎，這樣可能會將飛機(jī)置于失去控制的狀態(tài)。
耳石器官以相同的方式來探測線性加速度以及重力。與半規(guī)管充滿內(nèi)淋巴液不同的是，一層膠質(zhì)膜，包含類似粉筆成分的結(jié)晶體，覆蓋著感覺纖毛。當(dāng)飛行員偏轉(zhuǎn)頭部時，感覺纖毛探測到的該偏轉(zhuǎn)，再加上重力作用，這些結(jié)晶體的重量使膠質(zhì)膜開始移動。大腦也隨之確定垂直方向上感應(yīng)到的新位置。加速以及減速都會造成膠質(zhì)膜以相似的方式進(jìn)行移動。向前的加速度會造成頭部向后仰的錯覺�！簣D 1-6』因此，在起飛以及加速過程中飛行員可能會感覺爬升幅度比正常幅度要大，從而可能采取相應(yīng)的動作使機(jī)頭向下。