ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
На условия полета существенно влияет окружающая самолет среда, в том числе атмосферное давление и ряд других факторов. Организм человека сохраняет свою жизнедеятельность лишь в пределах небольших отклонений от нормальных условий, которые имеют место на земле. Для сохранения работоспособности на высоком уровне организм человека должен постоянно получать достаточное количество кислорода с вдыхаемым воздухом и находиться в соответствующих условиях в самолете.
На уровне моря в составе воздуха содержатся основные газы в следующих соотношениях: азота 78,08 %, кислорода 20,95 %, аргона 0,93 %, углекислого газа 0,03 %. Кислород в атмосферном воздухе содержится в виде трех форм: молекулярной, атомарной и в виде озона. Наличие молекулярного кислорода в атмосферном воздухе имеет большое биологическое значение: кислород обеспечивает необходимые условия для поддержания жизни. Благодаря молекулярному кислороду осуществляются окислительно-восстановительные процессы в организме человека.
Атмосферное давление понижается по мере подъема на высоты. С уменьшением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода. Под парциальным давлением какого-либо газа в газовой смеси понимается часть общего давления газовой смеси, приходящаяся на его долю. На высотах организм человека подвергается комплексному воздействию следующих неблагоприятных факторов: пониженного парциального давления кислорода, низкого атмосферного давления, низкой температуры воздуха, лучистой энергии, измененной влажности и др.
|
|
|
Помимо указанных факторов внешней среды как среды обитания пилоты в самолетах подвергаются еще и действию таких факторов, которые обусловлены динамикой полета и пребыванием их в относительно замкнутых объемах малого размера, например, вибрации, шумов, ускорения, относительной гиподинамии и относительной изоляции от внешнего мира. Наиболее неблагоприятными из вышеуказанных факторов являются пониженное парциальное давление кислорода и снижение общего атмосферного давления, которые во многом являются лимитирующими факторами.
Низкие атмосферное давление и температура окружающего воздуха неблагоприятно действуют на человека, поднимающегося на высоту в открытой не загерметизированной кабине.
Уровень безопасности полетов, качество и надежность деятельности пилота как оператора в эргатической системе «экипаж - самолет - среда» во многом зависит от состояния организма и его работоспособности.
Особенностью летного труда является то, что он осуществляется в отрыве от земли, на малых, больших высотах и в стратосфере, при разных скоростях полета и при различной продолжительности, в простых и сложных метеорологических условиях, с быстрой сменой различных климатических условий. По своему характеру летный труд является умственно-физическим, эмоционально насыщенным и достаточно напряженным. Управляющий самолетом пилот (оператор) не является просто звеном передачи информации от индикаторов к органам управления, а действует сознательно, имеет свое личное отношение к выполняемым действиям. Воздействие на самолет пилот осуществляет посредством дистанционного управления. Оценку положения самолета в пространстве пилот осуществляет как визуально по земным ориентирам, так и по приборам. Для летной деятельности характерным является вынужденный темп работы нередко в сложных ситуациях при недостатке времени. Пилот осуществляет действия на различных скоростях в строго определенном порядке по этапам полета (взлет, полет, посадка), с различным количеством операций на каждом этапе полета, при достаточно высоком темпе восприятия и переработки информации. Пилот в течение всего полета вынужден воспринимать информацию из двух источников: с приборной доски и из пространства за кабиной экипажа. При взлетах и посадках информация также поступает от диспетчерской службы по каналам связи.
|
|
|
Основную часть информации (85-90 %) пилот получает через зрительный анализатор. Условия труда пилотов во многом зависят от типа самолета, состояния атмосферы, особенностей систем жизнеобеспечения и возможностей наземных средств управления полетами.
|
|
|
Эффективность функционирования эргатической системы «экипаж - самолет - среда» может быть достаточно высока, если в ней обеспечено оптимальное соответствие и сбалансированность всех составляющих эту систему частей. Это предполагает, с одной стороны, высокую квалификацию пилота-оператора, с другой - такие технические характеристики элементов самолета, физиолого-гигиенические условия размещения пилотов, такое необходимое оборудование, которые будут находиться в соответствии с психофизиологическими данными пилота. При этом факторы внешней среды не должны оказывать неблагоприятного воздействия как на пилота-оператора, понижая его работоспособность, так и на самолет.
В оптимизации летного труда имеют большое значение компоновка рабочих мест с органами управления и приборами контроля в кабине экипажа, организация соответствующего микроклимата и подготовка экипажа к пользованию аварийными средствами в экстремальных условиях. Проведение в жизнь всех этих мероприятий преследует единую цель, направленную на то, чтобы летная работа совершалась более эффективно с минимальным числом ошибок и с высоким уровнем безопасности полетов. Касаясь понятия «внешняя среда вокруг пилота», необходимо принимать во внимание весь тот диапазон внешних факторов (атмосферное давление, недостаток кислорода в воздухе, температура, влажность и др.), в условиях которых происходит работа членов экипажа по эксплуатации самолета.
|
|
|
Важное место среди особенностей условий труда членов экипажей в аспекте безопасности полетов занимают особенности с точки зрения потребностей в кислородном обеспечении.
Полеты самолетов по высоте делятся на полеты, совершаемые на малых высотах (до 600 м), на средних высотах (от 0,6 до 6 км) и на больших высотах (от 6 км и выше). Полеты по времени суток делятся на дневные, ночные и смешанные. По назначению полеты бывают учебными, тренировочными, транспортными, по применению авиации в народном хозяйстве, исследовательскими, испытательными, перегоночными, поисковыми, аварийно-спасательными и др. По продолжительности они могут быть кратковременными, средней продолжительности и длительными. По условиям пилотирования полеты делятся на визуальные и полеты по приборам. Имеют место и ряд других видов полётов, но они не имеют существенного значения для нашего анализа.
ВЛИЯНИЕ ПЕРЕГРУЗОК
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСКОРЕНИЯХ
Скоростью называют отношение пути ко времени, в течение которого тело проходит этот путь. Если движущееся тело проходит за равные отрезки времени равный путь, т. е. если скорость с течением времени остается постоянной, то такое движение называется равномерным. Если же тело проходит в одинаковые отрезки времени различный путь, движение его называется неравномерным.
В повседневной жизни наиболее распространенным является неравномерное движение, при котором скорость изменяется или по величине, или по направлению, или одновременно и по величине и по направлению. В механике всякое изменение скорости по величине или направлению в единицу времени называется ускорением.
Согласно первому закону механики, всякое тело находится в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения до тех пор, пока какая-либо внешняя сила не выведет его из этого состояния. Следовательно, изменение скорости по величине или направлению, т. е. ускорение, возникает под действием внешних сил.
Из второго закона механики известно, что ускорение прямо пропорционально неуравновешенной силе, действующей на тело, и обратно пропорционально его массе:
где F-сила, действующая на тело; т-масса тела.
Таким образом, зная массу тела и ускорение, можно судить о действующей на тело силе, вызвавшей ускорение. Ускорение обычно выражают в метрах на секунду в квадрате (м/сек2). В авиации широкое применение нашла единица ускорения, равная нормальному ускорению силы тяжести 9,81 м/сек2. Обозначается эта единица буквой g. Это дает основание определять ускорение, возникающее при любой форме движения, в единицах ускорения силы тяжести. Из сущности ускорения свободного падения вытекает, что ускорение, равное 9,81 .м/сек2, вызывается действием силы, равной весу тела. Так, если ускорение равно 5g, то создающая его сила в 5 раз больше веса тела.
Из сказанного следует, что при изменении скорости или направления движения на тело действует не само ускорение, а внешние силы, вызывающие его. Эти силы называются инерционными, т. е. сообщающими ускоряемому телу инерцию. По величине силы инерции равны силам, вызывающим ускорение, но направлены в обратную сторону. С проявлением инерционных сил люди часто встречаются при поездках на различных видах транспорта. В начале движения ускорение и сила, вызывающая его, направлены вперед (по ходу движения), а пассажиры ощущают действие инерционной силы, отклоняющей их назад. При резком торможении и остановке происходит обратное: ускорение и сила, вызывающая его, направлены назад, а инерционная сила отклоняет пассажиров вперед.
В авиационной медицине и технике нередко встречается понятие «перегрузка». Это понятие является условным. Перегрузка - относительная величина, показывающая, во сколько раз сила, вызывающая ускорение, больше веса ускоряемого тела. Измеряется перегрузка в единицах, кратных весу тела в земных условиях. В состоянии покоя тело испытывает перегрузку, равную единице. Если какому-либо телу внешняя сила сообщает ускорение 5g, то перегрузка будет равна 5. Это значит, что вес тела в данных условиях увеличился в пять раз по сравнению с исходным.
В авиационной медицине условно допускается, что сила, действующая на летчика, равна ускорению, т. е. F=a. Следовательно, когда мы говорим о влиянии ускорения, то надо подразумевать ту механическую силу, которая действует в данный момент на человека, а когда идет речь о перегрузке, то имеется в виду отношение действующей силы к весу тела.
Рис. 3 Классификация перегрузок (а - ускорение, v - скорость, п - перегрузка)
В зависимости от направления действия относительно тела человека различают продольные, поперечные и боковые перегрузки. Перегрузка называется продольной, когда она действует в направлении голова - ноги (голова - таз) или обратно, поперечной, если она действует в направлении грудь-спина или обратно, и боковой - при действии в направлении бок- бок (Рис. 3). Действие перегрузки по направлению противоположно действию ускорения. Например, если ускорение действует в направлении ноги - голова, перегрузка (инерционные силы) будет направлена от головы к ногам.
Ускорение с продолжительностью действия до 1 сек условно принято называть кратковременным, более 1 сек - длительным.
Характер изменения физиологических функций организма летчика и его работоспособности под воздействием ускорения зависит от вида и величины ускорения, продолжительности и направления его действия, повторяемости воздействия, а также от физического состояния и индивидуальных особенностей организма летчика. Форма проявления этих изменений может быть различной от незначительных неприятных ощущений до крайне тяжелых состояний, сопровождающихся резкими расстройствами деятельности органов дыхания, сердечно-сосудистой, нервной и других систем организма, вплоть до потери сознания и травматических повреждений.
Человек, испытывающий воздействие ускорения, ощущает тяжесть во всем теле, скованность движений, иногда - грудные боли или боли в области живота. При определенных величинах ускорения может наступить расстройство зрения.
Известно, что действие силы, сообщившей некоторому телу дополнительную скорость, сказывается не только в точке приложения этой силы, а распространяется на все тело, вызывая относительное смещение и деформацию его частей. Эти смещение и деформация тем значительнее, чем больше действующая сила и чем слабее сцепление между частями этого тела. Ткани и органы человека имеют различные физические свойства и силы внутренних связей. Следовательно, инерционное смещение и деформация их будут неодинаковыми.
Под влиянием ускорения больше всего смещению и деформации подвергаются мягкие ткани (кровь, мягкие ткани лица) и внутренние органы (органы брюшной полости), имеющие большой вес и недостаточную фиксацию Наибольшему инерционному смещению подвержена кровь, обладающая наименее прочными внутренними связями. Такому смещению способствует и большая эластичность сосудов. Под влиянием длительно действующих ускорений, направленных по ходу крупных кровеносных сосудов, кровь легко перемещается из одной части тела в другую. Поэтому нарушения кровообращения под воздействием ускорения (перегрузки) наблюдаются наиболее часто.
При малых ускорениях деформация органов и тканей не вызывает заметного нарушения их функций. Однако с нарастанием ускорений эта деформация может вызвать резкое нарушение функций отдельных органов и организма в целом.
Во время полета самолет часто меняет скорость движения и направление, в результате чего и возникают ускорения. Ускорение в полете может возникнуть при изменении величины скорости, но при сохранении направления движения или, наоборот, при постоянной скорости, но при изменении направления движения, а также при одновременном изменении величины скорости и направления движения.
В авиационной практике чаще всего встречаются ускорения следующих четырех видов: прямолинейные, радиальные, угловые и ускорения Кориолиса.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 309; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!