Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 2
ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА МЕДИЦИНЫ КАТАСТРОФ И ВОЕННОЙ МЕДИЦИНЫ
Утверждаю
Заведующий кафедры медицины
катастроф и военной медицины
полковник м/с С.Г.Демяник
“___” ___________________ 200 г.
Групповое занятие
по курсу организация медицинского обеспечения войск
ТЕМА 10. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ АВИАЦИОННОЙ МЕДИЦИНЫ.
Для студентов медицинских факультетов
Харьковского национального медицинского университета
Обсуждена на заседании ПМГ курса
“____”__________________200__ г.
Протокол от “__”_________200__ г.
Протокол от “__”_________200__ г.
Харьков- 2008
Тема 10
Психофизиологические и психологические аспекты авиационной медицины.
Групповое занятие
Вступление 5 мин
1.Основные физические факторы воздушного пространства.
Понятие о солнечной и космической радиации 20 мин
2.Классификация гипоксий. Общая картина высотной болезни 20 мин
3.Факторы, обусловленные динамикой полетов летательных
аппаратов и их влияние на организм летчика 25 мин
4.Современные средства життезабезпечення экипажей в
высотном полете. Защитное снаряжение летного состава. 15 мин
Подведение итогов занятия 5 мин
Всего 90 мин
ІІ. Литература
А. Обязательная:
Б. Дополнительная:
А. Использованная для подготовки текста лекции:
ІІІ. Наглядные пособия
1. Стенды, схемы, слайды, видеофильмы.по теме
2. Кодоскоп, видеомагнитофон, телевизор
3. Специальное снаряжение, ККО, ВКК, ППК, ГШ, ЗШ, КМ.
Вступление.
Полеты современных летательных аппаратов осуществляются в условиях, которые значительно отличаются от обычных, в которых протекает жизнь человека. Летчик в полете на современном летательном аппарате производит напряженную умственную работу, сочетающуюся со сложнокоординированными действиями в условиях отрицательного влияния ряда особых факторов.
К таким факторам относятся: понижение общего атмосферного давления и обусловленное им снижение парциального давления кислорода, ускорения, низкая температура окружающего воздуха, шум и вибрация, ионизирующее излучение, электромагнитные поля, токсичные вещества, высокая и низкая температура воздуха, солнечная и космическая рациация, длительное пребывание в однообразной малоподвижной позе, необходимость пользования спецснаряжением и др. Каждый из указанных факторов может существенно влиять на состояние здоровья и трудоспособность.
Для практики авиационных врачей важно знать основные параметры атмосферы - той среды, в котором проходит деятельность летчика и границы их изменений. Без этого невозможно осуществлять квалифицированное медицинское обеспечение полетов. Полеты на современных летательных аппаратах, которые летают на большой скорости и высоте, предъявляют повышенные требования к организму летчика, более за все к высшей нервной деятельности, требуют высокого уровня профессиональной трудоспособности.
Изучению влияния на организм летного состава наиболее важных из вышеперечисленных факторов и предотвращению их отрицательного действия на организм человека занимается авиационная медицина. Комплекс проблем, которые решает авиационная медицина обеспечивают устойчивость организма к факторам среды, адаптацию к условиям труда, надежность и эффективность профессиональной деятельности летчика.
1. Основные физические факторы воздушного пространства.
Понятие о солнечной и космической радиации.
Атмосфера Земли (вот греческого atmos- пар, воздух и sphai-га - пласт) - окружающая Землю газовая среда, молекулы и атомы которой удерживаются силами земного тяготения и движутся вместе с землей подобно малым многочисленным спутникам.
Земная атмосфера простирается на многие тысячи километров. Границы ее непостоянны, на них влияют гравитационное поле Луны и давление потока солнечных лучей. Над экватором в области земной тени атмосфера достигает высот около 10 000 км, а над полюсами - 3000 км. Основная масса атмосферы (80-90%) находится в пределах высот к 12-16 км, что объясняется экспоненциальным характером уменьшения плотности (разрежением) ее газовой среды по мере увеличения высоты над уровнем моря.
Самым непостоянным и важным из переменных компонентов является водяной пар, концентрация которого в земной поверхности может колебаться от 3% (в тропиках) до 210% (в Антарктиде). Чем выше температура воздуха, тем больше влаги при прочих равных условиях может находится в атмосфере, и наоборот. Основная масса паров воды сосредоточена к высот 8-10 км. На больших высотах в связи со сниженным температуры п конденсации паров воздух практически сухой. Содержание водного пара в атмосфере зависит вот сочетанного влияния процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса.
Давление, оказываемое атмосферой под влиянием гравитации яа поверхность Земли, называется атмосферным. Величина этого давления в каждой точке равна массе вышележащего столба воздуха с единичным основанием.
На уровне моря атмосферное давление в среднем изменяется в пределах от 720 до 780 мм рт. ст. В его суточном режиме обычно наблюдаются два максимума: в 9-10 ч и 21-21 ч, и два минимума: в 3-3 ч и 15-15 ч. Изменение давления происходит вследствие неравномерного нагревания масс воздуха, расположенных над сушей и водой в различных географических широтах. При повышении температуры плотность воздуха, а следовательно, и создаваемое им давление уменьшаются. Области, характеризующиеся повышенным давлением, называются антициклоном, пониженным - циклоном.
Падение атмосферного давления на расстоянии, равном 100 км, называется горизонтальным барометрическим градиентом.
Одним из параметров атмосферы является температура, которая с увеличением высоты вначале понижается (в среднем от 15 °С у земли к -56,5 °С на высотах 10-11 км). Вертикальный температурный градиент в этой зоне (10-11 км) для средней полосы СССР составляет около 0,6° на каждые 100 м; он изменяется в течение суток и года. На высотах 10-11 км температура удерживается постоянной -56,5 °С, а затем начинает заметно повышаться, достигая на высотах около 55 км 0,1 °С. На высотах более 55 км температура вновь понижается и на высоте 90 км составляет почти -90 °С, а затем резко повышается, достигая больших значений: на высотах 200 км -950 °С, а на границе с космическим пространством на высотах до 3000 км более -3000 °С.
Организм человека способен поддерживать тепловой гомеостаз в довольно узких пределах колебаний температуры наружного воздуха — от 15° до 45оС. При низких температурах, особенно в сочетании с ветром и высокой влажностью воздуха, возможно появление простудных заболеваний и обморожений, а при высоких температурах развивается перегревание организма. Основными средствами жизнеобеспечения человека при экстремальных значениях температуры в наземных зонах атмосферы являются жилища и одежда, а в высотных полетах - специальные защитные технические средства.
Для практических целей удобно пользоваться Международной стандартной атмосферой (МСА) - условной атмосферой, в которой барометрическое давление по высотам рассчитано по специальной формуле при определенных значениях в распределении температуры по вертикали. Для МСА принимают следующие условия: давление на уровне моря при температуре 15°С равно 760 мм рт. ст.; температура уменьшается на 6,5°С на каждый километр к уровня 11 км (условная стратосфера), а затем остается постоянной . В полетах в верхних слоях атмосферы в герметических кабинах летательных аппаратов создается искусственная атмосфера.
2. Классификация гипоксий. Общая картина высотной болезни.
В конце XIX столетия и в первой половине XX века значительный вклад в изучение физиологических механизмов адаптации организма животных и человека к высотной гипоксии был сделан выдающимися физиологами: за рубежом - А. Моссо, Л. Холденом, Д. Баркрофтом, К. Дугласом, Л. Гендерсоном, Н. Цунцем, Э. Шнейдером, X. Рартманом, Э. Опицем, У. Люфтом; в нашей стране - В. В. Пашутиным, П. М. Альбицким, П. И. Егоровым, В. В. Стрельцовым, Г. Э. Владимировым, А. П. Аполлоновым, Д. И. Ивановым, В. Г. Миролюбовым, М. Э. Маршаком, Н. Н. Сиротининым, Д. Э. Розенблюмом и др.
В начале XX века интерес к высотной гипоксии неуклонно возрастал. Причиной этого было прежде всего развитие техники, которое определило возможность как плавания на подводных лодках, так и полетов на самополетах, а позже и на космических летательных аппаратах. В первые годы развития авиации, когда летчики летали в открытых кабинах и в полетах еще не пользовались для дыхания кислородом, кислородное голодание было центральной проблемой авиационной медицины. Именно в эти годы острое кислородное голодание стали использовать в качестве функциональной пробы для отбора лиц, поступающих на службу в авиацию, и при медицинском освидетельствовании летчиков.
Казалось бы, что в мирное время вероятность появления гипоксии при высотных полетах значительно снизилась прежде всего в связи с введением в конструкции самолетов герметических кабин, однако возникновение гипоксии в летного состава и пассажиров в полетах на современых самополетах все же имеет место.
Г. Бэр, И. М. Сеченов установили, что уменьшение Ро2 во вдыхаемом воздухе является причиной возникновения высотной гипоксии — кислородного голодания. Механизм этого явлении обусловлен тем, что в процессе дыхания газообмен в легких (поступление в кровь кислорода и выведение углекислого газа) происходит в основном в результате разницы парциальных давленный этих газов в крови легочных сосудов и альвеолярном воздухе. Следовательно, с понижением Ро2 во вдыхаемом воздухе уменьшается поступление кислорода в организм, ко всем его тканям.
Организм человека не располагает сколь-либо существенными запасами кислорода (О2). Прекращение поступления О2 в организм приводит через несколько минут к развитию тяжелого патологического состояния, а смерть наступает уже через 5,5 мин, в то время как без воды человек может находится много дней (10-12), а без пищи более месяца.
В зависимости вот функционального состояния организма потребность его в О2 изменяется. При работе потребление О2 в испытывающих функциональную нагрузку тканях возрастает. Кислородное голодание возникает в случае, когда потребность тканей в кислороде превышает его поступление к им.
Минимальный уровень энергии окислительных процессов и потребления О2, необходимый для поддержания структуры и функции, неодинаков для различных тканей организма. У высокоразвитых животных и человека наиболее чувствительной к недостатку кислорода является ЦНС — филогенетически самое молодое образование. По данным Ламбертсена (1962), мозг человека в среднем потребляет в покое 3,5 мл О2 на 100 г ткани в 1 мин. Это приблизительно 50 мл в 1 мин для всего мозга. Если учесть, что масса главного мозга составляет немногим более 2% массы тела, то становится очевидной крайне высокая его потребность в 02. Последнее определяет то, что при остром кислородном голодании в первую очередь возникают нарушения деятельности ЦНС.
Классификация гипоксий.
Гипоксия, в переводе с греческого, означает понижение содержания кислорода в тканях организма. Синоним этого термина в русском языке — кислородное голодание или кислородная недостаточность. В зависимости вот этиологии и особенностей патогенеза сейчас принято выделять 4 основные формы гипоксии.
В зависимости от степени снижения Ро2 с подъемом на высоту гипоксию принято делить на острую и хроническую. Вследствие острой гипоксии возникает высотная болезнь, хронической - горная болезнь.
К острой гипоксии условно относят все случаи значительного и быстрого снижения Ро2 в окружающей газовой среде, в результате которого через относительно небольшой срок в здоровых, но ранее не адаптированных к гипоксии людей возникают различной тяжести патологические состояния. Реально такие ситуации бывают после быстрых подъемов на высоты 4000—5000 м и выше или после внезапного прекращения подачи кислорода во время высотных полетов.
Авиационный врач должен достаточно хорошо быть знаком с различными проявлениями острого кислородного голодания - высотной болезни. Высотная болезнь может иметь место в полете, и в некоторых случаях ее возникновение является причиной аварийных ситуаций и катастроф. К сказанному следует еще добавит и то, что при проведении медицинского отбора лиц, поступающих в ВУз по подготовке летного состава, и при медицинском освидетельствовании летного состава принято обязательно проводит подъемы на высоту 5000 м, т.е. определять индивидуальную устойчивость к умеренной степени высотной гипоксии. Правильно, научно обоснованно оценивать результаты такого подъема - функциональной гипоксической пробой - можно только на основании серьезных знаний патогенеза и клинической картины высотной болезни.
Общая картина высотной болезни.
В 1918 г. было предложено объединить патологические состояния, возникающие в результате развития острой гипоксии у людей в полете, при подъемах на высоту, в единую нозологическую форму, названную высотной болезнью. Г. Армстронг, Н. Н. Сиротинин, Д. И. Иванов и др. в понятие «высотная болезнь» включали все патологические состояния, которые возникают у людей при высокогорных восхождениях, высотных полетах или подъемах в барокамере, т.е. во всех случаях, когда болезненное состояние возникает вследствие пребывания в условиях газовой среды с пониженным Ро2. Эта точка зрения разделяется не всеми. Большинство авторов предлагали дифференцировать высотную болезнь от горной болезни, отличающейся своеобразием клинической картины. Высотная болезнь протекает остро: тяжелое патологическое состояние, вплоть к потери сознания, развивается после подъема на большие высоты в течение нескольких минут или десятков секунд. При этом пострадавшие часто теряют критическое отношение к окружающей обстановке и не предъявляют каких-либо жалоб на ухудшение самочувствия, что определяет особую опасность высотной болезни.
После подъема в горы на высоты, превышающие 2000-2500 м, горная болезнь развивается относительно медленно. Ее симптомы проявляются, как правило, через несколько часов (иногда 1-3 сут) после подъема. Заболевшие предъявляют многочисленные жалобы на головную боль, головокружение, расстройства сна, боль в животе, потерю аппетита, одышку, слабость, быструю утомляемость, снижение физической и интеллектуальной работоспособности.
Некоторые исследователи (Э. Опиц, П. М. Грамепицкий и др.) не пользуются термином «высотная болезнь», а пишут об острой гипоксической гипоксии, которая возникает в газовой среде со значительно пониженным Роа и во многих случаях бесследно, в течение нескольких минут, исчезает при восстановлении нормального Ро2. По их мнению, речь идет в реактивном состоянии, подобном поэтому, которое возникает при быстром перегревании, а не болезни с присущими ей морфологическими изменениями.
Патогенез. При развитии высотной болезни страдают все виды обмена веществ, однако наиболее существенное значение имеют нарушения углеводного обмена, которые ведут к снижению ре-синтеза АТФ и избыточному накоплению в клетках некоторых промежуточных продуктов: НАД-Н2, молочной и пировиноградной кислот. Эти изменения приводят к снижению эффективности Na-К-насоса и к нарушению внутриклеточного гомеостаза и к уменьшению рН и потере избирательной проницаемости мембраны клетки, что и определяет начало развития морфологических изменений. Последовательность возникновения их, согласно данным Э. Ф. Котовского и Л. Л. Шимкевича (1971), такова: изменения проницаемости клеточной мембраны, нарушение ионного .равновесия, набухание митохондрий, стимуляция гликолиза - уменьшение содержания гликогена, подавление синтеза и усиление распада белка, нарушение синтеза липидов, деструкция митохондрий, внутриклеточного сетчатого аппарата; жировая декомпозиция цитоплазмы. Завершается этот процесс разрушением мембран лизосом и выходом гидролитических ферментов, что приводит к автолизу и полному распаду клетки. Эти изменения химизма и ультраструктуры клетки определяют развитие характерной для высотной болезни патоморфологической картины, в том числе и возникновение различной глубины нарушений структуры клеток ЦНС: вакуолизацию протоплазмы, распыление хромато-фильной субстанции или полный тигролиз, пикноз ядер, сморщивание клеток, их некробиоз и лизис.
Систематическое многолетнее изучение высотной болезни, возникающей у людей во время подъемов в барокамере, при дыхании газовыми смесями, бедными О2, при респирации — дыхании из замкнутого объема, дало возможность оценить функциональные сдвиги, возникающие в различные периоды развития этого заболевания.
Выделяют две основные формы высотной болезни: коллаптоидная, которая наиболее часто встречается при относительно умеренном дефиците кислорода (после подъемов на высоты 5000—6000 м или дыхания газовыми смесями с 9-12% В2), и обморочная. Последняя возникает, как правило, в результате значительного дефицита О2 на высотах 7000—10 000 м и более при дыхании газовыми смесями с низким (менее 8%) содержанием О2. Обе эти формы, особенно вторая, протекают остро и быстро приводят к развитию тяжелых патологических состояний.
В патогенезе высотной болезни оказываются перекрещивающимися адаптивные реакции, направленные на «борьбу за О2», на улучшение транспорта кислорода к клеткам, и патологические реакции, обусловленные дефицитом кислорода. Эти реакции можно представить в следующей последовательности. Дефицит кислорода в окружающей среде приводит к снижению парциального давления в альвеолярном воздухе и артериальной крови. Снижение парциального давления в артериальной крови приводит к раздражению рефлексогенных сосудистых зон: (синокаротидной и аортальной). В свою очередь развитие гипервентиляции при острой высотной гипоксии приводит к возникновению гипокапнии. Она сопровождается появлением газового алкалоза и играет определенную роль в патогенезе высотной болезни, так как может быть причиной нарушений регуляции кровообращения и дыхания, вплоть к коллапса. При значительном дефиците кислорода в артериальной крови на фоне адаптивных реакций возникают изменения деятельности головного мозга, которые проявляются в виде сенсорных и двигательных расстройств. При этом в первую очередь страдают наиболее чувствительные к влиянию недостатка кислорода в крови структуры: фоторецепторные клетки глаза, кора полушарий головного мозга, гипокамп, мозжечок и др.
Коллаптоидная форма высотной болезни возникает у практически здоровых людей через 5-30 мин после подъема в барокамере на высоту 4000—6000 м, на высоте 5000 м — в 3% случаев. В лиц с функциональной недостаточностью регуляции сердечно-сосудистой системы она возникает, по данным А. П. Аполлонова и Д. И. Иванова, значительно чаще - в 25% случаев. На высотах 8000 м и более коллаптоидная форма высотной болезни встречается крайне редко. При этой форме высотной болезни часто ухудшается самочувствие. Обследуемые предъявляют жалобы на общую слабость, «чувство жара» либо во всем теле, либо только в голове; отмечают изменение зрения — появление серой или черной пелены, недостаток воздуха, шум в ушах, тошноту и головокружение. При этом изменяется внешний вид и поведение обследуемого: появляется бледность кожных покровов лица, усиливается потливость (на лбу крупные капли пота), черты лица заостряются, глаза кажутся глубоко запавшими, их выражение становится страдальческим. Повышенная в начале развития высотной болезни двигательная активность и эйфория сменяются общей заторможенностью; внешность становится скованной, взгляд долго фиксируется на отдельных предметах. Сознание длительное время сохраняется, однако все указания и команды врача воспринимаются медленно и часто выполняются как бы неохотно. Если пострадавшего не обеспечить нормальным кислородным питанием (спуск с высоты, подача кислорода), то его состояние может резко ухудшиться - наступит потеря сознания. Урежение частоты сердечных сокращений или снижение АД является одним из первых признаков возникновения коллаптоидной формы высотной болезни. Степень и скорость проявления этих реакций определяют особенности клинического течения высотной болезни.
При резком снижении мозгового кровообращения возникает вазовагальный обморок. Причиной его является либо нарастающая брадикардия, либо значительное снижение периферического сопротивления сосудов, что также приводит к падению АД.
В механизме развития коллапса в некоторых людей существенную роль играет гипокапния. Этим можно объяснить отсутствие терапевтического эффекта в первые минуты после переключения на дыхание кислородом. Отчетливое терапевтическое действие кислорода проявляется лишь через некоторое время после ликвидации гипервентиляции в период восстановления РАсо2.
Клиника. В лиц, устойчивых к гипоксии, через несколько часов пребывания на высотах 4000-6000 м отмечается развитие высотной болезни, клиническая картина которой близка к острой форме горной болезни. У заболевшего появляется головная боль, повышенная раздражительность, резко снижается умственная и физическая работоспособность - даже незначительная мышечная работа вызывает одышку и тахикардию. При этом нередки жалобы на общую слабость, тошноту, боль в животе, диспепсические явления.
Для авиационного врача имеет существенное значение знакомство с клиникой коллаптоидной формы высотной болезни, так как появление ее симптомов при подъемах летного состава в барокамере на высоту 5000 м определяет обоснованность экспертного медицинского заключения. Врачу необходим помнить, что различные нарушения режима (прием спиртных напитков, нарушения сна и др.) перед проведением экспертных подъемов могут быть причиной, определяющей развитие преколлаптоидного состояния у обследуемого.
Обморочная форма высотной болезни заслуживает особенного внимания, так как ее возникновение в полете в результате разгерметизации кабины, неисправности высотного снаряжения или нарушений правил его эксплуатации является одной из причин возникновения аварийных ситуаций и катастроф.
Эта форма высотной болезни развивается без выраженных предвестников. Заболевший не испытывает неприятных ощущений; более того, он теряет адекватное отношение к окружающей обстановке и своему состоянию: не замечает ошибок при выполнении психофизиологических тестов и при решении элементарных арифметических задач, нарушений почерка и грубых грамматических ошибок. Потеря сознания часто наступает внезапно. В некоторых случаях ей предшествуют приступы клонических судорог, как правило, в работающих мышцах. Остроту течения высотной болезни определяет степень снижения парциального давления кислорода в легких и в крови.
Клиника. После подъемов на высоты 15500 м и выше она протекает сверхостро — первым признаком ее является потеря сознания, которая наступает без всяких предвестников уже через 12-15 с после подъема. При этой форме врач, наблюдавший за обследуемым, не отмечает никаких изменений его внешнего вида и поведения, вплоть к потери сознания. На высотах 7000-7500 м течение заболевания зависит от индивидуальной устойчивости, которая определяет время возможного пребывания на таких высотах — вот 2-3 к 20-30 мин и более. На таких высотах не отмечается существенных изменений общего состояния; поведение же в течение некоторого времени бывает неадекватным: часто отмечаются приподнятое настроение и потеря в большей или меньшей степени критического отношения к окружающей обстановке. Эти проявления высотной болезни необходим учитывать, так как больные часто отказываются выполнять указания врача, в частности не хотят использовать О2 для дыхания. Незадолго перед потерей сознания лицо больного становится невыразительным, взгляд застывшим, пустым; в некоторых возникает подергивание мышц кисти, после чего клонические судороги распределяются на всю руку и могут быть генерализованными. Одновременно наступает потеря сознания, при которой в течение некоторого времени заболевший сохраняет активную позу.
Потеря работоспособности и нарушения сознания возникают тем раньше, чем больше высота. Определенный практический интерес представляют данные, характеризующие время сохранения сознания и работоспособности в человека при пребывании его на различных высотах без кислорода. Этот вопрос изучался еще к второй мировой войны, преимущественно в СССР и Германии. Советские исследователи в основном определяли «высотный потолок», т.е. время, через которое в обследуемых появлялись расстройства деятельности ЦНС, нарушения сознания, снижение работоспособности в процессе непрерывного подъема в условиях барокамеры. Немецкие исследователи ввели понятие «резервного времени», которое характеризует тот отрезок времени, в течение которого у обследуемого на высоте после прекращения подачи О2 сохранялся еще минимальный уровень работоспособности, достаточный для принятия мер по спасению. В американской и английской литературе используется с этой же целью термин «время активного сознания».
Величина резервного времени (время активного сознания), которым располагает человек па различных высотах зависит преждет всего вот высоты, а также вот индивидуальной устойчивости к гипоксии. Видно, что с увеличением высоты индивидуальные колебания величины резервного времени суживаются, так что на высотах более 9000 м они практически стираются. На высотах 15 000 м и выше резервное время практически отсутствует ( 8-10 с). После быстрых подъемов ( 1-1 с) на такие высоты в обследуемых, независимо от того, дышат ли они воздухом или чистым кислородом, потеря сознания без всяких предвестников отмечалась уже через 15 с. В случаях, когда пребывание на этих высотах ограничивалось 8-10 с, после чего осуществлялся быстрый спуск с высоты, потеря сознания возникала через 5-7 с в период спуска. Это обусловлено тем, что кровь, обедненная О2, поступает в сосуды мозга через 5-7 с после начала спуска с высоты. Практически почти полное отсутствие резервного времени, равно как исчезновение защитного эффекта от дыхания О2, обусловлено тем, что при снижении барометрического давления до 87 мм рт. ст. (высота 15 200 м) в легких Ро2 становится равным нулю, даже если человек дышит чистым О2, так как парциальное давление паров воды (Рнао) при температуре тела 37 °С в альвеолярном воздухе составляет 47 мм рт. ст., a PAcos в нормальных условиях близко к 40 мм рт. ст. Таким образом, суммарное давление (Рсоа+Рн2о) равно 87 мм рт. ст. В связи с этим высоту 15 200 м, на которой барометрическое давление равно 87 мм рт. ст. по Ро2 - считают «эквивалентной» космическому пространству.
Вполне очевидно, что при столь кратком резервном времени на крайне больших высотах самостоятельное спасение летчика возможно только при использовании специальных высотных средств жизнеобеспечения, автоматически приводимых в рабочее состояние в случае нарушения кислородного обеспечения. Возрастание резервного времени к 1-2 мин и более на меньших высотах позволит летчику оценить создавшуюся аварийную ситуацию и принять меры по спасению: включит дополнительную подачу О2, подтянуть маску к лицу, снизиться на безопасную высоту или, как крайняя мера, покинуть самолет.
При прогнозировании течения и исхода острой гипоксической гипоксии важно знать не только резервное время человека, но и тот предельный срок, в течение которого при резком дефиците О2 еще сохраняются основные физиологические функции и возможно самостоятельное и полное восстановление жизни после устранения гипоксии. Этот период от начала воздействия гипоксии к истечению срока возможного самопроизвольного (без реанимационных процедур) восстановления подавленных функций называют «временем выживания» или «общим временем спасения». В этот период в животных обычно наблюдается не только потеря позы, но и остановка дыхания при сохранении сердечной деятельности. В опытах с быстрой (0,5 с) декомпрессией на большие высоты собак без предварительной десатурации время выживания составляло всего 50-66 с. У шимпанзе при декомпрессии за 0,8 с время выживания было в среднем 180 с. Речь шла в сверхострых формах гипоксии, возникающих после внезапного прекращения нормального кислородного снабжения организма на высотах, превышающих 15 000 г. В процессе развития острой гипоксии возникают закономерные изменения физиологического состояния, в которых можно судит по результатам ЭЭГ, ЭКГ, регистрации дыхания, насыщении артериальной крови кислородом. Важным диагностическим показателем развития высотной болезни и ее тяжести являются изменения ЭЭГ. В период проявления нарушений почерка и интеллектуальных расстройств на ЭЭГ появляются (сначала в лобных отведениях) θ-волны повышенной амплитуды. По мере нарастания тяжести высотной болезни число и амплитуда θ- и ∆- волн постепенно увеличиваются, они доминируют на ЭЭГ в период появления судорог и нарушения сознания.
Касаясь связи между ЭЭГ и психическим состоянием человека при нарастающей гипоксии, Г. Уолтер (1963) писал: «Умирающий мозг спокоен. По мере того как кровь, достигающая его, приносит все меньше и меньше кислорода, одновременно с затемнением сознания появляются... медленные волны. Они увеличиваются по амплитуде, затем постепенно идут на убыль, а вместе с ими исчезает и организация личности».
Потерю сознания при этой форме высотной болезни относят к гомеостатическим обморокам, так как причиной ее является гипоксемия - значительное снижение насыщения кислородом крови. При этой форме высотной болезни мозговое кровообращение некоторое время после потери сознания сохраняется на достаточно высоком уровне, поэтому восстановление нормального снабжения организма кислородом (спуск с высоты, дыхание кислородом) приводит к быстрому, в течение 5-10 с, восстановлению сознания и исчезновению всех симптомов высотной болезни.
После восстановления сознания в обследуемых отмечается ретроградная амнезия - они не помнят обстоятельств, непосредственно предшествовавших потере сознания. Более того, утверждают, что все время чувствовали себя на высоте хорошо и выполняли все задания правильно. Об этом состоянии Д. Холден (1936) писал: «Во многих отношениях симптомы аноксии напоминают симптом опьянения, и человек, страдающий от аноксии, не отдает себя отчета в своих поступках. Он начинает смеяться без причины, поет, ударяется в слезы или становится опасно энергичным. Он, однако, всегда убежден, что находится в превосходном здоровье, хотя он может заметить, что не способен как следует ходит или писать, не может припомнить, что с им случилось, и не может правильно оценить свои зрительные впечатления. Я сам всегда был убежден в моем полном благополучии и только после устанавливал, что мой ум не был в здравом состоянии».
В обследуемого, который на высоте 6200 м отчетливо страдает от острого недостатка О2 нарушен почерк, появились грубые грамматические ошибки — пропуска букв; характер тестового рисунка свидетельствует в появлении эйфории. Это определяет потерю адекватного отношения к окружающей обстановке и к собственному состоянию. На вопрос: «Нужен ли О2?» - следует ответ: «Не нужен».
Отсутствие «внутренних» сигналов, каких-либо неприятных ощущений при остром кислородном голодании привели исследователей к мысли в целесообразности создания автоматической аппаратуры, сигнализирующей в развитии острой гипоксии. В настоящее время сложились два методических подхода к решению этой задачи.
Первый метод, сравнительно простой, заключается в автоматической обработке информации, полученной от датчиков, регистрирующих основные параметры вдыхаемого воздуха: Ро2, Рсо, температуру и др. При определенных изменениях этих параметров, например при снижении Ро2 во вдыхаемом воздухе к заранее установленной величине, подается сигнал в развитии гипоксического состояния и в случае необходимости могут быть автоматически включены либо специальные средства, повышающие Ро2 в воздухе, либо данная команда для использования индивидуальных средств защиты.
Второй метод, на котором может быть построена автоматическая сигнализация в гипоксическом состоянии и который ни в коей мере не исключает использование первого метода, но в некоторых ситуациях существенно дополняет его, сводится к диагностике гипоксического состояния по данным отклонений важнейших физиологических параметров.
Высокая корреляция при острой гипоксии между сдвигами ЭЭГ и тяжестью расстройств ЦНС привела некоторых исследователей к попытке количественно оценить эти сдвиги с целью их использования при составлении программы для приборов, осуществляющих автоматически диагностику гипоксических состояний. В программу, разработанную в СССР, помимо ЭЭГ, были включены и другие физиологические показатели: ЭКГ (частота пульса), АД и насыщение артериальной крови кислородом. Сочетанные изменения этих показателей характеризуют различную глубину гипоксического состояния.
Умственная и операторская работоспособность.
Высокая чувствительность ЦНС к гипоксии остро ставит вопрос в состоянии работоспособности летчика в условиях дефицита кислорода. В связи с этим определенный интерес представляют данные экспериментальных исследований интеллектуальной и операторской деятельности человека на различных высотах.
Степень и характер изменений работоспособности на высотах, как и проявления высотной болезни, индивидуально различны в зависят вот скорости подъема, уровня высоты, длительности пребывания, а также индивидуальной устойчивости к гипоксии.
На высотах до 3000 м при дыхании воздухом и 11 500 м при дыхании кислородом качество выполнения хорошо усвоенных тестов и заданный по управлению и слежению не ухудшается. Долговременная и оперативная память, время решения простых задач и выполнения познавательных, концептуальных тестов сохраняются на исходном уровне. Вместе с тем при выполнении новых сложных тестов время их решения увеличивается, начиная уже с высоты 1500 м, в сравнении с наземными данными. На высоте 2500 м время, необходимое для решения таких тестов, удваивается.
Специальными методиками на высотах 1500-2000 м выявляется также снижение световой чувствительности адаптированных к темноте глаз.
На высоте до 4500 м при дыхании воздухом и 12 500 м при дыхании кислородом заметно снижается физическая работоспособность, а также световая чувствительность глаз и острота зрения; острота слуха не изменяется. На 10-20% ухудшается умственная и операторская работоспособность при кодировании, решений задач, выполнении хорошо усвоенных тестов с парными словесными ассоциациями и воспроизведением образов и позиций, при управлении стендом в режиме слежения и пилотировании тренажера.
На высотах до 6000 м при дыхании воздухом и 13 500 м при дыхании О2 даже в состоянии покоя отмечаются выраженные симптомы острого гипоксического состояния. Заметно снижаются умственная работоспособность и психомоторные качества, изменяется эмоциональный статус, появляется тремор кистей, ухудша-ется координация тонких движений, в том числе и при пилотировании; увеличивается время выполнения даже простой двигательной реакции. На 30-50% ухудшается работоспособность при кодировании, устном счете, выполнении познавательных тестов, а также при работе на тренажере в режиме слежения и пилотирования. В некоторых лиц возникают нарушения сознания.
При значительном дефиците О2, на высотах более 6000 м при дыхании воздухом и на высотах 1С 000—14 000 м при дыхании кислородом быстро проявляются глубокие нарушения координации движений и интеллектуальной деятельности, определяющие быструю потерю профессиональной работоспособности.
Лечение. Переключение заболевшего высотной болезнью на дыхание кислородом либо смесью кислорода с 3-5% содержанием углекислого газа является единственным надежным методом лечения этого заболевания. В легких случаях кислородная терапия приводит к быстрому и полному восстановлению здоровья. Следует иметь в виде, что иногда дача кислорода приводит к кратковременному, но быстро проходящему ухудшению общего состояния, т.е. к развитию так называемого парадоксального эффекта кислорода. В основе этого явления лежит рефлекторный механизм, пусковым моментом которого является изменение характера импульсации со стороны сосудистых рефлексогенных зон, поступающей к вазомоторному и дыхательному центрам. При тяжелых формах высотной болезни, когда больной длительное время находится без сознания, либо в случаях, когда потеря сознания возникает многократно и сопровождается приступами судорог и рвотой (такие случаи описаны при развитии высотной болезни в полетах), помимо кислородной терапии, необходимо медикаментозное лечение. Для профилактики и устранения постгипоксического отека мозга рекомендуется применять препараты, обладающие дегидратационным эффектом: манитол, декстран, фуросемид (лазикс), диакарб, глюкоза.
Прогноз. В тяжелых случаях полностью восстановить нормальное состояние здоровья часто не удается, и высотная болезнь приводит к возникновению хронических заболеваний ЦНС (постгипоксическая энцефалопатия, постгипоксические расстройства зрения, психики и памяти).
Профилактика. Наиболее эффективным средством профилактики высотной болезни является использование кислородного оборудования, поддерживающего нормальное поступление кислорода в организм. Для повышения устойчивости к высотной болезни целесообразно тренироваться в условиях барокамеры - регулярные подъемы на постепенно возрастающие высоты с 3000 до 5000м, а также адаптация к гипоксии в условиях высокогорья. Для повышения индивидуальной устойчивости к действию высотной гипоксии умеренной степени, в случаях необходимости быстрой передислокации на высоты 3000-5000 м (например, при переполетах на высокогорные аэродромы) используют лекарственныесредства, из которых наиболее эффективен диакарб (фонурит, ацетазоламид). Этот препарат является ингибитором карбоангидразы, в связи с чем обладает диуретическим действием и предупреждает развитие газового алкалоза. Прием диакарба в течение 2-3 сут по 0,25 г 3 раза в день к прибытия в горы и в течение 1-3 сут в горах приводит к предупреждению или смягчению симптомов острой горной болезни.
Таким образом, кислородное голодание не следует рассматривать односторонне, только как причину развития многочисленных патологических состояний. В норме жизнь человека, по-видимому, должна эпизодически быть связана с возникновением умеренных степеней кислородной недостаточности. Периодическое снижение напряжения О2 в артериальной крови является обязательным условием для становления и совершенствования регуляции дыхания и кровообращения, для нормальной деятельности системы гемопоэза. В результате эпизодического снижения Ро2 расширяются адаптационные возможности организма, повышается способность его противостоять неблагоприятным факторам среды. Полная неизменность параметров внутренней среды является фактором, астенизирующим организм, ослабляющим его адаптационные возможности. Сейчас может речь идти в том, что под представлением о стабильности внутренней среды следует понимать определенные колебания основных ее параметров, при этом колебания Роа во внутренней среде должны обязательно иметь место, так как они определяют нормальную функциональную способность аппарата, регулирующего дыхание и кровообращение.
Высотные декомпрессионные расстройства.
Полет на самолете всегда совершается в условиях изменяющегося атмосферного давления, давления в кабине или в высотном снаряжении. Изменение давления в кабине происходит вследствии изменения барометрического давления атмосферы при взлете, посадке и маневрах самолете по вертикале. При подъеме самолета давление в открытой кабине снижается (декомпрессия), при спуске - повышается (компрессия). Давление в кабине может также изменяться при нарушении ее герметичности в полете, причем как в сторону снижения, так и повышения. Изменение давления могут происходить постепенно, плавно или наподобие взрыва - мгновенно, за микроинтервалы времени. Снижение (повышение) давления за время менее 1 с условно называют взрывной декомпрессией (или взрывной компрессией).
Изменение давления характеризуется следующими основными параметрами:
- величиной (разница между исходным и конечным давлением),
- временем,
- скоростью,
- кратностью (соотношение исходного давления к конечному).
В организме человека перепад давления обычно возникает при нарушениях выравнивания давления в газосодержащих полостях тела с изменяющимся давленным среды, окружающей эти полости или граничащей с ими. При понижении внешнего давления (подъем на высоту) в полостях тела содается положительный перепад, а при повышении давления (спуск с высоты) - отрицательный.
Уменьшение давления при подъемах на высоту даже при устранении кислородного голодания может вызвать серьезные нарушения в организме, которые объединяют термином «высотные декомпрессионные расстройства» (ВДР). В данном определении подчеркнуты основное этиопатогенетические факторы - высота и связанное с ней понижение барометрического давления, декомпрессия.
Высотный метеоризм
Основной причиной развития высотного метеоризма является расширение газов и повышение их давления в желудочно-кишечном тракте, происходящее по закону Бойля - Мариотта вследствие уменьшения атмосферного давления на поверхность тела (и живота) при подъеме на высоту в условиях неполного выравнивания внутрибрюшинного давления с атмосферным. Определенную роль в относительном повышении внутрибрюшного давления и растяжении желудочно-кишечного тракта играет выход в его полости газов, растворенных в кишечном содержимом, и усиленное испарение жидких сред.
Увеличение давления и объема газов приводит к растяжению стенок желудка и кишечника, что вызывает локальное ухудшение кровотока, раздражение рецепторного аппарата этих органов и возникновение патологических рефлексов, нарушающих нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы и дыхания. При этом возможна рефлекторная остановка дыхания и резкая брадикардия. Поднятие диафрагмы снижает жизненную емкость легких, уменьшает эффективную вентиляцию легких, изменяет положение сердца на более горизонтальное.
Симптоматика и тяжесть высотного метеоризма варьируют от чувства легкого вздутия и урчания к непереносимым болям в животе. В тяжелых случаях наблюдаются одышка, затруднение дыхания, резкое учащение или урежение сердечных сокращений, падение АД, тошнота, рвота, потеря сознания. При взрывной декомпрессии возможны травматические повреждения желудочно-кишечного тракта (баротравма).
Возникновение, течение и исход высотного метеоризма определяются величиной и скоростью декомпрессии, количеством газа в желудочно-кишечном тракте, его способностью освобождаться от газов, а также локализацией скоплений газа в кишечнике и чувствительностью последнего к растяжению. Показано, что на высоте 4 км кишечные газы увеличиваются в объеме в 1,7 раза, а на 8 км - более чем в 3 раза по сравнению с наземным уровнем. Объем газа в желудке при подъеме на высоту 9 км в здоровых лиц увеличивается с 100-110 до 500 мл. Причем 50% обследуемых отмечают при этом чувство вздутия живота. На высоте 11 км объем газа в желудке увеличивается до 1000-1200 мл, что может вызвать появление болей в желудке При локализации скоплений газа преимущественно в двенадцатиперстной кишке на высоте нередко наблюдаются тошнота, рвота и вазомоторные реакции, сопровождающиеся чувством жара или озноба, холодного пота.
На высотах до 5 км при плавных, медленных подъемах на большие высоты и умеренном скоплении газа в кишечнике человек может, освобождаясь от газов, предупредить развитие высотного метеоризма или в значительной мере ослабить его симптомы. Выраженные проявления метеоризма на больших высотах успешно купируются незамедлительным спуском на меньшие высоты.
Из факторов, способствующих развитию высотного метеоризма, следует назвать преждет всего слишком большой (или слишком малый) интервал времени между приемом пищи и полетом, прием перед полетом продуктов и напитков, вызывающих процессы брожения (горох, капуста, черный хлеб, квас, пиво и др.). Отсюда понятна важность соблюдения при выполнении высотных полетов (подъемов в барокамере) специального высотного режима питания.
Перед высотным полетом пищу необходимо принимать за 1/2 — 2 ч до полета и избегать употребления продуктов, способствующих повышенному газообразованию в кишечнике: горох, фасоль, бобы, жирную свинину, грибы, дыню, квас, пиво. Следует также ограничить потребление черного хлеба, квашеной капусты, редиски, огурцов, фруктов, арбузов. Накануне и в дни высотных полетов (подъемов в барокамере) в качестве пищевых продуктов рекомендуются: мясо, творог, сметана (нежирная), молоко, кефир, яйца, сыр (неострый), цветная капуста, рис, вермишель, фруктовый сок, чай, кофе, шоколад, хлеб пшеничный. Болезни, нарушающие перистальтику и проходимость желудочно-кишечного тракта и вызывающие усиленное образование и задержку газов, будут также способствовать развитию метеоризма в высотных полетах. Поэтому своевременное выявление и лечение желудочно-кишечных заболеваний у летного состава является важным мероприятием в профилактике развития высотного метеоризма.
Высотная парогазовая эмфизема (эбуллизм, подкожное вздутие) – нарушение, связанное с закипанием жидких сред организма (крови, лимфы, межтканевой жидкости) при снижении внешнего давления к уровня упругости насыщенных паров при температуре тела, т.е. до 47 мм рт. ст. и менее, что соответствует высоте 19,2 км и более. Пузыри водного пара, в которые впоследствии диффундируют и газы, образуются при высоком кипении преждет всего в участках с низким гидростатическим и внутритканевым давленным: в крупных венах и лимфатических сосудах, полости плевры, желудка, перикарда, в правом предсердии и желудочке, в рыхлой жировой клетчатке. Парогазовые пузыри вызывают отслоение кожи, объем отдельных участков тела или всего тела резко увеличивается. При спуске к высотам менее 19,2 км наблюдается быстрое и резкое уменьшение эмфизематозных полостей, что обусловлено конденсацией в них паров воды под воздействием повышающегося барометрического давления. Следует заметить, что высотное кипение жидкостей тела происходит при отсутствии внешнего термического влияния на ткани. Высотное кипение не затрагивает клеточные структуры, а происходит только в межклеточной и в свободной жидкости тела, вследствии чего Белки не коагулируютсяя и не повреждаются. Вместе с тем большие пузырьки пара и газа, образовавшиеся на всоте в системе кровообращения, могут блокировать работу сердца и циркуляцию крови, как это имеет место при тампонаде сердца.
Клиническое проявление. Высотная эмфизема характерируется образованием пузырьков в наиболее рыхлых тканях (подкожная клетчатка, жировая ткань) - это, так называемые, эмфизематозные пузыри. Образование таких полостей приводит к отслаиванию кожи с подкожной клетчаткой вот подлежащих тканей. Подобные явления опасности для жизни челокева не представляют, однако возникающие при этом болезненные явления мешают нормальной деятельности летчика. Все явления быстро купируются при спуске к высоты 12 000 г.
Предупредить (профилактика) возникновение эмфиземы возможно созданием внешнего давления на тело летчика. Это достигается использованием герметических кабин, а при их разгерметизации - специального высотного снаряжения: скафандров, высотных компенсирующих костюмов с гермошлемами, компенсирующими носками и перчаткими.
Высотная декомпрессионная болезнь (ВДВ) — патологическое состояние, развивающееся на высоте при понижении давления вследствие образования в крови, лимфе и тканях организма газовых пузырьков.
ВДБ обозначают и вторыми менее удачными и менее распространенными терминами: «высотные боли», «высотные декомпрессионные расстройства», «субатмосферная декомпрессионная болезнь», «декомпрессионная болезнь летчиков», «аэроэмболия», «бендз». ВДВ может развиться в полетах в негерметичной кабине или при разгерметизации последней па высотах более 6-7 км, при подъемах в барокамере, опытах на животных ВДВ моделируют посредством воздействия разреженной атмосферы, а также внутривенным введением воздуха или инертного газа.
В основе этиопатогенеза ВДВ лежат главным образом нарушения кровообращения, вызванные появлением в крови и тканях пузырьков газа, переходящего при понижении внешнего давления из растворенного в газообразное состояние. При высотной декомпрессии (снижении давления вот 1 атм к ее долей) ведущая роль в образовании газовых пузырьков принадлежит азота. Если азот предварительно будет удален из организма посредством длительного дыхания чистым кислородом, то при последующей экспозиции на высоте ВДВ не развивается. Однако при определенных режимах декомпрессии и активной мышечной работе в формировании газовых пузырьков определенное участие принимают углекислый газ и пары воды [Николаев В. П., 1969].
Образующиеся в организме газовые пузырьки приводят к эмболии кровеносных и лимфатических сосудов, раздражают нервные окончания, деформируют ткани. Следовательно, патогенез ВДВ определяется процессом формирования, роста и миграции газовых пузырьков.
Кислород постоянно потребляется организмом в процессе жизнедеятельности и, обладая к поэтому же относительно низкой растворимостью, не оказывает существенного влияния на формирование газовых пузырьков при высотной декомпрессии. Углекислый газ, напротив, вследствие высокой диффузионной способности и растворимости даже при относительно низких (в сравнении с азотом) уровнях напряжения может способствовать развитию газовых зародышей и пузырьков при пониженном барометрическом давлении.
При подъеме на высоту газовое динамическое равновесие нарушается: напряжение азота и вторых газов в тканях и крови превышает внешнее давление. Ткани и кровь становятся относительно перенасыщенными азотом и СО2. Выведение избыточного азота из организма (десатурация) к установления нового газового равновесия может идти двумя путями - без и с образованием газовых пузырьков.
В случае быстрой и значительной декомпрессии (подъем на высоту более 6-7 км за 5-10 мин) перенасыщенность тканей газами достигает или даже превышает критический уровень. Суммарное напряжение газов в крови и тканях становится более чем в 2 раза выше внешнего давления. В этих условиях ткани и жидкие среды не в состоянии удерживать газы в растворенном состоянии. Создаются предпосылки для образования газовых пузырьков. Диффузия газов внутрь первоначально возникшего пузырька обусловливает его рост к установления нового газового равновесия.
Основными звеньями этиопатогенеза ВДВ являются: декомпрессия, пересыщение газами тканей и жидких сред, газовые зародыши, формирование и рост вне- и внутрисосудистых газовых пузырьков, миграция последних с кровотоком, аэроэмболия, аэротромбоз, локальные и системные нарушения циркуляции крови, деформация тканей, развитие патологических и защитных реакций.
На развитие ВДВ влияют общие (высота, кратность декомпрессии, длительность пребывания, повторность подъемов, температура воздуха, физическая работа, гиперкапния, гипоксия и др.) и индивидуальные (предрасположенность, возраст, масса тела, травмы) факторы. Порогом возникновения ВДВ большинство исследователей считают высоту 7 км, когда напряжение газов в организме превышает величину внешнего давления более чем в 2 раза. Однако имеются достоверные сведения в единичных случаях развития тяжелых форм ВДВ и на высотах 5, 5-6 км. Предварительное подводное плавание при дыхании воздухом, увеличивая сатурацию организма азотом, снижает высотный порог ВДВ до 2,5 км. С увеличением высоты и кратности декомпрессии вероятность развития ВДВ также возрастает. На формирование в организме патогенных газовых пузырьков требуется определенное время, минимум 3-5 мин. И только при подъемах на высоту 10-12 км после предварительной экспозиции на меньших высотах ( 6-7 км) симптомы ВДВ могут развиться сразу или даже в процессе подъема. По-видимому, в этом случае в патогенные газовые пузырьки превращаются уже сформировавшиеся на допороговых высотах «немые», бессимптомные газовые зародыши.
К факторам, повышающим частоту и тяжесть ВДВ, следует, кроме того, отнести гипоксию, гиперкапнию и низкую окружающую температуру. Так же влияет и физическая работа. Установлено, что провоцирующий эффект интенсивных мышечных упражнений в отношении увеличения случаев ВДВ эквивалентен дополнительному подъему на высоту 1, 5-1,6 км. Примечательно, что развившиеся во время работы высотные боли чаще поражают работающие мышцы и суставы.
В исследованиях с повторными подъемами различных лиц в одних и тех же условиях отчетливо установленная индивидуальная предрасположенность к ВДВ. Обследуемые с симптомами ВДВ в первом подъеме более склонны к этому заболеванию и при повторных высотных декомпрессиях. Однако отмеченная индивидуальная предрасположенность к ВДВ очень вариабельна даже в одного и того же лица. Это обстоятельство затрудняет проведение эффективного отбора лиц летной профессии по их устойчивости к декомпрессионным воздействиям. Вместе с тем декомпрессионная экспертиза считается целесообразной в целях исключения лиц с предрасположенностью к тяжелым формам ВДВ при отборе и подготовке экипажей к полетам с запланированными высотными декомпрессиями.
Предрасположенность к ВДВ заметно увеличивается с возрастом. Например, в аналогичных условиях при 2-часовой экспозиции на 8,5 км в лиц 27-29 лет процент случаев ВДВ был в 9-10 раз выше, чем в обследуемых 17-20 лет. Избыточная масса также является фактором, предрасполагающим к развитию ВДВ, нередко тяжелой формы. В тучных людей с превышением массы на 20 кг процент случаев ВДВ в 1/2-2 раза выше, чем в лиц нормального телосложения. Нередкие случаи развития высотных болей в травмированных суставах и конечностях дают основание отнести и травмы к факторам, способствующим развитию ВДВ.
Клиническая картина ВДВ отличается разнообразием форм и определяется размерами, количеством и локализацией газовых пузырьков в организме, действием провоцирующих факторов, развитием защитных и патологических реакций. Высотная декомпрессионная болезнь имеет несколько групп симптомов [Малкин В. В., 1975; Исаков П. К. и др., 1975].
Кожные нарушения (зуд, парестезии, мраморность, отек) появляются из-за образования газовых пузырьков в сосудах кожи и потовых железах. Мышечно-суставные боли, «бендз» (наиболее частый симптом ВДВ), возникают вследствие местной ишемии и механического раздражения газовыми пузырьками болевых рецепторов мышц, сухожилий, надкостницы. Чаще всего боля отмечаются в коленных и плечевых, реже в локтевых и голеностопных суставах. При образовании большого количества пузырьков газа в легочных сосудах наблюдается так называемый субстернальный дискомфорт, «чоукс» - боли и жжение за грудиной, особенно на вдохе, кашель, удушье, падение системного давления крови', бра-дикардия. Неврологические и циркуляторные нарушения (парезы, параличи, зрительные и вестибулярные расстройства, коллапс) наблюдаются при газовой эмболии сосудов главного и спинного мозга, коронарных сосудов.
По характеру и тяжести проявленный выделяют легкую, среднюю и тяжелую формы ВДВ.
Легкая форма характеризуется кожными симптомами, нерезкими, легко переносимыми мышечно-суставными и костными болями.
Симптомами ВДВ средней тяжести являются острые, трудно переносимые мышечно-суставные боли, сопровождающиеся тахикардией и повышением АД.
При тяжелой форме в пострадавших развиваются симптомы нарушения дыхания (боли за грудиной, кашель, удушье), деятельности сердечно-сосудистой системы (бледность, брадикардия, падение АД, обморок) и ЦНС (парезы и параличи конечностей, расстройства зрения).
Исход ВДВ в большинстве случаев благоприятный.
Симптомы заболевания часто исчезают при увеличении давления в барокамере до 300 мм рт. ст. и более или снижении высоты полета менее 7 км. Однако в некоторых случаях они сохраняются и даже усиливаются после нормализации давления, т.е. в наземных условиях. Кроме того, иногда появляются первичные признаки заболевания или рецидивируют исчезнувшие симптомы (так называемый постдекомпрессионный коллапс).
Стойкие формы ВДВ, которые не исчезают после нормализации окружающего давления, к недавнего времени лечили симптоматически, однако часто лечение было неэффективным. К настоящему времени экспериментально обоснована возможность в качестве радикального, этиопатогенетического средства купирования ВДВ, как и при баротравме легких, использовать дыхание кислородом под повышенным (к 2-3 атм) давлением, гипербарическую оксигенацию [Черняков И. Н. и др., 1980]. Повышенное давление, уменьшая размеры газовых пузырьков, способствует восстановлению нарушенной ими циркуляции крови. Резко оксигенированная при ГБО кровь эффективно устраняет местную гипоксию и ацидоз тканей. Дыхание кислородом вызывает десатурацию газовых пузырьков вот азота, что ускоряет их рассасывание. В качестве симптоматического лечения при циркуляторном коллапсе назначают кровезаменители (декстран, плазма) и препараты, стабилизирующие системное АД.
Профилактика ВДВ обеспечивается применением герметических кабин с режимом давления 260—560 мм рт. ст., а также предварительной десатурацией организма вот азота посредством достаточно длительного дыхания чистым кислородом перед подъемом на высоту или кислородно-воздушной газовой смесью на высотах до 7 км.
В заключение следует отметить, что в изучении теоретических и прикладных аспектов проблемы ВДВ в последние годы наметились перспективные направления. Создание и успешная экспериментальная апробация неинвазионного ультразвукового метода локации газовых пузырьков в крови позволяет с гораздо меньшим риском для здоровья обследуемых лиц проводит исследования с декомпрессионными воздействиями. Регистрация появления ультразвуковых сигналов газовых пузырьков в легочной артерии, возможность качественной и количественной оценки этих сигналов к развития отчетливых симптомов ВДВ позволяют изучать безопасность режимов высотной декомпрессии, эффективность профилактических и лечебных мероприятий, особенности развития ВДВ при действии различных факторов стратосферного и космического полетов.
3.Факторы, обусловленные динамикой полетов летательных
аппаратов и их влияние на организм летчика
а) пилотажные перегрузки
Уже в начале XIX века врачи обратили внимание на возможность существенно влиять на перераспределение крови в организме под воздействием радиальных ускорений и даже пытались использовать вращение на центрифуге с терапевтическими целями. В 80-е годы прошлого столетия ценные экспериментальные материалы были получены в ряде лабораторий России. Однако только запросы летной практики послужили серьезным толчком к развертыванию целого направления исследований по изучению феноменологии, механизмов действия и разработке средств защиты вот ускорений. В 1930 г. Н. М. Добротворский в книге «Летный труд» описал действия ускорений на организм летчика и высказал мнение в том, что ведущим звеном в генезе расстройств различных функций при этом является нарушение гемодинамики. Эти мысли в последующем были развиты в работах В. В. Стрельцова (1945), в которых одновременно намечены и некоторые пути Повышения устойчивости летчиков к пилотажным ускорениям посредством целенаправленной их тренировки. Позже проблема ускорений плодотворно решается как в теоретическом, так и в практическом аспектах отечественными и зарубежными авторами [Отвсевич Р. А., Исаков П. К., 1956; Сергеев А. А., 1967; Са-:яя В. М., 1970; Гурвич Г. И., 1971; Исаков П. К. и др., 1975; Gauer О. Н., Zuidema G. D., 1961, и др.].
В 60-е годы нашего столетия отмечался некоторый спад вНЭ> им иродо.'ых пилотажных перегрузок (±GZ) в связи с перекл» НИЄМ внимании на попоречнонаправленные перегрузки, возникающие при космических полетах (±GX). Однако уже в 70-е годы бурное развитие энерговооруженности новых самолетов, позволившее при их эксплуатации создавать экстремальные перегрузки (к +10 Gz и более), вновь потребовало проведения исследований, целью которых явилось более глубокое изучение характера физиолого-биохимических и цитоморфологических изменений в различных системах организма с тем, чтобы на основе полученных материалов разработать оптимальные пути и методы сохранения здоровья и высокой работоспособности летчиков при пилотировании на режимах с максимальными ускорениями. Этим исследованиям и в настоящее время уделяют большое внимание врачи и эргономисты.
Классификация длительно действующих перегрузок (ускорений)
Ускорение возникает при изменении скорости или направлении движения тела. Единицей измерения ускорения является м/с2. В авиации ускорения часто выражают кратным числом относительно ускорения силы тяжести. Ускорение силы тяжести является гравитационной постоянной, выражаемой символом «g» (первая буква латинского слова gravitas — тяжесть) и равной 9,81 м/с2. Например, ускорение величиной 40 м/с2 в последнем случае округленно может быть обозначено как 4g'. Взаимоотношения между движением и силой четко определены тремя законами Ньютона, знание которых является необходимым условием для понимания происходящих первичных изменений в организме при действии ускорений. При этом постоянно следует помнить, что масса тела, характеризующая количество вещества, остается величиной неизменной при любом ускорении в противоположность весу (w), который определяется массой (ш) и ускорением (a); W= m-a.
Материалы данной главы касаются только радиальных и линейных ускорений. Первые возникают при изменениях направления полета самолета, вторые - при изменении скорости при полете по прямой. Последний вид ускорений в авиации существенного значения для человека в настоящее время не имеет, так как диапазон изменений скорости современного самолета при полете по прямой невелик, но не исключено, что в будущем роль линейных ускорений будет возрастать. Линейные и радиальные ускорения в зависимости вот продолжительности их действия условно делят на ударные (к десятых долей секунды) и длительные. Последние в свою очередь вполне обоснованно претерпевают дальнейшую классификацию.
Направление сил инерции всегда противоположны направлению ускорения. В отечественной медицине и биологии часто употребляют термин «перегрузка» (инерционные силы). Перегрузки не имеют размерности и выражаются относительными единицами, по существу показывающими во сколько раз увеличился вес тела при данном ускорении по сравнению с условиями обычной земной гравитации. В зависимости вот направления действия перегрузок по отношению к вертикальной осы тела различают продольные и поперечные перегрузки. При направлении вектора ускорений вот ног к голове говорят в положительных, а при направлении вот головы к ногам -об отрицательных перегрузках. Кроме того,различают поперечные (спина - грудь и грудь - спина), а также боковые (бок - бок) перегрузки. Направление вектора ускорения имеет важное значение для определения характера ответных реакций организма.
Заслуживает внимания принятая представителями ряда стран, входящих в Аэрокосмический комитет по проблемам ускорений, таблица эквивалентов терминологии tGell С. F., 1961]. Хотя она и не охватывает всех сторон этой важной проблемы, но все же может быть полезной в практической деятельности исследователей. В настоящей главе мы приводим только часть данных этой таблицы (табл. 3), имеющих непосредственное отношение к рассматриваемым вопросам. Согласно рекомендациям Аэрокосмического комитета, вся терминология подразделена на две основные группы, объединенные в графах А и Б этой таблицы.
В граф А представлены две разновидности терминологии по ускорениям, чаще всего употребляемые при исследованиях в области авиации и астропавтики (за основу этой терминологии берется направление ускорения массы), в граф Б — инерция органов, тканей и жидкостей неповрежденного организма. В принятой системе координат вот Z проходит через центр массы тела параллельно позвоночнику. Действие инерционной силы по осы Z в направлении вниз, вот головы к тазу, обозначается символом +'GZ (физиологически положительное ускорение, или положительная перегрузка); действие этих сил в обратном паправлении обозначается — Gz (физиологически отрицательное ускорение, или отрицательная перегрузка); символ +GX указывает, что сила тяжести направлена поперечно вот грудь к спине (перегрузка «грудь — спина»), символ -Gx обозначает перегрузку в направлении «спина — грудь». Боковые поперечные перегрузки обозначаются как +Gy (дело налево) и -Gy (слева направо). Центр массы и направление осей в системе координат летательного аппарата не совпадают с центром массы и направлением соответствующих осей тела пилота, относительно которых рассчитываются векторы инерционных влияний на организм.
И таким образом, при оценке технических графиков ускорения летательного аппарата с точки зрения переносимости их человеком следует иметь в виде особенности физиологической терминологии, касающиеся инерционных влияний на организм.
Характеристика пилотажных перегрузок
Пилотажными перегрузками называются такие перегрузки, которые возникают при полетах на самополетах с изменением направленный, скоростей и воспроизведениях фигур высшего пилотажа во время спортивных состязаний и боевых маневров.
В последние годы в связи с возрастанием энерговооруженности самолетов и их прочностных качеств открываются возможности осуществлять такие пилотажные маневры, которые сопровождаются действием на летчика экстремальных перегрузок как по величине, так и по продолжительности. При полете на некоторых спортивных и военных самополетах величина перегрузок может достигать + 10GZ и более [Burns I. W., Balldin U. I., 1983]. Время действия перегрузок может быть 10±5 с и больше. Чаще имеют место положительные перегрузки (« таз-глава»), но при воспроизведении «обратной петли» и ряда вторых фигур на высоко-маневренных самополетах отрицательные перегрузки в некоторых случаях достигают — 6GZ. При выполнении сложных программ пилотажа возможно как последовательное, так и комбинированное действие перегрузок ±GZ и перегрузок ±Gy.
На новых типах самолетов для повышения устойчивости человека к нерегрузкам предполагается существенно изменить конструкцию кресла, которая позволит наклонят спинку до 65° вот вертикалы. Это приведет к поэтому, что составляющая вектора перегрузки будет преимущественно направленная поперек тела человека, т.е. летчик будет подвергаться уже действию поперечнонаправ-ленных перегрузок (±GX). Следовательно, уже на современных высокоманевренных самополетах летчик может подвергаться действию перегрузок всех трех векторов: z, в, х, причем перегрузки этих векторов могут действовать как последовательно с очень малыми интервалами времени, так и одновременно. Полеты на самополетах характеризуются также воздействием на летчика вибрационных, угловых и кориолисовых ускорений, которые вызывают ряд специфических реакций. Рассмотрение их действия приводится во вторых главах руководства.
Таким образом, на новом поколении самолетов характер пилотажных перегрузок существенно изменился по своим физическим параметрам, продолжительности действия на человека, большой динамичности, смены величины и одного направления на другое. Все это не может не отразиться на феноменологии и переносимости человеком перегрузок и его работоспособности.
Симптоматика и механизм действия перегрузок
Общие симптомы. Реакция человека на перегрузки определяется их величиной, градиентом нарастания, временем действия, направлением по отношению к магистральным сосудам тела, а такжі' исходным функциональным состоянием организма. В зависимости вот характера, величины и сочетаний указанных факторов в организме могут возникнуть изменения вот едва уловимых функциональных сдвигов к крайне тяжелых состояний, сопровождающихся полной потерей зрения и сознания при наличии глубоких расстройств функций сердечно-сосудистой, дыхательной, нервной и вторых систем организма.
Общие изменения в состоянии человека при действии перегрузок проявляются ощущением тяжести во всем теле, вначале затруднением, а при нарастании величины перегрузки и полным отсутствием движений, особенно в конечностях, в некоторых случаях болевыми ощущениями в мышцах спины и шеи [Бабушкин В. П., 1959; de Graef P., 1983]. Происходит четко выраженное смещение мягких тканей и их деформация. Во время длительного воздействия достаточно больших положительных перегрузок на незащищенных противодавлением участках ног, ягодиц, мошонки могут появится кожные петехиальные кровоизлияния в виде точек или больших пятен, интенсивно окрашенных, но безболезненных, которые спонтанно исчезают в течение нескольких суток. Иногда наблюдается и отечность в этих местах, а при отрицательных перегрузках - отечность лица. Рано наблюдается расстройство зрения. При больших величинах перегрузок развивается потеря сознания, которая продолжается 9-21 с.
Механизм действия положительных и отрицательных перегрузок сложен и обусловлен первичными эффектами, вызываемыми инерционными силами. Наиболее важными из их являются следующие: перераспределение крови в организме в нижнюю (+GZ) или в верхнюю ( -Gz)половину тела, смещение органов и деформация тканей, являющихся источниками необычной импульсации в ЦНС, нарушением кровообращения, дыхания и стресс-реакцией. Развивающиеся гипоксемия и гипоксия влекут за собой расстройства функции ЦНС, сердца, эндокринных желез. Нарушается биохимизм жизненных процессов. Могут наступит повреждения клеточных структур обратимого или необратимого характера, выявляемые цитохимическими и гистологическими методами.
Сердечно-сосудистая система. Нарушениям кровообращения при действии положительных и отрицательных перегрузок принадлежит ведущее место в генезе многих реакций и устойчивости человека к им. При действии положительных перегрузок происходит перемещение массы циркулирующей крови (как наиболее подвижной ткани) из верхней части тела в сосуды брюшной полости и нижних конечностей. В результате такого перераспределения кровяное давление в нижних частях тела повышается, а в верхних — понижается. Растет гидростатическое давление, затрудняется возврат крови к сердцу, увеличивается количество депонированной крови в емкостных сосудах живота и нижних конечностей. Уменьшается сердечный выброс вследствие неполного кровенаполнения полостей сердца. Нарушается коронарный кровоток; на рентгенограммах отчетливо выявляется уменьшение всех размеров сердца, тень сердца и крупных сосудов просветляется. Снижается кровоток во внутренних органах брюшной полости [Laughlin М. Н. et al., 1983]. Уменьшается объем циркулирующей крови, особенно при длительном действии перегрузок сложного профиля, например с величинами вот +4 к + 10GZ [Burton R. К, 1980, и др.].
Нарушенная регионарная гемодинамика сердца частично проявляется в изменениях элементов ЭКГ. Естественно, что генез биоэлектрических изменений ЭКГ весьма сложен; вон обусловлен не только ишемическими явлениями. Значительная роль принадлежит изменениям положения сердца, гуморальной и электролитной систем, нарушению тонуса вегетативной нервной системы и ряда вторых экстракардиальных факторов. Тем не менее значение нарушения внутрисердечной гемодинамики в изменениях ЭКГ является немаловажным, а при определенных условиях и ведущим фактором. Сложность генеза, величина и время действия перегрузок обусловливают полиморфность изменений ЭКГ. В большинстве случаев имеют место синусовая тахикардия, нарушение внутрисердечной проводимости, изменения возбудимости и трофики миокарда. Нарушение ритма проявляется чаще всего в виде атриовентрикулярной блокады или экстрасистолии различного характера и топики. В отдельных случаях при перегрузках боевого маневрирования наблюдались полигонные экстрасистолы и даже полная блокада сердца. Естественно, что описанным изменениям противодействуют рефлекторные компенсаторные реакции, которые включаются с барорецепторных сосудистых зон (преждет всего с синокаротидных и аортальных), что ведет к учащению сердечных сокращений и перераспределению сосудистого тонуса. Увеличение перегрузок к 9-10Gz ведет к учащению пульса до 170- 200 ударов [Shubrooks S., 1972].
Установленная определенная зависимость между непрерывно нарастающей перегрузкой и гемодинамическими показателями: (табл. 4). Они, как правило, изменяются линейно роста ускорений [Архангельский Д. 10., Плахотнюк Л. С, 1983].При перегрузках, превышающих +6,5GZ, в ряда лиц наблюдается относительная брадикардия или нарушается линейная зависимость между частотой сердечных сокращений и величиной перегрузки [Shubrooks S., 1972].
При действии отрицательных перегрузок смещение крови происходит в направлении верхней половины тела, что сопровождается характерными изменениями различных функций организма. Весьма серьезные расстройства мозгового кровообращения наблюдаются при действии положительных перегрузок. Уже при величине - f-3,5Gz давление на уровне глаз может упасть к нулю. Однако анатомо-физиологические особенности обеспечения главного мозга кровью позволяют в течение значительного времени поддерживать мозговой кровоток и при несколько больших величинах перегрузок. Этому благоприятствуют длительное поддержание трансмурального давления на неизменном уровне вследствие одновременного снижения гидростатического давления и давления спиномозговой жидкости, активная вазодилатация артериол мозга и сифонный эффект, создаваемый столбом крови верхней части яремной вены. И только при полном спазме сосудов и расстройствах сифонного эффекта прекращаются мозговой кровоток и аэробный метаболизм, при этом усиливается гипоксия главного мозга, возникает обморок.
Дыхательная система. При действии положительных перегрузок учащается дыхание, нарастают дыхательный и минутный объемы, возрастает потребление кислорода [Исаков П. К., 1957; Бабушкин В. И., 1959, и др.] и выделение С02, увеличивается дыхательный коэффициент (рис. 15). Жизненная емкость легких к +3GZ существенно не меняется, а при больших величинах перегрузок начинает падать; легочная вентиляция при +5GZ увеличивается более чем в 2 раза [Исаков П. К. и др., 1958; Бабушкин В. И. и др., 1959, 1963]. Опускание диафрагмы и внутренних органов влечет за собой увеличение остаточной емкости легких. Расширяются альвеолы и усиливается вентиляция в верхних судьбах; развиваются ателектазы и отеки в нижних судьбах легких, выключая их из процесса газообмена. Применение в этих условиях противоперегрузочного костюма (ППК) уменьшает смещение диафрагмы, но вместе с тем увеличивает и количество не-вептилируемых альвеол в нижних отделах легких. Одновременно возникают регионарные гемодинамические расстройства, т.е. в верхней хорошо вентилируемой части легких кровоток в начале действия ускорений уменьшается, а при их дальнейшем нарастании полностью прекращается; в нижних судьбах легких, которые практически не вентилируются, кровоток увеличивается. Число иерфузируемых (но не вентилируемых) альвеол в нижних частях легких возрастает параллельно нарастанию ускорений. Это ведет к резкому нарушению оксигенации крови. Парциальное давление кислорода крови, отходящей вот нижних долей легких, падает к уровня смешанной венозной крови.
При перегрузке +5GZ шунтирование крови достигает 50% величины сердечного выброса, что ведет к значительному снижению напряжения О2 в артериальной крови. Содержание оксигемогло-бина при этом снижается до 85% и ниже. При дыхании 100% кислородом вымывание из крови азота способствует возникновению ателектазов и снижению поверхностной активности сурфак-тантов - фосфолипидной выстилки поверхности альвеол [Тихонов М. А. и др., 1978, 1981], что сопровождается сухим кашлем, болями у грудь, затруднением глубокого дыхания. Рентгенологически установлено, что после прекращения действия ускорений и произведенных нескольких глубоких вдохов альвеолы заполняются иоздухом и, как правило, ателектазы исчезают.
При воздействии перегрузок, характеризующихся сложными повторными профилями боевого маневрирования, объем выдыхаемого воздуха yвеличиваетси почти в трое по сравнению с контрольными величинами к вращения. Количество потребляемого 02 и выделяемого СО2 вот профиля к профилю, которые с интервалами 4 мин повторялись 5 раз, уменьшалось, но оставалось более высоким, чем к началу действия перегрузок (табл. 5). Насыщение крови кислородом уменьшалось во время действия перегрузок к 83-84%, причем эти значения оставалися неизменными во всех 5 циклах вращения, что свидетельствует об отсутствии кумулятивного их действия [Burton R., 1980].
Как видно из таблицы, под влиянием ускорений происходят временные значительные нарушения функции внешнего дыхания, что часто приводит к гипоксемии и понижению общей и особенно зрительной работоспособности человека.
Орган зрения весьма чувствителен к действию пилотажных перегрузок. В зависимости вот величины и продолжительности действия +GZ в нарушениях зрения выделяют две основные фазы: первая — ухудшение периферического зрения (сужение поля при появлении «серой пелены» наблюдается ограничение произвольных движений глазными яблоками, происходит ухудшение распознавания сигналов с низкой интенсивностью освещенности, недостаточной контрастностью и допускаются ошибки при различении мелких деталей. Появление указанных фаз зависит как вот физических параметров действующих ускорений, так и вот функционального состояния организма. Существенное значение имеет вне человека в кресле, определяющая ретина-аортальную составляющую (по осы «сетчатка глаза - дуга аорты»), которая имеет решающее значение в развитии временных зрительных расстройств (рис. 16).Когда эффективное систолическое давление крови (систолическое давление минус внутриглазное давление) на уровне глаз уменьшается к 40-30 мм рт. ст., периферическое зрение становится смутным, затем при уменьшении к 32-20 мм рт. ст. - пропадает, а при 21 мм рт. ст. и ниже исчезает и центральное зрение («черная подол»).
Основным механизмом временного нарушения зрения является расстройство регионарной гемодинамики (ишемия) с развитием гипоксии сетчатки. Очевидно, определенное значение имеет и гипоксия пробкового отдела зрительного анализатора вследствие гемодинамических нарушении. Глубокие расстройства зрения при положительных перегрузках (+GZ), как правило, являются предвестниками потери сознания. Но при некоторых условиях полета, как видно на рис. 17, потеря сознания может наступит и без предвестников, какими являются «серая и черная подол».
Центральная нервная система. Перегрузка ±GZ является стрессовым фактором для ЦНС, функция которой (по данным изучения условнорефлекторной деятельности и по показателям биоэлектрической активности коры и подкорковых образований) нарушается уже при величинах +2, ±3,5GZ [Газенко О. Г. и др., 1963; Савин Б. М., 1967, и др.].
Исследование высшей нервной деятельности показало, что при нарастающем действии положительных ускорений преждет всего страдает процесс внутреннего торможения, затем отмечается удлинение скрытых периодов рефлексов на условные раздражители, возникают фазовые явления и, наконец, наступает полное торможение условных рефлексов. При изучении ЭЭГ при небольших перегрузках ( 2-2GZ) наблюдается увеличение частоты и амплитуды быстрых колебаний и угнетение медленных волн, а при перегрузках 4-4GZ вначале появляются дельта-волны, которые в дальнейшем сменяются «биоэлектрическим молчанием». Фазовый характер изменения функции ЦНС определяется величиной и временем действия ускорений, градиентом их нарастания и исходным функциональным состоянием организма. Большинством исследователей признается, что ведущее значение в механизме нарушений функции ЦНС принадлежат развивающейся гипоксии мозга.
Эндокринная система. При перегрузках +GZ изменения функции ряда эндокринных желез носят фазовый характер, который обусловлен величиной и особенно продолжительностью действия, а также исходным функциональным состоянием. Нарастает уровень катехоламинов в крови. Отмечается понижение устойчивости к ускорениям адреналэктомированных и повышение гипофизэктомированных животных. Введение АКТГ перед воздействием ускорений понижает устойчивость к им, а введение адреналина — повышает. Удаление щитовидной железы повышает устойчивость к перегрузкам +GZ, а введение тиреоидина понижает.
Следовательно, функциональное состояние желез внутренней секреции, с однои стороны, может существенно изменяться при действии ±GZ, а с другой - может изменять резистентность организма к перегрузкам.
Желудочно-кишечный тракт. Действие перегрузок ±GZ вызывает существенные изменения функций органов пищеварительного тракта [Суворов П. М., 1958, и др.]. Происходит торможение эвакуаторной функции желудка и кишечника. Секреторная функция носит фазный характер; вначале она тормозится, затем происходит ее повышение; при этом в кишечном секрете увеличивается количество плотных составных частей. Восстановление секреторной функции происходит в течение 2-4 нед.
Механизм изменений секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта большинство исследователей связывают с нарушениями функций вегетативной нервной системы и расстройством нейрогуморальной регуляции. Вместе с тем пельзя полностью исключить и ролы регионарных нарушений гемодинамики [Laughlin М. Н. et al., 1983] в нарушениях функции желудочно-кишечного тракта.
Почки. Имеющиеся в литературе сведения во влиянии положительных перегрузок на функцию мочевыделения противоречивы. Одни авторы наблюдали олигурию, а другие (в аналогичных исследованиях) - полиурию. Это несовпадение результатов трет5ует проведения дальнейших экспериментов в более строгих условиях их постановки. Описаны изменения и состава мочи; в неи находили повышенное содержание клеток эпителия, лейкоциты, невыщелоченные эритроциты и другие элементы. Показано также, что положительные ускорения вызывают снижение в моче натрия, уменьшение клиренса свободной воды и креатинина и повышение активности ренина [Apstein M. et al., 1974, и др.]. В механизме происходящих нарушений, очевидно, определенное место принадлежит изменениям гемодинамических факторов, а также перестройке регулирующей функции гипоталамо-гипофизарной системы.
Система крови. Изменения в системе крови происходят уже при сравнительно небольших величинах перегрузок. Они касаются как физико-химических, так и биохимических ее показателей. Установлены изменения в соотношении плазмы и форменных элементов крови; указывают на уменьшение объема циркулирующей крови, увеличение белка, плазмы и гематокрита, повышение удельного веса, щелочности, а также на ряд изменений в содержании электролитов и ферментов. При повторном воздействии предельно переносимых перегрузок (к - f-10Gz) отмечено снижение содержания общего белка плазмы, увеличение сахара, холестерина, билирубина, нарастание концентрации щелочной фосфатазы, аспарагиновой и аланиповой трансаминаз. Однако через 3 месс систематического воздействия большинство показателей восстановилось к исходного уровня, кроме снижения уровня ионов калия [Вартбаронов Р. А. и др., 1982].
Выявлено повышение в крови лактатов, пируватов ацетилхолина, катехоламинов, гистамина, серотонина и аминотрансфераз. Отмеченные изменения наблюдались вот нескольких минут к нескольких суток.
Методы исследования и критерии переносимости
Действие продольных перегрузок (±GZ) на организм изучают как во время полетов на самополетах, так и посредством их воспроизведения на центрифугах с участием человека и использованием различных яшвотных. Хотя результаты опытов на животных не могут быть полностью без определенных поправок экстраполированы на человека, они позволяют применить почти весь арсенал имеющихся в исследователей физиологических, биохимических и цитохимических методик, что расширяет возможности познания происходящих изменений в организме и механизмов их развития.
В полетах на самополетах, оборудованных специальной аппаратурой, можно изучать характер изменений двигательной активности и общего поведения, состояние кожных покровов и мягких тканей лица, ЭКГ, АД и многие другие показатели гемодинамики, функции дыхания, ЦНС и мышечной системы (ЭЭГ, ЭМГ), зрение, слух и др. При исследованиях на центрифугах объем исследований может быть существенно расширен и, что очень важно, проведен в более оптимальных условиях, так как в полете ускорения действуют на фоне ряда вторых факторов (эмоциональный стресс, шум, двигательная активность с изменяющимся напряжением различных мышечных групп и пр.).
На основании анализа результатов многих исследований разработаны оценки переносимости человеком продольных перегрузок (±GZ). Следует выделить субъективные и объективные критерии оценки устойчивости. Порог субъективной устойчивости представляет собой предел способности человека выдержать физический и эмоциональный дискомфорт, связанный с действием ускорений. Среди субъективных критериев наибольшие значения имеют болевые ощущения, дискомфорт, чувство тяжести, утомление. При отрицательной перегрузке такими критериями служат головная боль (распирание головы) и слезотечение. Некоторые авторы при отрицательной перегрузке описывают нарушение зрения в виде «красной пелены».
Главными объективными критериями пределов переносимости перегрузок являются гемодинамические показатели, время ответа на световой сигнал, нарушение зрения («серая или черная подол»), способности человека управлять самополетом, обморок. Следует помнить, что вслед за наступлением «черной пелены» довольно быстро наступает обморок (рис. 17). Однако при полетах на высокоманевренных самополетах с большими градиентами нарастания ускорений потеря сознания может произойти и без предвестников в виде нарушений зрения.
Из гемодинамических показателей наибольшего внимания заслуживает определение с помощью допплеровского расходомера скорости кровотока в височной артерии и систолического давления в сосудах ушной раковины. Установлено, что прекращение или появление ретроградного кровотока в лобной ветви височной артерии гроисходит, как правило, за 4-9 с к наступления «черной пелены». Исчезновение или резкое снижение осцилляции ушного пульса в большинства людей является прогностическим признаком потери зрения. Некоторыми исследователями рекомендовалось в качестве критерия переносимости использовать снижение содержания 02 в сосудах уха. Однако значительное отставание показа телеи оксиметров вот скорости нарастания ускорений, по мнению многих исследователей, является существенным препятствием к использованию последних для прогнозирования пределов устойчивости к перегрузкам.
При длительном действии больших величин перегрузок маневрирования с применением средств защиты нередко на первое место среди критериев, ограничивающих переносимость перегрузок и эффективную деятельность, выступают резкие боли в различных группах мышц, а также развивающееся утомление. Предполагается, что в этом случае в основе утомления лежит перенапряжение организма и истощение запасов катехоламинов.
Влияние на работоспособность летчика
Полеты на современных летательных аппаратах требуют вот летчика своевременного восприятия команд и считывания поступающей информации, быстрой ее переработки, незамедлительного принятия решения и четких безошибочных реакций по их реализации, а также строго координированных двигательных актов.
Воздействие перегрузок, как известно, может вызвать целый ряд неблагоприятных эффектов, обусловленных нарушением процессов афферентного восприятия, изменением функционального состояния ЦНС, расстройством координации движений рук, ног, головы и ограниченной подвижностью всего туловища. Особое значение для работы летчика в условиях действия пилотажных перегрузок имеет нарушение зрительного восприятия: сужение поля зрения, уменьшение контрастности зрительных образов, ухудшение цветоразличения и глубинного зрения. Снижается оперативная память, затрудняются решение арифметических задач, выполнение ряда психологических тестов и компенсаторное слежение. Действие механических сил значительно ослабляет работу мышечных групп. Наиболее сильно это сказывается на крупноамплитудных движениях. Так, при перегрузке +4GZ приподнять туловище становится трудно, а при +8GZ двигать руками и ногами уже невозможно (кроме движения кистью в лучезапястном суставе).
Проблема работоспособности в условиях действия перегрузок много лет находится в центре внимания исследователей, ей уделяется большое внимание и в настоящее время. Уже при перегрузках +2GZ навыки управления самополетом ухудшаются. При этом увеличивается число допускаемых ошибок, они становятся более грубыми. Нарушается регуляция точных движений. Количество превентивных движений при перегрузках +3GZ уменьшается в несколько раз. Возникают ложные экстраполяционные движения. Степень выраженности нарушения работоспособности в значительной мэр обусловлена величиной ускорения, продолжительностью его действия, градиентом нарастания, частотой повторяемости отдельных пиков и циклов, а также прочностью выработки двигательных динамических стереотипов [Зорилэ В. И., Куприянов А. А., 1972; Handler E., 1980, и др.].
Комбинированное действие перегрузок + GZ и ±Gy вызывает значительно более выраженные нарушения качества управления, чем перегрузки одного направления. Так, при перегрузках +5GZ качество управления ухудшается лишь на 19% по сравнению со статическим состоянием, при комбинации +5GZ и +1Gy — на 45% ы при комбинации +5GZ и +2GY — на 70% [Frasier J. et al., 1982]. Работоспособность при полетах на высокоманевренных самополетах с большими перегрузками сравнительно быстро понижается, и летчик сильно устает. Наблюдается определенная корреляция между уровнем работоспособности и величиной действующей перегрузки (см. рис. 19). Принимая во внимание значительно выраженную индивидуальную помехоустойчивость людей к ускорениям, целесообразно проводит для высокоманевренных самолетов психофизиологический отбор по специально разработанным программам.
Влияние отрицательных перегрузок
Отрицательные перегрузки наблюдаются при выполнении «мертвой» петли, вращении в штопоре или просто в перевернутом полете вниз головой. Уже при перегрузках —1, 5-5GZ появляется выраженное состояние дискомфорта: чувство прилива крови к голове, тяжесть и распирание головы, пульсирующая головная боль, снижение зрения, затруднения по управлению самополетом. При возрастании перегрузок к —2, 5-5GZ наблюдаются одышка, опущение нижних век, слезотечение, в отдельных случаях петехиальпые кровоизлияния на коже лица, шеи, под конъюнктивой. Перегрузки больших величин при воздействии всего в течение нескольких секунд приводят к потере сознания. Максимально переносимыми уровнями отрицательных перегрузок считают следующие: —5GZ в течение 5 с, — 3GZ — 10-10 с и — 2GZ — в течение 5 мин [Sharp G. R., Ernsting J., 1978].
Механизм этих расстройств обусловлен преждет всего перемещением под влиянием инерционных сил крови в верхнюю часть туловища, шею и главу. При перегрузках —3GZ среднее АД на уровне глаз возрастает до 170 мм рт. ст., а венозное — до 100 мм рт. ст. В этих условиях срабатывание рефлекса с каротидного синуса вызывает брадикардию и генерализованную реакцию артериол, что ведет к снижению АД. На ЭКГ регистрируются изменения, характерные для нарушений сердечного ритма, вплоть к атриовентрикулярной блокады и асистолии. Механические и гемодинамические изменения в легких вызывают снижение легочной вентиляции. Установлено шунтирование венозной крови. Все это влечет за собой снижение сатурации крови в легких и понижение содержания кислорода в крови.
Следовательно, человек по отношению к отрицательным ускорениям значительно менее устойчив, чем к положительным и тем более поперечным, поэтому в широкой летной практике не рекомендуется превосходить значение отрицательных перегрузок более 1,5 ед. [Нажмудипов К. Г., 1981].
Влияние знакопеременных перегрузок
Воздействие на летчика знакопеременных перегрузок часто встречается при полетах на малых высотах вследствие турбулентности атмосферы. Величина перегрузок, как правило, при этом не превышает 2 ед., частота колебаний может достигать 30 Гц,, а время действия продолжается десятки минут.
Однако выполнение сложных пилотажных фигур в ряде случаев такяїе ведет к последовательному перехода вот положительных к отрицательным перегрузкам и наоборот [Нажмудинов К. Г., 1981; Balldin U. I., 1983]. Такого вида перегрузки, особенно при повторных их действиях циклами, переносятся организмом значительно тяжелее, чем положительные или даже отрицательные перегрузки. Большое значение имеют такие факторы, как общая продолжительность действия цикла, величина, амплитуда колебаний положительных и отрицательных перегрузок, длительность «площадок» на каждом пике, градиент нарастания и функциональные особенности человека.
В зависимости вот указанных физических характеристик знакопеременных перегрузок лимитирующими критериями переносимости могут выступать зрительные расстройства, укачивание, утомление, реже патологические элементы на ЭКГ. Описан случай гибели пилота, выполнявшего сложную программу фигур высшего пилотажа состоящую из ряда элементов, сопровождающихся действием на организм больших положительных и отрицательных перегрузок. Так как самолет позволял воспроизводить перегрузки со значениями вот —6,5GZ к +8GZ, то, как полагают авторы, летчик при быстром переход вот отрицательных перегрузок к положительным, вероятно, потерял сознание вследствие нарушения кровоснабжения мозга и неуправляемый самолет потерпел катастрофу [Aviat. Space Environ. Med., 1981, vol. 59, N 9, p. 570]. Неблагоприятные последствия воздействия знакопеременных перегрузок описаны также при полете со сложным маневром, когда один из летчиков получил тяжелую травму с переломами шейных позвонков [Shall D. G., 1983].
Приведенное свидетельствует, что пилотировапие с выполнением маневров, сопровождающихся знакопеременными перегрузками, должно проводится с большой осторожностью.
б) ударные перегрузки
Проблема ударных перегрузок возникла в связи с созданием средств аварийного покидания (катапультирования) и безопасного приземления экипажей летательных аппаратов и стала разрабатываться в авиационной медицине с конца 20-х - начала 40-х годов текущего столетия. В Германии, Великобритании, СССР, США, Швеции и вторых «авиационных» странах были проведены первоначальные исследования по переносимости животными и человеком перегрузок катапультирования, разработаны катапультные кресла, осуществлены первые экспериментальные, а затем и вынужденные катапультирования в полете, сформулированы основные медико-технические требования к безопасному покиданию самолета в аварийной обстановке.
С начала 60-х годов более интенсивно (в связи с обеспечением космических полетов) разрабатываются вопросы спасения на старте и безопасного приземления (приводнения) экипажей в возвращаемых с орбиты аппаратах. Определились типичные области импульсных ударных воздействий, характерных для условий катапультирования и аварийного приземления. Узловыми вопросами безопасного катапультирования и приземления стали уточнение допустимых величин ударного воздействия (ударной перегрузки) для человека, находящегося в катапультном кресле или приземляемом объекте и разработка средств и способов повышения его устойчивости к значительным механическим нагрузкам, а также изучение условий и факторов, определяющих эффективное применение летчиком средств аварийного покидания или приземления.
Ударные перегрузки в авиации встречаются, кроме того, при использовании индивидуальных спасательных парашютов, в момент грубой посадки на аэродром, на взлете и посадке палубных самолетов и в некоторых вторых случаях. Возникающие при этом перегрузки не достигают, как правило, критических величин, хотя и могут при отягчающих обстоятельствах (отсутствие фиксации -гола, нарушение позы, разрушение конструкции) приводит к тяжелым травмам.
ВИБРАЦИЯ
Вибрация - это распространенный фактор производственной и окружающей среды, к которому относят механические колебания, сотрясения и толчки, прилолїенньїе к телу человека или отдельным его органам. В виде периодических сотрясений вибрация присуща всякому движению человека - ходьба и бег являются классическими примерами этого явления. К социально-гигиеническим факторам вибрацию начали относить в начале нашего столетия, что связано с развитием быстроходных средств транспорта и механизацией труда.
Широко представлены различные виды вибраций в авиации, где ее действие испытывают как члены летных экипажей, так и пассажиры. Среди физических факторов полета вибрация занимает промежуточное место между акустическим шумом и ударными ускорениями. Как и шум, вибрация имеет колебательный характер, по являясь по своей природе механическим колебанием, она требует неизмеримо большего энергетического подкрепления, поскольку при этом приводится в движение не воздушная среда, а тело человека. Как и ударные ускорения, вибрация характеризуется резкими смещениями тела, а интенсивность их измеряется в тех единицах силы тяжести, хотя в отличие вот ударного импульса вибрационные толчки совершаются по нескольку раз за секунду и имеют характер знакопеременного процесса.
Шум и вибрацию можно считать близкими явлениями не только из-за одинаковой физической природы, но также и по сходному характера вызываемых эффектов: их действие может приводит к понижению комфорта, ухудшению работоспособности, изменять физиологические функции и, наконец, влиять на состояние здоровья при однократном или хроническом воздействии. Не случайно шум интенсивностью свыше 125 дб по всем признакам приобретает черты «воздушной вибрации». В связи с этим иногда говорят в симптомах шумовибранионной болезни, которые еще встречаются в некоторых отраслях профессиональной деятельности.
Механизм возникновения вибрационных расстройств к настоящего времени окончательно не выяснен. Считается, что очень низкие частоты могут восприниматься отолитовым аппаратом, инфразвуковые колебания - механорецепторами, лежащими в глубоких структурах мышц, сухожилий и внутренних органов, а более высокие частоты - кожными рецепторами, содержащими пиброактивные чувствительные элементы. Такая полимодальность воспринимающих вибрацию структур определяет большую зависимость вибрационных эффектов вот частоты по сравнению с тот, которая имеет место в психоакустике. Видимо, с этим же обстоятельством связаны трудности в установлении физиологической природы возникновения вибрационных расстройств. Имеющиеся наблюдения показывают, что большинство органов и систем на самых различных уровнях оказываются вовлеченными в ответ на действие вибрационного фактора, но пока эти данные не позволит обосновать прогноз психологических, физиологических и патологических реакций, в чем испытывает потребность современная гигиеническая наука.
Вместе с тем вибрация является одним из самых значимых факторов полета современных летательных аппаратов. Проявления ее действия очень разнообразны: она может приводит к ухудшению функционального состояния человека, обусловливать напряженность и утомление, изменять функцию ряда анализаторов, влиять на качество управления летательным аппаратом, способствовать возникновению иллюзий. В то же время для летного состава в полете вибрация является и источником полезной неинструментальной информации, которая является важной в формировании образа полета. К сим порам многие вопросы, связанные с действием вибраций, особенно в сочетании со вторыми сопутствующими факторами, остаются еще не выясненными и требуют дальнейших изысканий.
Характеристика вибраций современных летательных аппаратов. На вертолетах характер вибраций в основном определяется работой несущей системы вертолета. При этом в спектре вибраций имеют место частоты, кратные оборотам несущего винта (оборотные частоты), а также кратные произведению числа лопастей на обороты несущего винта (лопастные частоты) и некоторые другие (табл. 11).диапазоне частот тело человека рассматривают как механическую систему, имеющую ряд собственных (резонансных) частот [Фон-Гирке X. и др., 1975]. При действии вибрации, частота которой совпадает с собственными частотами тела, возникает резонанс. При этом тело или отдельные его части колеблются с большей амплитудой, чем вибрирующая опорная поверхность или другие структуры организма. Воздействие колебаний с частотой ниже 1 Гц воспринимается человеком как качка. В этих условиях тело человека перемещается в пространстве как единое целое. Вибрация с частотой выше 90 Гц хотя и распространяются по тканям, однако не вызывают колебаний всего тела.
Наиболее важные резонансы тела человека отмечаются при действии вертикальной вибрации с частотой 4-6, 10-12, 20-30, 60-90 Гц [ Андреева-Галанина Е. Ц. и др., 1961; Борщев-Ский И. Я. и др., 1963], которые представлены ниже. вращением 120 об/мин (2 об/с) основная частота вибрации составит 6-2=12 (Гц).
Вибрации, воздействующие на человека, разделяют на общие и локальные. Локальная вибрация передается на отдельные участки тела и имеет место в основном в частотном диапазоне свыше 90 Гц. Общая вибрация передается телу через сиденье, поль и отмечается преимущественно на частотах вот 1 до 90 Гц. В этом В случае воздействия горизонтальных вибраций - вот грудь к спине и обратно - в сидящего человека резонанс отмечается на частотах 1-3 Гц, а при их действии слева направо и обратно - 0,8 Гц. Ослабление колебаний при их распространении по телу человека зависит в первую очередь вот частоты действующей вибрации [Сергеев Э. П., 1970]. Так, например, при воздействии вибрации с частотой до 10 Гц, незавысим вот места ее приложения, колебания распространяются по телу с весьма малым затуханием, вовлекая в колебательный процесс туловище и главу. При более высоких частотах вибрационного воздействия колебания ослабляются тем больше, чем выше их частота. В основе указанных эффектов лежат механические свойства тела человека и, в частности, такое из их, как величина сопротивления тела колебаниям, которая характеризуется механическим импедансом. Величина его не остается постоянной при изменении мышечного тонуса, положения тела, массы тела, направления действия вибрации [Фон-Гирке X. и др., 1975]. Отмечается также определенная нестационарность динамических характеристик тела человека и при длительном вибрационном воздействии.
Влияние на работоспособность летного состава, физиологические функции и системы
Вибрация может приводит к снижению эффективности деятельности летного состава как прямым путем, непосредственно затрудняя процесс пилотирования, так и косвенным, ухудшая работоспособность за счет нарушения функционального состояния организма. Наибольшее значение для обеспечения высокого качества деятельности летного состава имеют особенности влияния вибрации на функции зрительного и вестибулярного анализаторов, на речь, а также на пространственно-временные характеристики сложнокоординированных управляющих движений. Многолетнее же воздействие вибраций на летный состав может в некоторых случаях приводит и к развитию вибрационных расстройств.
Вибрация вызывает изменения функции зрительного анализатора. Так, снижение зрения особенно выражено на частотах колебаний 25-40 и 60-90 Гц. Это связано с тем, что при действии указанной вибрации возникающие колебания глазного яблока относительно головы приводят к смещению проекции зрительного образа на сетчатке глаза и появлению эффекта «расплывчатости» [Петров Ю. П., 1958; Griffin M., 1975]. Зрительные нарушения выражены в большей мэр при бинокулярном зрении, чем при монокулярном. Ухудшение остроты зрения вот вибрации можно компенсировать увеличением освещенности объекта. На зрительную работоспособность оказывает наибольшее влияние вертикальные и продольные колебания. Снижение эффективности зрительного восприятия при вибрации самого объекта бывает гораздо меньшим, чем его снижение, вызываемое вибрацией головы тот же амплитуды. Нарушение зрительной работоспособности зависит вот степени вовлечения головы в колебательный процесс [Levis H., Griffin M., 1980]. С увеличением угла наклона спинки кресла происходит более плотный контакт головы с заголовником, что усиливает биодинамическую реакцию головы на действие вибрации и ухудшает функцию зрительного анализатора. При длительном действии вибрации могут развиваться такие изменения, как сужение поля зрения, понижение светочувствительности, искажение цветоощущения, увеличение размеров слепого пятна. Однои из причин этих нарушений являются сосудистые изменения в сетчатой оболочке глаза [ Андреева-Галанина Е. Ц., Зильбер Д. А., 1949; Чагелешвили А. Д., 1970].
Речь в условиях вибрационного воздействия может изменяться в зависимости вот положения тела говорящего, интенсивности1 и длительности вибрации, направления ее действия, динамических свойств тканей рта, шеи, грудной и брюшной полостей. На качество речевого сигнала оказывает наибольшее влияние вибрация в диапазоне частот вот 3 до 15 Гц, при которой отмечаются особенно отчетливые изменения характера артикуляции, причем их выраженность имеет тенденцию к усилению с увеличением продолжительности воздействия вибрации. Речь особенно затруднена при виброускорении выше 5 м/с2. В условиях шума качество восприятия речи человека, подвергающегося воздействию вибрации, снижается особенно значительно.
В обеспечении высокого качества разборчивости речи вне говорящего при действии вибрации также имеет существенное значение. Повышение качества речи при действии вибрации обеспечивается путем изменения соотношения интенсивностей речь/шум, специальной тренировкой говорящих в условиях вибрации и слушающих к восприятию изменений вибрацией речи, а также и ограничением лексикона.
Изучение психофизиологических функций в летного состава, подвергающегося вибрации в процессе выполнения полетных заданный, выявило различные изменения функционального состояния организма. Так, после 1-1 ч налета общее состояние несколько улучшается, а при налете 3-3 ч появляются признаки утомления. После же 5-5 ч налета развивается выраженное1 утомление [Каменский Ю. Н., 1982; Allan S., 1979]. При этом установлены определенные изменения в функции зрительного анализатора, условнорефлекторной деятельности, нарушения в тонкой координации движений. В полетах вибрация создает также» помехи при считывании приборной информации, снижает точность управляющих движений и затрудняет процесс пилотирования [Каменский Ю. Н., 1982]. Это может явится однои из причин, приводящих в некоторых случаях к так называемому резкому пилотированию вертолета, т.е. перемещению рычагов управления с недопустимо повышенным темпом. Подобные отклонения в технике пилотирования приводит к значительной тряске вертолета, самопроизвольному его раскачиванию и ухудшению управляемости [Самойлов Г., 1975].
Вместе с тем следует отметить, что вибрация в полетах в определенной мэр служит для летного состава источником полезной информации в работе двигателей, винтов, состоянии летательного аппарата в целом, режиме полета [Каменский Ю. Н., 1982], в связи с чем летный состав считает, что имеющиеся уровни вибрации в кабинах в настоящее время необходим снизить, по не исключать вибрацию полностью. Кроме того, в положительном значении вибрации свидетельствует и тот факт, что летчики вертолетов в процессе деятельности используют акцелерапионную информацию при пилотировании в директорном режиме. Это позволяет им быстрее реагировать на изменения пространственного положения вертолета, способствует снижению нервно-эмоционального напряжения и увеличению «резервов внимания» [Давыдов В. В, Калягин В. Я., 1982].
Представления об особенностях действия вибрации на человека-оператора существенно расширены и углублены в экспериментальных исследованиях. Комплексное изучение функционального состояния организма и работоспособности человека-оператора при многочасовом воздействии низкочастотной вибрации позволило установит развитие нескольких уровней адаптации. Первый из их - субъективное привыкание к вибрации - отмечается через 3-7 мин вот начала ее действия. По истечении этого времени обследуемые считают себя полностью адаптированными к вибрации и переоценивают свои возможности при выполнении различных операций. Следующий уровень адаптации развивается через 15-30 мин, когда происходит определенная стабилизация функций вестибулярного, двигательного и зрительного анализатора. Третий уровень наступает в основном к исходу первого часа вибрационного воздействия, после чего показатели работоспособности человека-оператора остаются достаточно высокими. Таким образом, к действию низкочастотной вибрации адаптация в полной мэр развивается спустя 1 ч. В последующем только на 4- 5-м времени воздействия вибрации отмечается утомление, происходит некоторое снижение качества операторской деятельности, показателей внимания и вторых психофизиологических функций [Иванов В. В. и др., 1981].
При вибрационном воздействии особое значение имеет функция вестибулярного анализатора. Это обусловлено тем, что, во-первых, низкочастотная вибрация является его адекватным раздражителем, что отмечалось выше. Во-вторых, это связано с тем, что функция вестибулярного анализатора играет существенную роль в процессе пространственной ориентации, а также в развитии сенсорных и вегетативных проявленный в полетах при действии вибрации [Маркарян С. С, 1959; Деревянно Э. А. и др., 1969: Копанев В. П., Егоров В. А., 1982, и др.]. Установлено, что начальные изменения функционального состояния вестибулярного анализатора отмечаются с 3-го часа вибрационного воздействия. При этом выявляются усиление асимметрии в парном функционировании вестибулярного анализатора, нарастание выраженности иллюзорных ощущений при воздействии ускорений. Более' выраженные изменения вестибулярной функции происходят на 5-м времени воздействия вибрации.
Таким образом, результаты обследования летного состава, а также экспериментальные исследования свидетельствуют в необходимости проведения соответствующих профилактических мероприятий в условиях длительного действия вибрации. Данные мероприятия должны вводится с 3-го часа полета, поскольку известно, что высокая эффективность профилактических мэр достигается лишь в том случае, если начало их проведения предшествует выраженным функциональным сдвигам. Случаи возникновения иллюзий пространственного положения и потери пространственной ориентировки в полетах при действии вибрации [Tonnes F., Guedry F., 1975] обусловливают важность получения дополнительных материалов по влиянию вибрации на точность и пространственную ориентацию человека.
Имеются данные, свидетельствующие, что в условиях действия вибрации точность определения «субъективной вертикалы» существенно не нарушается. Вместе с тем величина отклонения «воспринимаемого положения срединной линии тела» по мэр вибрационного воздействия претерпевает статистически значимые Изменения. Так, начиная с 30-и минуты и далее к окончания действии вибрации наблюдалась значимая (на 50-60%) переоценка угла отклонения «воспринимаемой срединной линии тела». Эти данные доказывают целесообразность использования вибрационных воздействий в процессе тренажной подготовки летчиков вертолетов. Их также необходим учитывать в целях адекватного моделирования иллюзорных ощущений применительно к вертолетной авиации.
в) шум и его влияние на авиационных специалистов
Современные летательные аппараты являются источниками высокоинтенсивных шумов. Главными источниками шума являются работающие двигатели и турбулентность пограничных воздушных потоков. Шумы средней интенсивности генерируются различными системами и агрегатами летательных аппаратов. Уровни шума в кабинах реактивных самолетов составляют 92— 105 дБ (А), в кабинах турбореактивных самолетов — 98—106 дБ (Л) [Gasway D., 1981]. Уровни шумов транспортных самолетов США (ДС-8, ДС-10) достигают 86-96 дБ [Viellendorf et al., 1977].Определение физических характеристик авиационных шумов и особенно адекватная интерпретация полученных данных достаточно сложны. Значительное колебание уровня шума на аэродроме, или, говоря более строго, степень их непостоянства, бывает тик велико, что требует пересчетов полученных результатов в эквивалентный по энергии уровень звука (ЬЭкв, дБА), в чем будет сказано ниже. Для измерения физических характеристик шумов используются шумомеры, регистрирующие уровень интенсивности звуковых колебаний и их частотный спектр. Кроме того, современные шумомеры имеют различные шкалы (А, В и С), которые отражают пороги слуховой чувствительности в зависимости вот частотного состава и интенсивности звука. Шумы современных летательных аппаратов при определенных условиях неблагоприятно влияют на слуховой анализатор и организм летного и инженерно-технического состава. В принципе в организме не существует ни однои системы, которая бы в того или иной степени ни изменяла своей функции под действием шума. Однако, по мнению большинства исследователей, наиболее четко эти изменения проявляются (помимо слухового анализатора) со стороны центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.
Обычно авиационный шум характеризуют как широкополосный, но его частотный состав меняется вот многих условий, вследствие чего дать обобщенный спектр шума затруднительно.
В наиболее зашумленных зонах находится инженерно-технический состав, обслуживающий летательные аппараты. Уровни шумов в кабинах самолетов и вертолетов значительно ниже.
При воздействии на слуховую систему звука или шума возникает повышение порогов слуха. Если в ближайшие минуты после окончания этого воздействия пороги слуха остаются близкими к исходному уровню, то такое явление можно рассматривать как компенсаторную, приспособительную реакцию. Длительное, в течение многих часов, повышение порогов слуха, которые затем все же возвращаются к исходному уровню, отражает утомление анализатора. Критерием начала кумуляции эффекта утомления, приводящего в конце концов к стойкой потере слуха, можно, по нашему мнению, считать отсутствие восстановления исходной слуховой чувствительности к началу следующего шумового воздействия, если такие воздействия являются достаточно регулярными. Существует определенная граница величины воздействия, в случае превышения которой возникает хроническая акутравма. Ниже этой границы возникновение акутравмы, как правило, не происходит. Понижение слуха начинается обычно после более или менее длительного периода профессионального воздействия шума. Вначале появляется стойкое понижение слуха в диапазоне частот около 4000 Гц, затем эта граница расширяется в сторону разговорных частот. Если наряда с шумом действует интенсивный вибрационный раздражитель, то процесс тугоухости ускоряется и изменения слуха распространяются и на низкие частоты.
Однако к определенного предела отсутствует прямая зависимость между остротой слуха и качествами летной деятельности, поэтому понижение слуха при тональной аудиометрии не всегда может служит причиной отстранения вот летной работы. В неясных случаях необходим пользоваться для диагностики профпригодности лиц летного состава методом речевой аудиометрии в условиях воздействия на обследуемого имитированного профессионального шума с использованием авиационных профессиональных слов (ГОСТ 12.1. 037-82).
При действии шума на частотах 2000, 4000 и 8000 Гц среднее снижение слуха к концу рабочего дня наблюдается в инженерно-технического состава, удаленного вот стоянок самолетов, соответственно на 10, 12 и 10 дб; в авиационных механиков - на 15, 20 и 17 дб; в техников по двигателям - на 17, 35 и 42 дб [Исаков П. К. и др., 1975].
Влияние шума на работоспособность
Действие шумового фактора приводит к снижению работоспособности и появлению признаков утомления. Работоспособность при чрезмерном шумовом воздействии снижается в зависимости вот напряженности и тяжести труда. Наибольшее снижение (к 5-20%) зарегистрировано при выполнении сложных психомоторных операций, наименьшее ( 1-4%) - при преимущественно физическом труде [Разумов И. К. и др., 1965]. Так, после длительного действия шума качество пилотирования на тренажере ухудшается. При мероприятие на посадку ошибки по сравнению с фоновыми данными возрастают: на глиссаде снижения - на 134%, отклонения по крену -на 122%, по тангажу - на 100%. Запаздывание в отклонении руля высоты возрастает на 20-30%, а элеронов -на 8-10%. Отмечается также тенденция к увеличению напряжения физиологических функций в среднем на 10%-(рис. 33) [Крылов Ю. В., 1977].
Кратковременное действие авиационного шума большой интенсивности (при прогонке двигателя) приводит к повышению величин АД на 8-10 мм рт. ст. Ухудшаются и показатели умственной работоспособности. Постоянное и значительное увеличение источников шума привело к поэтому, что только одновременное и сочетанное осуществление законодательных, организационных, инженерных и медико-биологических мероприятий может дать ожидаемый эффект. Наиболее радикальными являются технические мероприятия, направленные на ограничение шума в источнике образования его или по пути распространения, однако в авиации использование этого пути ограничено, так как оно приводит к увеличению массы летательного аппарата и некоторому снижению тяги двигателей. Отсюда возрастание удельного веса и значение вторых мероприятий: нормирования, использование средств индивидуальной и коллективной защиты, организация труда и др.
г) угловые и кориолисовы ускорения
Полеты на современной авиационной технике сопровождаются сложными движениями летательных аппаратов в пространстве, резкими маневрами и как следствие этого влиянием на летчика механических сил (узловых, линейных ускорений и ускорений Кориолиса), который воспринимаются рядом органов и систем организма. В то же время в человека имеется специфический анализатор - вестибулярный аппарат, который является органом акцелерациониой чувствительности, адекватно реагирующим на перемещения тела в пространстве.
Воздушная болезнь
Воздушная болезнь представляет собой реактивное состояние организма, которое развивается в условиях полета на летательных аппаратах и характеризуется преходящим симптомокомплексом вегетативных расстройств, ухудшением общего самочувствия и снижением работоспособности. Воздушная болезнь является однои из разновидностей укачивания, или болезни передвижения (траекториомоторной болезни). Термин «болезнь» в данном случае весьма условен, поскольку возникающие расстройства и симптомы значительно уменьшаются сразу после прекращения воздействия ускорений на организм и в большинстве случаев полностью исчезают в течение последующих нескольких (в зависимости вот степени развивающегося укачивания) часов.
Воздушная болезнь возникает в полете вследствие влияния на организм человека внешних механических сил, которые появляются при пассивных и активных перемещениях летательного аппарата в пространстве. В первом случае эволюции самолета (вертолета) связаны с действием аэродинамических факторов при особых состояниях атмосферы. Вследствие перемещений в атмосфере холодного (нисходящего) и теплого (восходящего) потоков воздуха, возрастающих с уменьшением высоты полета и достигающих наибольшей выраженности во время грозы, возникает так называемая болтанка — вертикальные движения летательного аппарата вверх — вниз. Во время полета в неблагоприятных метеорологических условиях (сильный ветер, гроза и т.д.) имеет место «рысканье» -маятникообразное вращение вокруг вертикальной осы самолета вправо — влево в горизонтальной плоскости, а также наблюдается «качка» — наклоны самолета вокруг его продольной осы попеременно на то или другое крыло. Активные перемещения связаны с маневрами летательного аппарата, выполняемыми летчиком специально для отработки и поддержния летных навыков. В этом случае укачивание чаще возникает при выполнении ряда повторных пилотажных фигур, т.е. степень и частота возникновения воздушной болезни в значительной мэр зависят вот интенсивности и длительности внешних механических воздействий. Если сравнить частоту укачивания людей в авиационном полете и во время морских плаваний, то оказывается, что морской болезнью (когда морская качка действует на организм человека десятки часов и даже суток) страдают около-97% лиц [Армстронг Г., 1954], а число пассажиров, испытывающих воздушную болезнь в полете, где непрерывное действие знакопеременных ускорений исчисляется десятками минут или временами, не превышает 1-1,6% [Чапек А. В., 1967]. Учитывая, что в полете на современных воздушных лайнерах на больших высотах (9000-11000 м) «болтанка» летательного аппарата сводится к минимуму, указанные различия становятся еще более значительными.
Важную роль в развитии укачивания играют направление и характер внешних механических воздействий. Наиболее часто воздушная болезнь возникает (и симптомы ее наиболее выражены) при действии вертикальных линейных ускорений, величины которых в сотни раз превышают порог раздражения отолитовых рецепторов, достигая меченный порядка 1, 5-2,1 g, а также при сочетанных воздействиях линейных, угловых и кориолисовых ускорений во время сложного пилотажа, частых движениях головой в полете или при наличии одновременно «рысканья» и «качки» летательного аппарата.
Возникающие в полете ускорения, приводящие к развитию воздушной болезни, воспринимаются всемы механорецепторами организма: отолитовыми и курпускулярными, проприо-, интероецепторами, кожно-мехаиическими. Тем не менее ведущая роль в генезе укачивания отводится вестибулярному аппарату. Основанием для этого служит хорошо известный факт, что лица без лабиринтной функции (глухонемые), в которых внутреннее ухо разрушено, обычно не укачиваются ни в авиационном полете во время «болтанки», ни на море при качке, ни во время лабораторных вестибулометрических исследований. Поэтому в механизмах развития укачивания большое значение придается, с однои стороны, перераздражению вестибулярных рецепторов, в частности под влиянием линейных ускорений, а с другой - возникновению противоречивой афферентации в характере движения с отолитовых и купулярпых рецепторов.
В основном в настоящее время в патогенезе укачивания в целом (и воздушной болезни в том числе) придается значение нарушениям взаимодействия вестибулярного аппарата со вторыми сенсорными системами вследствие воздействия на организм в условиях полета необычных сочетаний адекватных раздражителей органов чувств [Копанев В. И., 1974; Комендантов Г. Л., 1983; Лапаев Э. В. 1983, и др.]. Эта точка зрения базируется на следующих фактах.Во-первых, давно известно, что определенную роль в происхождении воздушной болезни играют раздражения интероцепторов органов брюшной и грудной полостей [Зюзин И. К.,11937, и др.]. За счет смещения соответствующих подвижных органов возникает мощная афферентная импульсация, которая поступает в ЦНС и способствует развитию более выраженных симптомов укачивания. Поэтому проявления укачивания становятся ' особенно неприятными при заболеваниях пищеварительного тракта, органов сердечно-сосудистой системы и т.д. Кроме того, убедительно доказанная весьма важная роль зрения в генезе укачивания. Установлено, что воздействие на зрительный анализатор оптико-кинетических стимулов ускоряет развитие и усиливает выраженность симптомов укачивания, развивающегося при действии ускорений Кориолиса. Показано, что в этих условиях зрительная информация способствует снижению точности восприятия параметров действительного движения обследуемого (т.е. возникает так называемый зрительно-вестибулярный сенсорный конфликт) и, наоборот, тормозит развитие укачивания в случаях, когда зрение улучшает адекватность оценки перемещений в пространстве [Лапаев Э. В., Воробьев О. А., 1983]. Во-вторых, в настоящее время есть убедительные экспериментальные факты, свидетельствующие в том, что большинство нейронов различных уровней вестибулярного аппарата (начиная с вестибулярных ядер) получает сенсорную информацию в характере движения организма не только с отолитовых и купулярпых рецепторов, по и со зрительного и двигательного анализатором [Митькип Л. А., 1982].
Воздушная болезнь может протекать в выраженном либо-скрытом виде [Комендантов Г. Л., 1983]. В последнем случае симптомы укачивания проявляются весьма слабо: объективно наблюдаются незначительные изменения окраски кожных покровов лица (чаще всего легкая гиперемия), невыраженное усиление потоотделения, небольшой тремор пальцев рук, некоторое увеличение частоты сердечных сокращений и незначительное повышение АД [Копанев В. П., 1970]. Симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта при этом, как правило, отсутствуют. В наличии скрытой формы укачивания судят главным образом по появлению таких субъективных ощущений, как вялость, апатия, тяжесть в голове, сонливость, неотчетливое головокружение. Причем все эти ощущения едва заметны и весь симптомокомплекс в целом трудно распознаваем, если иа нем специально не концентрируется внимание человека. При этом отмечается также увеличение времени простой двигательной реакции на звук, снижается пропускная способность зрительного анализатора. Потенциальная опасность скрытой формы укачивания заключается в том, что она с трудом дифференцируется вот состояний, возникающих под влиянием вторых этиологических факторов, вследствие размытости и слабой выраженности ее симптоматики. Поэтому, испытывая в полете укачивание в скрытой форме, человек может не догадываться об истинных причинах возникших в него расстройств, объясняя их как результат утомления, и в связи с этим предпринимать никаких мэр профилактики последующей явной формы укачивания.
При выраженной (явной) форме симптомы укачивания проявляются отчетливо и характеризуют изменения со стороны желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной и вторых систем организма. В связи с этим иногда в литературе условно выделяют различные формы укачивания в зависимости вот того, симптомы изменений какой системы доминируют. В большинстве случаев, однако, возникает смешанная форма укачивания, когда наблюдается самое разнообразное сочетание симптомов. Как правило, при этом могут отмечаться: изменение окраски кожных покровов (вначале гиперемия, а затем нобледнение), чувство тепла, переходящее в озноб, повышенное потоотделение, обильная саливация или сухость во рту, отрыжка, тошнота и рвота. Эти проявления сопровождаются, как правило, ухудшением общего самочувствия, вялостью, слабостью, сонливостью, апатией, вплоть к полного безразличия к любым заданиям и окружающей среде, повышенной утомляемостью, выраженным головокружением, чувством тяжести, сдавления, распираний и вторыми неприятными ощущениями, включая отчетливую головную боль.
При выраженной форме укачивания наблюдается высокая лабильность сердечной деятельности. В начальный период в большинстве случаев возникает увеличение частоты сердечных сокращений с последующим ее уменьшением. Кроме того, происходят фазовые изменения АД: первоначально отмечается его повышение, а в дальнейшем - снижение. В этих условиях существенно изменяются такие интегративные показатели функции сердечно-сосудистой системы, как систолический и минутный объем крови, причем уменьшение их более чем па 25-30% является объективным начальным признаком выраженной формы укачивания [Лапаев Э. В., 1974, и др.]. При этом в ряда лиц отмечается снижение качества деятельности по выполнению операторских задач, ухудшается умственная и физическая работоспособность. Рвота при укачивании кратковременная, интенсивная и на короткий последующий промежуток времени может вызвать чувство некоторого облегчения самочувствия. Однако если воздействие ускорений на организм будет продолжаться, то в случае непринятия необходимых профилактических мэр могут вновь возникнуть сильные и стойкие позывы к рвоте. При этом в наиболее тяжелых случаях укачивания (при длительном действии адекватных раздражителей) может возникнуть неоднократная рвота с последующим коллапсом, полной физической прострацией и даже потерей сознания [Армстронг Г., 1954].
Укачиванию в полете подвергаются не все лица в одинаковой степени. Предрасположенность к укачиванию в определенной мэр зависит вот уровня возбудимости вестибулярного анализатора [Воячек В. П., 1927; Хилов К. Л., 1969, и др.], состояния вегетативных центров, регулирующих функции потоотделения, деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной систем и желудочно-кишечного тракта [Зюзин И. К., 1937; Юганов Э. М., Лапаев Э. В., 1972, и др.], особенностей индукционных корково-подкорковых взаимоотношений и преждет всего вот состояния тормозной функции коры большого мозга, регулирующей вегетативной нервной системы [Хилов К. Л., 1969, и др.]. Последним обстоятельством объясняются, в частности, случаи, когда летчик, занятый процессом пилотирования летательного аппарата или другой; активной деятельностью, не отмечает симптомов воздушной болезни, но, оказываясь в ролы пассажира в авиационном полете, испытывает явления укачивания. Это служит свидетельством) того, что дополнительное воздействие на зрительный, двигательный и другие анализаторы, повышенный эмоциональный настрой, соответствующие корковые нервные процессы, вызванные интенсивной профессиональной нагрузкой, тормозят вестибуловегетативные рефлексы.
Подверженность воздушной болезни в значительной степени зависит вот степени тренированности вестибулярной функции, психофизиологической готовности человека к действию динамических факторов полета. Так, например, в первых учебных (вывозных) полетах в того или иной степени укачивание испытывают 10-20% курсантов авиационных училищ, однако в дальнейшем преобладающее большинство их адаптируются к адекватным раздражителям вестибулярного анализатора в полете и, как правило, не подвергаются воздушной болезни. В ряде случаев укачивание может возникать (особенно на начальных этапах летного-обучения) по условнорефлекторному механизму, т.е. даже при отсутствии адекватных раздражителей вестибулярного анализатора, когда в лиц, перенесших выраженную форму болезни в полете, пусковыми или усиливающими моментами являются такие факторы, как внешний вид летательного аппарата или деталей, арматуры кабин, шумы работающих двигателей, запахи горючесмазочных материалов и т.д. Однако опытные летчики очень редко подвергаются воздушной болезни в полете. Это обеспечивается тщательным медицинским отбором кандидатов для службы в авиации, систематическим контролем за состоянием здоровья и вестибулярной устойчивостью в процессе переосвидетельствования, четко разработанной системой медицинского обеспечения полетов.
Развитию воздушной болезни способствует воздействие на организм таких внешних факторов, как шум, высокая температура окружающей среды, гипоксия, повышенное содержание в воздухе вредных примесей, неприятные запахи, большая влажность. Несвоевременный прием пищи, употребление продуктов, вызывающих переполнение и газообразование в желудочно-кишечном тракте, прием алкоголя накануне полетов, переутомление, эмоциональное возбуждение и другие нарушения режима труда, отдыха, питания провоцируют возникновение и усиливают выраженность укачивания в полете. При этом необходим отметить роль общего состояния здоровья. Установлено, что такие хронические заболевания в стадии ремиссии, как последствия перенесен ной нейроинфекции, болезни желудочно-кишечного тракта, которые сами по себя не препятствуют летной деятельности, тем не менее приводят к существенному преходящему снижению устойчивости к укачиванию [Лапаев Э. В. и др., 1982]. Следует акцентировать внимание на том обстоятельстве, что из многочисленных факторов, способствующих развитию воздушной болезни, наиболее существенное потенцирующее влияние оказывают такие, которые приводят к изменениям общей реактивности организма [Лапаев Э. В., 1974, и др.]. И наконец, в отношении влияния факторов авиационного полета на возникновение воздушной болезни необходим учитывать то обстоятельство, что при полетах на высокоманевренных летательных аппаратах может иметь место перераспределение жидких сред организма под действием больших перегрузок «глава - таз», а в таких условиях переносимость адекватных раздражителей вестибулярного аппарата снижается [Лапаев Э. В. и др., 1983].
4. СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ЖИТТЕЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЭКИПАЖЕЙ В ВЫСОТНОМ ПОЛЕТЕ. ЗАЩИТНОЕ СНАРЯЖЕНИЕ ЛЕТНОГО СОСТАВА.
Полеты на больших высотах нуждаются в применении специальных средств защиты членов экипажей - это и герметичных кабин, кислородного оборудования и специального высотного снаряжения, аварийно-спасательных скафандров, полетной одежды и другие. Необходимость применения их вызванная во-первых, условиями среды в котором проходит полет летательного аппарата, своеобразным условиям пребывания в среде - земной атмосферы на разных высотах, которая включает сниженное или сниженное атмосферное давление, снижение парциального давления кислорода (О2) в атмосферном воздухе Земли, перепады давления, низкая 7; повышенная солнечная радиация (и т.подобное).
Во-вторых, оно вызвано действиями факторов связанных с динамикой полета (ускорение, шумы, вибрации).
В-третьих, действиями факторов возникающих в аварийных ситуациях при которых дальнейший полет становится невозможным и возникает необходимость покинутые самолет это (ударные перегрузки и скоростной напор встречного потока воздуха при катапультировании и парашютировании (прыжок с парашютом) а также отрицательными условиями после вынужденных посадок и приземление членов экипажей в тяжело доступных, пустынных и горных местностях, приводнений и т.п.
Из всех перечисленных факторе главное значение имеют фактора среды (высоты). Под влиянием этих факторов на человека в зависимости от высоты полета в организме могут возникнуть разные явления что снижают его функциональные резервы и ограничивают пребывание на высоте. Одновременно с факторами высоты на организм летчика постоянно действуют факторами связанные с динамикой полета - ускорение, шумы и вибрации, которые могут вызвать ряд явлений в организме летчика снижая его трудоспособность.
К средствам жизнеобеспечения экипажей самолетов при выполненные высотных полетов относятся - специальное оборудование и снаряжения которое назначается для защиты летного состава от неблагоприятных действий факторов высоты и полета что обеспечивают его нормальную жизнеспособность и трудоспособность.
В аварийных ситуациях когда возникает необходимость в покидании самолета летчик пользуется аварийно-спасательными средствами.
а) Физиологическая характеристика средств жизнеобеспечения летчика в высотном полете
При выполнении высотных полетов на летчика действует ряд факторов, оказывающих неблагоприятное влияние и приводящих к снижению работоспособности. Ведущее значение имеет пониженное атмосферное и парциальное давление кислорода в окружающей среде. Под влиянием этих факторов могут возникать высотная гипоксия и высотные декомпрессионные расстройства, которые снижают функциональные резервы организма и ограничивают возможность пребывания летчика на высоте.
К средствам жизнеобеспечения относятся различные технические устройства, создающие необходимые условия жизнедеятельности экипажа и пассажиров в течение всего полета на любых высотах. В общем виде функция этих средств заключается в создании нормальных условий для жизни и работы человека в полете. Современная система жизнеобеспечения предупреждает развитие гипоксии и декомпрессионных расстройств в организме, обеспечивает регулировку скорости изменения давления, температуры, влажности, очистку воздуха вот избытка углекислого газа и вторых вредных примесей, защиту экипажа вот неблагоприятного воздействия шума и вторых факторов. Эти задачи решаются с помощью частных подсистем, входящих в комплекс жизнеобеспечивающих средств летчика.
Условно средства жизнеобеспечения летчика в высотном полете можно разделить на коллективные (герметическая кабина) и индивидуальные (комплекты кислородных приборов и кислородного оборудования, высотные морские спасательные комплекты и высотные скафандры).
б) ГЕРМЕТИЧЕСКАЯ КАБИНА
В 1875 г. Д.И. Менделеев, после совершенного полета на воздушном шаре, предложил использовать при подъеме на большие высоты герметическую кабину. Современные самолеты имеют герметическую кабину, которая позволяет в ограниченном пространстве создать необходимые условия обитания. В зависимости вот типа летательного аппарата физиолого-гигиенические характеристики кабин могут иметь некоторые различия, но во всех случаях они должны обеспечивать сохранение работоспособности летчика в течение всего полета. Кабина должна иметь хорошую тепло- и звукоизоляцию, а ее остекление - обеспечивать необходимый обзор. Органы и системы управления летательным аппаратом, приборное оборудование, средства контроля, сигнализации и индикации должны соответствовать психофизиологическим возможностям человека и предъявляемым эргономическим требованиям. Герметические кабины подразделяются на кабины вентиляционного и регенерационного типа.
На современных самополетах применяются кабины вентиляционного типа, в которых для создания давления и ее вентиляции используется атмосферный воздух. При помощи компрессора воздух сжимается, проходит через системы кондиционирования, а затем поступает в кабину. Давление внутри кабины регулируется автоматически, т.е. создается необходимое равновесие между поступающим воздухом и удаляемым в атмосферу.
Важной характеристикой обитаемости герметической кабины летательного аппарата при высотных полетах является величина общего барометрического давления. Оптимальными условиями для обеспечения нормальной жизнедеятельности и высокой работоспособности летчика являются такие, когда рО; во вдыхаемом воздухе соответствует 150— 160 мм рт. ст., что возможно при поддержании в кабине барометрического давления, равного 760 мм рт. ст. Однако для высотного полета это нецелесообразно, так как при разгерметизации кабины произойдет сильный декомпрессионный перепад барометрического давления, который может повлечь серьезные изменения в организме человека, опасные для его жизни. Чтобы снизить возможное воздействие декомпрессионного перепада к физиологически переносимых величин (0.3—0.5 кг/см2) давление в кабинах с подъемом на высоту снижается.
Давление воздуха в кабинах пассажирских и транспортных самолетов должно поддерживаться в пределах 630-560 мм рт ст. (высота 1.5- 2.5 км). При этом предупреждается развитие ВДБ и выраженного кислородного голодания. Малая вертикальная скорость самолетов позволяет поддерживать постоянное давление в кабине к высот 6-7 км с плавным его снижением на больших высотах. Это обеспечивает наиболее комфортные условия для барофункции среднего уха.
В кабине самолета-бомбардировщика на высотах до 2 км давление изменяется соответственно барометрическому давлению в атмосфере. На высотах вот 2 до 7 км за счет нарастания избыточного давления в кабине поддерживается давление равное 600 мм рт. ст., соответствующее высоте 2 км С высоты 7 км к практического потолка полета в кабине на постоянном уровне (350-310 мм рт. ст.) поддерживается избыточное давление. Такой режим регулирования давления в кабине обеспечивает профилактику ВДБ даже в длительных, многочасовых полетах, но требует применения системы кислородного питания.
В истребителе, как и в бомбардировщике, к высоты 2-2.5 км наблюдается свободная вентиляция кабины, вот 2-2.5 км к 12-13 км отмечается нарастание избыточного давления, а на высотах более 13 км избыточное давление держится постоянным, в пределах 220 мм рт. ст Это позволяет исключить резкие изменения давления в кабине при больших вертикальных скоростях самолета. Такие параметры давления при длительности полета до 2 ч достаточны для профилактики ВДБ, но требуют дополнительного кислородного обеспечения экипажа.
В целях профилактики развития в полете барокавепатий, которые чаще возникают при спуске с высоты, чем при подъеме, предусмотрено ограничение скорости повышения давления в кабине к 50-10 мм рт ст./с и скорости снижения его к 10-20 мм рт. ст./с.
Одним из компонентов микроклимата летательных аппаратов является температура воздуха в кабине. Регулировать ее очень сложно, так как здесь сочетаются действие солнечной радиации и тепла, образующегося в результате аэродинамического нагрева обшивки самолета и выделяемого организмом летчика. Система кондиционирования поддерживает суммарную температуру в пределах 15-15 °С. Однако в ряде случаев эти требования выполнить очень сложно. Чаще всего, система кондиционирования воздуха при полетах на больших скоростях или на малых высотах обеспечивает необходимые условия микроклимата лишь в холодный период года и не обеспечивает в теплый.
Известно, что на теплоощущение существенное влияние оказывает скорость движения воздуха и его влажность. Скорость движения воздуха в кабине на рабочих местах экипажа не должна превышать 1.5 м/с. Оптимальной скоростью движения воздуха в кабине считают 0.5 м/с. Ориентировочной величиной подаваемого в кабину воздуха в зависимости вот потребности и вторых причин может быть 50-50 мч на человека. При этом ведущим фактором в поддержании терморегуляции является не величина воздухообмена, а общий температурный режим внутри кабины. Система вентиляции на самолете должна обеспечивать равномерность воздушного потока и исключить возможность возникновения турбулентности воздуха и зон с различной скоростью его движения. Вертикальный градиент температуры воздуха в кабине не должен превышать 5 °С Система наддува и кондиционирования воздуха кабины используется также для удаления продуктов жизнедеятельности и вредных примесей.
Относительная влажность воздуха в кабинах при полетах. до 4 ч строго не регламентируется. Оптимальные величины относительной влажности находятся в диапазоне 45-65 %. Более низкие величины относительной влажности переносятся длительное время без существенного воздействия на работоспособность экипажа, более высокие - могут оказать неблагоприятное влияние. В целях улучшения микроклимата в кабинах перспективных летательных аппаратов разрабатываются устройства для увлажнения и ионизации воздуха.
В настоящее время кабины регенерационного типа в авиации не используются, но широко применяются в космонавтике. В герметической кабине регенерационного типа существует замкнутый цикл воздухообмена, независимый вот наружного давления и состава воздуха. Воздух, заключенный в кабине, непрерывно пропускается через регенерационную установку, очищаясь вот вредных примесей, избытка водяных паров и углекислоты. В кабине с помощью автоматического регулятора поддерживается необходимый режим давления, заданная температура воздуха. В таких кабинах р0; должно быть в пределах 125-160 мм рт. ст., парциальное давление углекислоты - не более 7-8 мм рт. ст , относительная влажность - 30-70 %.
в) КИСЛОРОДНО-ДЫХАТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
Существующие возможности регулирования давления в герметических кабинах самолетов не исключают при полете на больших высотах воздействия на летчика гипоксии и требуют дополнительного кислородного обеспечения. Кроме того, имеется вероятность аварийной разгерметизации кабины, в результате чего экипаж подвергается экстремальному воздействию высотных факторов полета.
Единственно правильный метод профилактики высотной гипоксии, развивающейся в организме по мэр понижения барометрического давления, заключается в обогащении вдыхаемого воздуха кислородом. Однако даже дыхание чистым кислородом обеспечивает им организм лишь к определенных высот. Установлено, что человек способен сохранять достаточный уровень умственной и физической работоспособности в течение продолжительного времени на высотах 4 км при дыхании атмосферным воздухом и 12 км - при дыхании чистым кислородом. При этом рао; составляет 60-70 мм рт. ст., а артериальная кровь насыщается кислородом к 80-86 %. На высотах более 12 км, из-за низкого барометрического давления, даже при дыхании чистым кислородом в организме развивается тяжелое гипоксическое состояние. В случаях разгерметизации кабины на высоте 13.5 км дыхание чистым кислородом можно использовать лишь как средство аварийного спасения летчика, необходимое для спуска за 3-5 мин на высоту менее 12 км Для того чтобы добиться удовлетворительного обеспечения организма летчика кислородом на высотах более 12 км, необходим увеличить его рао. Это можно достичь, подавая кислород в дыхательные пути под давлением, превышающим окружающее атмосферное, т э. избыточным.
Кислородно-дыхательная аппаратура, применяемая на летательных аппаратах, предназначена для автоматического регулирования необходимых величин р0; во вдыхаемом воздухе путем увеличения содержания кислорода в подаваемой газовой смеси, подачи чистого кислорода или кислорода под избыточным давлением. При использовании высотного снаряжения кислородно-дыхательная аппаратура обеспечивает создание в нем необходимого давления.
Незавысим вот тип кислородно-дыхательной аппаратуры в ее состав входят: источник кислорода, кислородный редуктор, КП, КМ или ГШ. В качестве источника кислорода используются специальные емкости, установленные на борту летательного аппарата. Они заполняются кислородом в период предполетной подготовки. Кислородные редукторы предназначены для понижения давления кислорода, поступающего вот источника кислорода к КП. КМ обеспечивает подачу кислорода в дыхательные пути летчика. Основной частью кислородно-дыхательной аппаратуры является КП, работающий совместно с устройством подсоса воздуха, а при необходимости и с механизмом избыточного давления.
К кислородным приборам предъявляются следующие физиологические требования: уровень р0; под КМ (в ГШ) должен обеспечивать высокую работоспособность летчика и не нарушать функции основных систем организма при полетах на всех высотах; аппаратура должна не ограничивать движения летчика, иметь аварийные устройства для подачи кислорода, быть простой и надежной в эксплуатации, иметь малые габариты и массу, обеспечивать экономный расход кислорода.
Кислородная дыхательная аппаратура делится на два типа. В первом используется газообразный кислород, во втором — жидкий. Первый тип аппаратуры применяется на самополетах и вертолетах с относительно небольшой длительностью полета, где кислород хранится в металлических баллонах под давлением 150 кг/см2 или 30 кг/см2 Второй тип чаще применяется на самополетах большого радиуса действия. Жидкий кислород хранится в специальных газификаторах, в которых вон испаряется и в газообразном состоянии поступает в бортовые КП.
Кислородные приборы по своему целевому назначению разделяются на бортовые (стационарные), переносные и парашютные. Бортовые КП могут быть как индивидуального, так и коллективного пользования. Индивидуальные КП устанавливаются на рабочих местах членов экипажа, КП коллективного пользования - в общих кабинах. Переносные КП имеются в кабинах многоместных самолетов и используются при перемещении членов экипажей по салону Парашютные КП предназначены для обеспечения экипажа кислородом в случае вынужденного покидания летательного аппарата.
Кислородные приборы по способу подачи кислорода под КМ разделяются на три основных группы: КП с непрерывной подачей кислорода; КП с регулируемой подачей кислорода (со «следящей системой» типа «легочный автомат»), КП с комбинированной подачей кислорода, сочетающие у себя два первых режима работы. В последней группе выделяют КП, которые на высотах более 12 км подают кислород под избыточным давлением.
Характерной особенностью КП с непрерывной автоматической подачей кислорода с использованием КМ открытого типа является равномерное и непрерывное поступление кислорода к дыхательным путям человека. Приборы с легкой маской открытого типа просты по устройству и эксплуатации, оказывают незначительное сопротивление дыханию, безотказны в работе. Отрицательным свойством таких приборов является то, что кислород, поступая под маску во время фазы выдоха, свободно выходит через выдыхательное отверстие маски в окружающую среду, т э. около 50 % кислорода расходуется нерационально. В КП с непрерывной подачей кислорода применение жидкого кислорода более выгодно по сравнению с газообразным кислородом только в весовом отношении. Это связано с тем, что сосуды Дюара значительно легче, чем металлические, и при испарении одного литра жидкого кислорода образуется около 800 л газообразного. Однако непрерывное испарение кислорода из сосуда Дюара в атмосферу приводит к большим нерациональным его потерям.
Кислородные приборы с легочным автоматом подают кислород на вдохе, поэтому они более экономичны. Однако эти КП имеют сопротивление дыханию, они сложнее по устройству и эксплуатации. Для их работы требуется герметичность всеи линии подачи кислорода вот прибора к подмасочного пространства. Кислород из КП поступает только при создании разрежения в КМ и приборе во время вдоха. Приборы данного типа используются в комплекте с КМ, имеющей клапаны вдоха и выдоха.
Кислородные приборы для дыхания под избыточным давлением к высоты 12-13.5 км работают как «легочный автомат», а на больших высотах при создании избыточного давления подают кислород непрерывно Другие КП с комбинированной подачей кислорода используются с целью уменьшения сопротивления дыханию и экономии кислорода. Дополнительная непрерывная подача кислорода включается при интенсификации дыхания.
г) КОМПЛЕКТЫ КИСЛОРОДНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Для кислородного обеспечения экипажей современных самолетов используются комплекты кислородного прибора КП-24М и кислородного оборудования ККО-5, ККО-15, КХО-ПДР. Для экипажей вертолетов применяется комплект кислородного оборудования ККО-ЛС.
Комплект кислородного прибора КП-24М. Используется экипажами самолетов с высотным потолком до 14 км. Комплект позволяет длительно обеспечивать летчика кислородом в герметизированной кабине на всех высотах, а в разгерметизированной - к высоты 12 км. В случаях разгерметизации кабины самолета на высотах более 12 км комплект снабжает летчика кислородом на время, необходимое для спуска на безопасную высоту (меньше 12 км). В случаях аварийного покидания самолета на больших высотах комплект обеспечивает автоматическое переключение подачи кислорода вот парашютного КП. В состав комплекта КП-24М входят: кислородный прибор КП-24М, парашютный кислородный прибор КП-23, регулятор давления, индикатор кислорода, манометры, редуктор и детали бортовой арматуры. Для поступления кислорода в дыхательные пути летчика используется кислородная маска КМ-32.
Кислородный прибор КП-24М работает в режиме «легочный автомат» В случае отказа этого режима на приборе имеется аварийный кран для подачи кислорода непрерывно. При этом количество подаваемого кислорода будет составлять вот 15 до 23 л/мин. До 2 км КП-24М подает для дыхания кабинный воздух и только при сильном разрежении, создаваемом в подмембранном пространстве прибора за счет глубокого вдоха возможен дополнительный подсос кислорода. На высотах вот 2 до 10 км для дыхания подается кислородно-воздушная смесь с автоматическим возрастанием содержания кислорода по мэр увеличения высоты. Это позволяет поддерживать во вдыхаемом воздухе р0с, соответствующее наземному. Для исключения подсоса воздуха при негерметичном прилегании КМ, начиная с высоты 5-8 км, КП-24М автоматически создает избыточное давление 30-40 мм вод. ст. Начиная с высоты 10 км КП-24М подает для дыхания чистый кислород. В случае разгерметизации кабины на высотах более 12 км в дыхательные пути летчика поступает кислород под избыточным давлением. На высоте 14 км абсолютное давление под КМ (атмосферное плюс избыточное) будет составлять 130 мм рт ст., что обеспечит рао;, равное 50-60 мм рт. ст При аварийном покидании самолета на высотах вот 12 до 14 км необходимое избыточное давление под КМ обеспечивает парашютный КП.
Комплект кислородного оборудования ККО-5. Используется на самополетах с высотным потолком более 14 км. Вон обеспечивает нормальный уровень кислородного снабжения летчика в течение всего полета в герметизированной кабине, а в разгерметизированной — к высоты 12 км В случаях разгерметизации кабины самолета на высотах более 12 км с помощью ККО-5 поддерживается удовлетворительный уровень кислородного обеспечивания. При аварийном покидании самолета кислородное снабжение летчика осуществляется парашютным КП-27М. л
В состав ККО-5 входят: кислородный прибор КП-52М, регулятор подачи кислорода, вентилирующее устройство шлема, индикаторы, манометры, редукторы, парашютный кислородный прибор КП-27М, кислородная арматуры. Кроме кислородного оборудования в ККО-5 используется высотное снаряжение: высотный компенсирующий костюм ВКК-6М, высотные компенсирующие перчатки и носки, герметический шлем ГШ- 6М и кислородные маски КМ-32 или КМ-34 При использовании ВКК и ГШ высота применения комплекта практически не ограничена и лимитируется только высотным потолком самолета. При использовании ВКК и КМ высота полета ограничивается 14 км. Полеты без ВКК могут выполняться только к высоты 12 км.
При высоте в кабине до 2 км летчик дышит окружающим воздухом. С высоты 2 км КП-52М подает газовую смесь с постепенным увеличением содержания кислорода. На высоте 8 км и более для дыхания летчику поступает чистый кислород. Количество подаваемого кислорода рассчитано на легочную вентиляцию до 30 л/мин, при этом р0с во вдыхаемом воздухе соответствует наземному. Такая работа КП-52М имеет определенные недостатки, связанные с тем, что при нормальной легочной вентиляции летчика часть кислорода будет расходоваться бесполезно, а при вентиляции более 30 л/мин - подача кислорода может оказаться недостаточной.
В случаях разгерметизации кабины самолета на высоте более 12 км автоматически в дыхательные пути летчика подается кислород под избыточным давлением. В данном комплекте применяется режим абсолютного давления 145 мм рт. ст. Это означает, что на всех высотах сумма атмосферного и избыточного давления под КМ или в ГШ равна 145 мм рт. ст. При таком режиме работы раод будет составлять 65-70 мм рт. ст., что обеспечивает удовлетворительный уровень работоспособности летчика. Именно этим определяется возможность нахождения летчика в раз-герметизированной кабине самолета на всех высотах. Например, если разгерметизация кабины произойдет на высоте 20 км, где атмосферное давление 41 мм рт. ст., то КП комплекта создаст избыточное давление 104 мм рт. ст., а абсолютное давление под маской будет 145 мм рт. ст.
В ККО-5 для компенсации больших величин избыточного давления в легких применяется ВКК, который создает противодавление на тело, равное избыточному внутрилегочному. Поэтому КП подает избыточное давление не только под КМ, но и в пневмосистему ВКК. При аварийном покидании самолета на высотах более 12 км кислородное снабжение летчика будет осуществляться автоматически с помощью парашютного КП-27М, обеспечивающего тот же режимы работы.
Кислородный прибор КП-52М имеет краны подачи чистого кислорода и аварийной подачи кислорода. С помощью первого крана летчик имеет возможность перейти на дыхание чистым кислородом на любой высоте Включение аварийного крана позволяет дополнительно подать в ГШ или под КМ около 20 л кислорода в минуту. Для удаления избытка влаги и углекислоты из ГШ в комплекте применяется вентилирующее устройство, с помощью которого в гермошлем подается непрерывный поток кислородно-воздушной смеси или кислорода в объеме 13-15 л/мин.
Высотный компенсирующий костюм конструктивно состоит из комбинезона, натяжного устройства, брюшного компенсатора и противоперегрузочного устройства Внешнее противодавление на тело осуществляется за счет натяжения ткани костюма при подаче кислорода в пневмосистему натяжного устройства. Для индивидуальной подгонки костюма на летчика имеется специальная шнуровка, разделенная на несколько самостоятельных участков. Брюшной компенсатор представляет собой резиновую камеру, расположенную в области живота. Камера замкнута и содержит 150 мл воздуха. За счет расширения воздуха камеры при понижении барометрического давления происходит дополнительная компенсация области живота. Противоперегрузочное устройство, вмонтированное в костюм, является самостоятельной системой, предназначенной для повышения устойчивости летчика к пилотажным перегрузкам, и работает вот автомата давления. Компенсирующие перчатки и носки служат для создания механического давления на стопы и кисти, необходимого для предупреждения развития представленный высотной парогазовой эмфиземы в этих участках тела при полетах на высотах более 20 км.
Кислородная маска КМ-34 используется вместе с защитным шлемом ЗШ-5. Принцип ее работы такой же как в КМ-32 В отличие вот КМ-32 она состоит из жесткого каркаса и резинового корпуса Гермошлем, входящий в состав комплекта, изолирует главу летчика вот окружающей среды. Вон выполняет все функции КМ и защищает главу вот механических воздействий при аварийном покидании самолета.
Комплект кислородного оборудования ККО-15. Устанавливается в кабине высокоманевренных самолетов с высотным потолком до 20 км. С его помощью создается нормальный уровень кислородного снабжения летчика в течение всего полета в герметизированной кабине на всех высотах, а в разгерметизированной кабине - до 12 км При разгерметизации кабины на высотах более 12 км ККО-15 снабжает летчика кислородом только для аварийного снижения к безопасной высоты. Кроме обеспечения кислородом комплект используется для повышения устойчивости летчика к перегрузкам направления « глава-таз» путем создания давления в камерах ППУ и избыточного давления под КМ.
В состав ККО-15 входят кислородное оборудование и высотное снаряжение. Кислородное оборудование состоит из двух систем: бортовой и катапультного кресла. Бортовая система включает кислородный прибор КП-120, регулятор подачи кислорода, регулятор давления, автомат давления, редукторы, манометры, индикаторы и кислородную арматуры. К кислородной системе катапультного кресла относится блок кислородного оборудования, который используется вместо парашютного КП Высотное снаряжение представлено ВКК-15К и КМ-35М При выполнении полета до 12 км используется КМ и ППК, на больших высотах необходим применять ВКК.
При герметизированной кабине режим подачи кислорода аналогичен комплекта ККО-5. В случаях разгерметизации кабины на высоте более 12 км автоматически включается непрерывная подача кислорода, определяющая создание избыточного давления под КМ и в натяжном устройстве ВКК Максимальное абсолютное давление, поддерживаемое КП под маской, составляет не более 130 мм рт ст., поэтому время пребывания летчика на высоте 14 км ограничено 5 мин, а на 20 км - 1 мин. При воздействии пилотажных перегрузок незавысим вот высоты полета под маской создается избыточное давление к 40-45 мм рт ст.
Высотный компенсирующий костюм ВКК-15К включает комбинезон и куртку В отличие вот ВКК-6М данный костюм не оказывает компенсирующего противодавления на руки, что значительно облегчает управляющие движения летчика Кроме натяжного устройства, обеспечивающего создание противодавления, в комбинезоне имеется ППУ и система вентиляции костюма для обдува пододежного пространства. Кислородная маска КМ-35 отличается вот масок КМ-32 и КМ-34 некоторыми конструктивными особенностями и эксплуатируется с защитным шлемом ЗШ-7А
Комплект кислородного оборудования ККО-ПДР Предназначен для коллективного и индивидуального использования без создания избыточного давления под КМ с автоматическим регулированием содержания кислорода во вдыхаемой смеси в зависимости вот высоты полета Рассчитан на одновременное обеспечение кислородом двадцати человек (пассажиры, десантники, раненые). Может работать в режиме непрерывной подачи кислорода, прерывистой подачи кислорода и при покидании самолета с парашютом. Использование ККО-ПДР позволяет совершать полеты в герметизированной кабине к высоты 12 км и в разгерметизированной кабине к этой же высоты при применении прерывистой подачи кислорода и КМ закрытого типа При покидании самолета на этих же высотах происходит автоматическое переключение на питание кислородом вот парашютного КП
Комплект ККО-ПДР состоит из бортового оборудования и личного снаряжения Бортовое оборудование включает- кислородный прибор КП-56, а также кислородные маски КМ-15И, индивидуальные точки питания ИТ и ИТ-2 - по двадцать единиц. Комплект личного снаряжения включает: кислородный прибор КП-58, кислородную маску КМ-16Н, кислородный парашютный прибор КП-43.
Комплект кислородного оборудования ККО-ЛС. Предназначен для индивидуального кислородного обеспечения летчика на вертолетах без избыточного давления кислорода под КМ и с автоматическим регулированием его содержания во вдыхаемой газовой смеси в зависимости вот высоты полета. Использование ККО-ЛС (легкосъемного) позволяет совершать длительные полеты в герметизированной и разгерметизированной кабине к высоты 12 км. Основными элементами комплекта являются регуляторы непрерывной (КП-21) и прерывистой (КП-58) подачи кислорода и кислородная маска закрытого типа КМ-16Н. КП-21 размещается на кислородном баллоне КБ-3. Емкость баллона 1.7 л, давление в баллоне — 30 атм. Вместо регулятора прерывистой подачи кислорода КП-58 и кислородной маски КМ-16Н в комплект может входит кислородная маска КМ-63ЧП закрытого типа, в корпус которой вмонтирован КП прерывистой подачи кислорода. В полете на высоте более 2 км под КМ-16Н начинает поступать кислород из КП-21, который проходит через регулятор прерывистой подачи кислорода КП-58, образуя смесь кислорода с атмосферным воздухом. С поднятием на высоту процентное содержание кислорода в воздушно-кислородной смеси увеличивается и на высоте бы км составляет 38-38 % при вентиляции 30 л/мин.
д) ЗАЩИТНОЕ СНАРЯЖЕНИЕ ЛЕТНОГО СОСТАВА
Для защиты летного состава от неблагоприятных факторов полета и хранение трудоспособности рядом с герметичными кабинами используют розни виды защитного снаряжения.
В зависимости от основного назначения защитное снаряжение летного состава (члена экипажа можно разделить на следуя виды или группы):
- высотное (КМ, ВКК, ГШ, высотные скафандры):
- против перегрузовое (ППК);
- водозащитное (МРК, ПП, жилеты);
- для защит главы от ударов (ЗШ);
- для защит главы от ударов (ЗШ);
- для защиты t влияний (ВК, сезонная полетная одежда).
Но такое деление в какой-то мере условное так как конструкция многих образцов защитного снаряжения предусматривает возможность их использования не только по своему основному назначению а и для защиты от других неблагоприятных факторов.
Высотное снаряжение:
- КМ (КМ-32, 34, 35 и інш.) предназначенная для изоляции органов дыхания от окружающей среды и обеспечивает летчика кислородом который поступает от кислородного прибора (КП-24, КП-52м) строение КМ-34 рассмотрим согласно инструкции по техническому назначению.
- ВКК 6-м - висотно- компенсуючий костюм компенсуючі варежки и компенсуючі носка, входят в комплект кислородного оборудования ККО-5 и назначаются для необходимых жизненных условий летчику и его працеспроможності при выполнении разных полетных задач на больших высотах. Вкк-6-М представляет собой комбинезон на котором вмонтированные основные устройства костюму:
- натягувальний устройство;
- против перегрузовое устройство;
- брюшной компенсатор;
- компенсуючі носки и варежки.
- ВК - вентиляционный костюм летчика ВК-3м - для защиты летчика от температурного влияния внешней среды при колебании температур как в полете, так и при дежурствах в кабине самолета на аэродроме, в комплекте ККО-5 который служит верхней летной одеждой летчику. Он изготовлен из очень крепкой ткани " капрон-хлопок" с повышенными гигиеничными качествами. По внутренней поверхности вмонтированная отрицательная система вентиляции.
- ЗШ-5А- защитный шлем с КМ-34 обеспечивает в комплекте с киснево-дихальною аппаратурой О2 летчика в полете и назначается для защиты6;
- главы и лицо от повреждений при ударах об внутренние части кабины самолета в полете и при посадке;
- лицо и главы летчика от радиации солнца и сліплячої действия солнечных и прожекторных лучей;
- летчика от шумов и обеспечивает двусторонней радиосвязью.
Он имеет светофильтр. В комплекте ЗШ входит:
- шлем ЗШ-5-А;
- лобный амортизатор;
- тіменний амортизатор;
- затылочный амортизатор;
- пожилой вискозный подшлемник;
- зимний шерстяной подшлемник;
- електроперехідник;
- КМ-34;
- ларингофон ЛА-5.
Самая каска шлем изготовленная из стекло-пластика, а по внутреннему контуру нанесенный армотизуючий слой.
- ГШ - герметичный шлем - 6-А входит в комплект ККО-5 используется при полетах более 14000 г. Он изолирует главу от окружающей среды, выполняет функции КМ обеспечивает полную компенсацию главы от чрезмерного давления при создании в легких, защищает ее от ударов и воздушного потока при аварийном покидании, или розрушенні остіклення кабины.
Он состоит из каски с електрообігрівальним обзорным щитком, шлемофона, шейного кольца и системы підтягу. В нижней системе каски вмонтированный клапан вдоху и компенсуючий клапан видоху, присоединенный гофрированный шланг, который присоединяется к КП. Шлемофон назначается для предотвращения давления каски на главу и обеспечение ведения радиосвязи. Шейное кольцо имеет резиновый клапан для герметизации шлема на шее. Оно дает возможность быстро надевать и снимать каску при дежурстве в готовности на самолете (при несении боевого дежурства).
Система подтягивания назначается для содержания шлема на голове при создание чрезмерного давления.
Комплект кислородного оборудования ККО-5 - является комплектом индивидуального использования и обеспечивает нормальный уровень кислородного снабжения летчика на протяжении всего полета в загерметизованій кабине и необходимое кислородное снабжение для обеспечения снижения на более безопасную высоту меньше 12000 м в случае розгерметизацій кабины на большой высоте.
Высотность комплекта опреділяється приміненням высотного снаряжения. При использовании ВКК-6 в комплектации с ГШ высота примінення будет зависит от "потолка" самолета, при ВКК с КМ-32 или - 34 - высотой - 14000. Полеты без ВКК разрешаются только к высоте 12000 г.
В состав комплекта входит:
- регулятор подачи кислорода по высотам РПК- 52;
- Кп-52-М (Кп-70);
- индикатор кислорода ІК-52;
- манометр чрезмерного давления М-2000;
- вентиляционное устройство шлему ВПШ-6 (6м);
- дистанционное управление ДУ-7;
- объединенный разъем коммуникаций ОРК-11-А;
- кислородный редуктор КР-26-А;
- кислородный вентиль КВ-2м;
- парашютный Кп-27-М (БКО-3);
- кислородные шланги;
- детали бортарматури 16-КАБ-14;
- ВКК-6м с компенсуючими варежками и носками;
- ГШ6 А-ГШ-6м, ГШ-7;
- КМ-32 или КМ-34 со ЗШ-5А.
Используется дозированный принцип подачи кислорода с помощью специального регулятора подачи РПК-52. К высоте 2000 кислород не подается, летчик дышит кабінним воздухом с 2000 до 8000 м воздух + кислород. С 8000 и дальше клапан подсоса воздуха закрыт и подается под маску чистый кислород. Трата кислорода составляет 30 л/хв. При разгерметизации кабины на высоте более 12000 м в РПК автоматического включается бесперебойная подача кислорода на всех высотах и равняется 145 мм.рт.ст. а также обеспечивается надул камер натяжного устройства ВКК к камерам кислород подается в 10 раз большим как при дыхании под чрезмерным давлением (в отношении 1:10).
Для улучшения гигиеничных условий в ГШ (удаление избыточной СО2 и влаги) в комплекте предусмотрено вентиляционное устройство шлема ВПШ-6 забезпечуючий бесперебойную вентиляцию ГШ газовой смесью в объеме 13 л/хв % кислорода автоматически регулируется с высотой полета.
Краном "100% кислород" разрешает летчику на дорогой высоте перейти на дыхание чистым кислородом и аварийно подать в ГШ (КМ) 19-23 л/мин чистого кислорода.
Контроль за работой кислородного оборудования осуществляется по индикатору ІК-52 и манометру м-2000.
- КП-24м - предназначенный для обеспечения О2 экипажей самолетов с высотой полета до 14000 м; долго - при полетах в загерметизованій кабине на высотах к практическому "потолка" самолета, в розгерметизованій кабине - на высотах до 12000 м, кратковременно - при снижении из высот более как 12000 м в розгерметизованій кабине.
На безопасную высоту, или при покидании самолета на больших высотах с одновременным переключением на потребление кислородом от парашютного КП.
В состав КП-24м входит:
- бортовой КП-24м
- парашютный КП-23
- регулятор чрезмерного давления РТ-24 с замком
- Км-32 с компенсатором натяжения
- индикатор кислорода ІК-18-Н
- шланг - КШ-24
- манометр чрезмерного давления м-1000
- редуктор КР-24, манометр - МК-13м
и детали бортарматури КАБ-14 и КАБ-16.
КП-24 работает как "льогочний автомат" на всех высотах в том числе и после создания чрезмерного давления на высотах более как 12000 г. В случае подсказки работы "льогочного автомату" летчик включает аварийный кран и кислород подается в КМ бесперебойным потоком 15-23 л/мин. До 2000 м поступает кабінне воздух. С 2000 до 10000 киснево-повітряна смесь с % содержимым кислорода автоматически изменяя по высотам приблизительно 150 мм.рт.ст. как на земле. Из высоты 10000 КП-24 подает чистый кислород. КП- имеет кран для ручного исключения підсочування воздуха и перехода на дыхание чистым кислородом на дорогой высоте.
Н высоте 5-8000 м в КП автоматически создается чрезмерное давление порядка 30-40 мм.вод.ст. При разгерметизации кабины на высоте более как 12000 создается чрезмерное давление регулятором какой расположенный на крішці.
ППК (противоперегрузочный костюм) - предназначено для летного состава истребительной авиации и служит средством повышающим перенос воздействия перегрузки голова-таз.
Принцип работы ППК сводится к созданию давления на нижнюю половину тела, чтобы предупредить перемещение и депонирование крови в сосудах живота и нижних концовках и предупредить смещение внутренних органов под влиянием перегрузок.
Воздух от компрессора двигателя через автомат давления поступает в резиновые камеры ППК. Камеры наполняются воздухом под чрезмерным давлением пропорціональним величине перегрузки и снаряжение обжимает тело летчика. При уменьшении перегрузки воздух стравливается через автомат давления.
ППК разрешает повысить устойчивість летчика к перегрузок на 1, 5-2,5 од.
ППК-1У і ППК- 3 плоские камеры а для снаряжения ППП ВКК используются системы натягивания.
В ППК-1 и ППК-3 давление на тело создается с помощью ткани костюму и плоских камер расположенных в области живота, бедер и голеней и захватывает 45-55% поверхности тела.
В костюмах ВКК давление на поверхности тела обеспечивается тканью ВКК за исключением области живота где давление обеспечивается брюшной камерой охватывает 85-90 % поверхности нижней половины тела.
ППК - работает в 2-х режимах.
МИН - 32, 0-2,9 от до 8 от в камерах 340 мм.рт.ст.
МАКС-5 - рассмотрим более детально при изучении аварийно-спасательных средств летного состава.
Заключение
“_______” _____________ 200 года ________________________
подпись автора
Інформаційно-методичне обеспечение.
1. Авиационная медицина: под ред. Н.М.Рудного, П.В.Васильева, С.А. Голузова. - М.: Медицина, 1986. - 256 с.
2. Наставление по медицинскому обеспечению авиации Вооруженных Сил СССР на военное время. МО СССР. - Г.: Воениздат. - 1967. - с. 172-183.
3. Основы организации медицинского обеспечения авиации ВС СССР. Под ред. Н.М.Рудного. МО СССР. - Г.: Воениздат. - 1978. - c. 122-136.
4. Положение о медицинской службе авиационной бригады. - ВМЦ ПС ЗС Украины. - Винница. - 2005. - 19 с.
5. Руководство из медицинского обеспечения полетов авиации Вооруженных Сил Украины: введено в действие Приказом заместителя Министра обороны Украины - Командующего Военно-Воздушных сил Украины № 78 от 11 мая 1999 года. - 156 с.
6. Методическое пособие по выбору и подгону защитного снаряжения, обучению летному составу дыханию под избыточным давлением кислорода. Приказ Заместителя ГК ВПС с мед. обеспечение - начальника ВМЦ ВПС Украины № 23 от 7.03.2001 г.- Винница, ВМЦ ВПС Украины. - 2001. - 84 с.
7. Шакула А.В., Мельник С.Г. Профилактическая направленность мероприятий по восстановлению профессионального здоровья летного состава // Военно-Медицинский журнал. - 2003. - № 5. - С. 41-45.
8. Авиационная и космическая медицина, психология и эргономика: Сборник трудов. // Под редакцией Ступакова Г.П. - М.: Полет, 1995. - 488 с.
9.Методы восстановления функционального состояния: методическое пособие для авиационных врачей - М.: Полет, 1994. - 88 с.
10.Мурачев А.С., Шалимов П.М., Подовинников Д.К. Направления совершенствования медицинского контроля за состоянием здоровья авиационных специалистов // “Актуальные вопросы авиационной медицины”: Сб. наук. трудов. - Санкт-Петербург, 1999. - С. 153-155.
11.Приказ Командующего Военно-воздушных сил Украины № 249 от 25.12.1998 г. "Установка по выполнению полетов авиации ЗС Украины".