การหลงสภาพการบิน คือ อาการที่บุคคลนั้นรับรู้ถึงตำแหน่งที่อยู่ท่าทางการทรงตัวในการบิน และการเคลื่อนที่ของอากาศยานที่ตนบังคับอยู่ในลักษณะที่สัมพันธ์กับแนวขอบฟ้า (Horizontal Line) ผิดพลาดไปจากที่เป็นอยู่จริง
จากข้อมูลหลักฐานและการวิเคราะห์หาสาเหตุของอากาศยานอุบัติเหตุพบว่า การหลงสภาพการบินมีส่วนชักนำหรือเกี่ยวข้องกับอากาศยานอุบัติเหตุ ถึงกว่าร้อยละ ๗๕ ซึ่งอุบัติเหตุดังกล่าวมักเป็นอุบัติเหตุใหญ่ที่ทำให้สูญเสียชีวิตหรือสูญเสียทรัพย์สินจำนวนมาก ดังนั้นการหลงสภาพการบินจึงเป็นประเด็นที่จะต้องให้ความสนใจเป็นอย่างยิ่งในแง่ของสรีรวิทยาการบิน
๑. การหลงสภาพการบินที่มีสาเหตุจากการมองเห็น (Visual Illusions) ประการที่สำคัญ ได้แก่
๑.๑ ปรากฏการณ์ออโตไคเนติก (Auto kinetic Phenomina) เกิดขึ้นเนื่องจากการจ้องมองดวงไฟในที่มืดสลัว หรือในเวลากลางคืนอยู่เป็นเวลานาน ทำให้กล้ามเนื้อนัยน์ตาเกิดอาการล้า นัยน์ตาจึงกลอกไปมาโดยไม่รู้สึกตัว จึงสำคัญผิดว่าดวงไฟเคลื่อนที่ไปมาได้ ปรากฏการณ์ เช่นนี้เกิดอันตรายขึ้นได้ ในกรณีที่นักบินทำการบินตามการเคลื่อนที่ของดวงไฟนั้นจนเกิดการชนกันขึ้น เพราะกำหนดตำแหน่งดวงไฟผิดพลาดจากความเป็นจริง
๑.๒ ขอบฟ้าหลอน (False Horizons)ในขณะที่ทำการบินโดยไม่เห็นเส้นขอบฟ้าหากนักบินบินตามแนวเมฆ หรือแนวแสงไฟที่พื้นจะทำให้สำคัญผิดว่าเป็นเส้นขอบฟ้าได้ ทำให้เครื่องบินเอียงไปโดยไม่รู้สึกตัว
๑.๓ ภาพลวงตาในการกะระยะความลึก (Depth Perception Illusion) การบินในเวลากลางคืน บินเหนือพื้นน้ำ บินในเมฆหมอกหนาหรือสภาพสนามบินที่แตกต่างออกไปจากที่คุ้นเคย เช่น ความกว้างของทางวิ่งไม่เท่ากัน ความสูงต่ำรอบทางวิ่งแตกต่างกัน ตลอดจนสภาพอาคารต้นไม้ อุปกรณ์อำนวยความสะดวกภาคพื้นที่แตกต่างกันออกไป ภาวะเหล่านี้ทำให้การอ้างอิงทางสายตา (Visual References) ผิดเพี้ยนไป จึงมีการรับรู้ทางลึก (Depth Perception) ผิดพลาดได้ง่าย และเป็นอันตรายในการบินหมู่หลายเครื่องหรือบินขึ้นลงสนามบิน
๒. การหลงสภาพการบินที่มีสาเหตุมาจากการแปลผลผิดพลาดของอวัยวะรับรู้ การทรงตัวในหูชั้นใน (Vestibular Illusions) ประการที่สำคัญ ได้แก่
๒.๑ ภาวะลีนส์ (Leans) โดยปกติแล้ว หากการเอียงของเครื่องบินเปลี่ยนแปลงไปในอัตราที่น้อยกว่า ๒ องศา/วินาทีแล้ว นักบินจะไม่สามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงนั้นได้ ดังนั้นเครื่องบินจึงอาจจะค่อยๆ เอียงไปจนเกิดอันตรายได้ หากนักบินทำการแก้ไขอาการเอียงด้วยความรุนแรง จะเกิดความรู้สึกว่าเครื่องบินเอียงไปอีกด้านหนึ่งอย่างมาก ทั้งที่ความจริงแล้วเครื่องบินกำลังเข้าสู่แนวระดับ ดังนั้นนักบินจึงทำการแก้ไขให้เครื่องบินกลับเข้าสู่การเอียงด้านเดิมอีกครั้งหนึ่งและเกิดอาการสับสนขึ้น
๒.๒ ภาวะเกรปยาร์ด สปีน (Graveyard Spin) ขณะที่เครื่องบินมีอาการควงสว่านนั้น ในระยะแรกนักบินจะรู้สึกได้ แต่ครั้นอาการควงสว่านคงที่อยู่ต่อไป ของเหลว (Endolymph) ในเซมิเซอคูลาร์ แคแนลล์ จะหยุดเคลื่อนที่ ทำให้ขนอ่อนหยุดการเคลื่อนไหวไปด้วย นักบินจึงเข้าใจว่าเครื่องบินหยุดควงสว่านทั้งๆ ที่เครื่องบินยังมีอาการควงสว่านอยู่ต่อไปหากนักบินแก้อาการควงสว่านไปในทิศทางตรงกันข้าม เพื่อให้เครื่องบินกลับสู่แนวระดับ จะทำให้ขนอ่อนถูกพัดพาไปอีกข้างหนึ่ง นักบินจึงเข้าใจว่าเครื่องบินเข้าอาการควงสว่านในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับ ครั้งแรก ดังนั้นในกรณีที่นักบินเกิดอาการสับสนก็จะบังคับเครื่องบินกลับไปอีกด้านหนึ่ง ซึ่งก็คือการกลับเข้าสู่อาการควงสว่านในทิศทางเดิมนั่นเองจนกระทั่งเครื่องบินชนพื้นในที่สุด
๒.๓ ภาวะโคริโอลิส (Coriolis Effects) เกิดขึ้นจากการที่ เซมิเซอคูลาร์ แคแนลส์ ถูกกระตุ้นพร้อมๆ กันในหลายทิศทาง ทำให้การแปลผลในสมองเกิดการสับสนขึ้น เช่น ในกรณีที่เครื่องบินอยู่ในท่าทางการเอียง ควงสว่านดำลงทิ้งระเบิด ดึงเครื่องไต่ระดับ หรือเลี้ยว หากนักบินเคลื่อนไหวศีรษะด้วยความรุนแรง เช่นหันกลับไปมองทางด้านหลัง หรือก้มหน้าลงไปดูเครื่องวัดต่างๆ บนหน้าปัด การกระทำดังกล่าวจะมีผลไปกระตุ้นประสาทรับรู้การทรงตัวในหลายๆทิศทางพร้อมๆ กัน จึงทำให้สมองเกิดอาการงุนงงจนไม่รู้สภาพการทรงตัวที่แท้จริงในขณะนั้น
๒.๔ ภาวะความรู้สึกเงยหลอน (Oculogravic Illusion) เกิดขึ้นในขณะที่เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยอัตราเร่ง จะมีผลทำให้โอโตลิททิค เม็มเบรน (Otolithic Membrane)ซึ่งอยู่บนโอโตลิท ออร์แกนส์ เคลื่อนที่ไปทางด้านหลังและจะพัดพาเอาขนอ่อนไปทางด้านหลังด้วย อาการที่ขนอ่อนถูกพัดไปทางด้านหลังนี้เหมือนกันกับการที่เงยศีรษะขึ้น ดังนั้นนักบินจึงเกิดความรู้สึกว่าขณะนั้นเครื่องบินมีอาการเงยหัวขึ้นถ้าหากสิ่งอ้างอิงทางสายตา (Visual References)ไม่ดีพอ นักบินก็จะแก้ไขโดยการบังคับให้เครื่องบินกดหัวลง ซึ่งอาจจะทำให้เครื่องบินชนพื้นได้
