Михаил Дворников - Физиология и гигиена летчика в экстремальных условиях

До и после эксперимента определялась оральная температура (Т ор), артериальное давление, вес испытателя в плавках и в снаряжении.

Измерение физиологических показателей проводилось с использованием переносной полевой термостанции ППТ-1 (Т у, Т т, Т лба), двухканальной термостанции СИТКОЛ-3 (температура кожи, Т р), электротермометра ТЭТ-2 (Т ш), Hydrotest 6200 (Т ор), «Физиолог-М» (кардиореспираторные показатели), медицинских весов, сфигмоманометра (рис. 3.6).

Рис. 3.6 – Операционный пульт управления исследователя

Субъективное состояние испытуемых оценивалось по методике САН-15 (Доскин, 1975), анкете реактивно-ситуационной тревожности – 20 (Ханин Ю. Л., 1976). Проводилась субъективная оценка отягощающих факторов среды обитания по 5-балльной шкале и теплоощущений участков тела по 15-балльной шкале (Разработка средств и методов подготовки летного состава для выполнения длительных полетов на самолетах-истребителях при базировании в южных регионах страны, 1992).

В ходе эксперимента за испытателем осуществлялся непрерывный врачебный контроль визуально, с помощью радиообмена и по физиологическим показателям. На любой стадии была предусмотрена возможность прекращения эксперимента и экстренной эвакуации испытателя.

Одновременно с измерением физиологических показателей регистрировались теплофизические параметры:

• температура воздуха в кабине стенда в трех точках: на уровне головы, груди и ног (Hydrotest-6200);

• температура поверхности стен кабины в пяти точках (электротермометр ТЭТ-2);

• радиационная температура (шар Вернона);

• температура воздуха, подаваемого на вентиляцию снаряжения и подшлемного пространства (Therm 2253–2);

• расход воздуха, подаваемого на вентиляцию снаряжения и подшлемного пространства (ротаметры РС-7, РС-6Г);

• давление воздуха в вентиляционных магистралях (манометр МТ);

• температура воздуха, поступающего на дыхание в подмасочное пространство (Hydrotest-6200);

• относительная влажность в кабине (Therm 2246–2).

Расчетные показатели определялись по нижеприведенным соотношениям. Теплосодержание организма Q:

Q = 3,47 · СТТ · P (кДж) и Q = 3,47 · СТТ (кДж/кг),

где P – вес испытателя, кг; СТТ – средняя температура тела, °С.

Средняя температура тела рассчитывалась по Бартону в условиях теплового комфорта (СТТ):

СТТ = 0,7 · Т р+ 0,3 · Т к°С,

СТТ = 0,9 · Т р+ 0,1 · Т к°С (по Столвину, Харди в условиях перегрева),

где Т к– средневзвешенная температура кожи, °С.

Средневзвешенная температура кожи (Т к):

Т к= 0,222 · Т спины+ 0,257 · Т груди+ 0,179 · Т плеча+ 0,153 · Т бедра+ 0,189 · Т голени°С.

Площадь поверхности тела (S):

S = Р0,425 · Н0,725 · 0,007184 (м 2),

где Н – рост испытателя, см.

Общие влагопотери (Р):

Р = (Р о– Р к) / t / S,

где Р о– вес испытателя в плавках до эксперимента, кГ; уж – вес испытателя в плавках после эксперимента, кГ; t – время эксперимента, ч.

Влагопотери испарением (Р и):

Р и= (Р ос– Р кс) / t / S,

где Р ос– вес испытателя в снаряжении до эксперимента, кГ; Р кс– вес испытателя в снаряжении после эксперимента, кГ. Эффективность испарения (h):

h = Р и/ Р ос· 100%.

Уровень акустического шума в кабине и подшлемном пространстве при использовании вентилирующего подшлемника измерялся с помощью статистического анализатора шума – тип 4426, интегрирующего шумомера – тип 2230.

На стенде-тренажере за период 1984–2009 гг. выполнены многочисленные исследования, результаты которых представлены в данной монографии, опубликованы в статьях и сборниках (Разинкин С. М. и др., 1987–2017).

Собственные исследования выполнены с участием 8 здоровых мужчин-добровольцев в возрасте 23–40 лет при температурах 24, 45 и 60°С и относительной влажности воздуха 10%. Испытатели были одеты в летнее полетное обмундирование. Операторская деятельность оценивалась по результатам выполнения задачи выбора из 3 альтернатив совмещенной деятельности. Последняя заключалась в выполнении двухмерного компенсаторного слежения с одновременным решением задачи выбора из 2 альтернатив. Выполнялась простая сенсомоторная реакция на свет.

В процессе теплового воздействия регистрировались показатели функционального состояния человека-оператора (частота дыхания, минутный объем, частота сердечных сокращений) показатели теплового состояния (температура кожи, ректальная температура, влагопотери). Качество операторской деятельности определялось по интегралу ошибки рассогласования между задаваемыми сигналами, получаемыми от упреждающих движений ручкой управления оператора. Оценивалось субъективное со стояние испытуемых по методике САН (самочувствие, активность, настроение), реактивно-ситуационной тревожности, теплоощущения в различных областях тела. Для удобства многократного заполнения анкет САН, тревожности и теплоощущений в ходе работы был создан специальный планшет (рис. 3.7)

Рис. 3.7. – Внешний вид планшета для заполнения анкет САН, тревожности и теплоощущений

Результаты проведенных исследований свидетельствовали о существенном неблагоприятном влиянии изученных микроклиматических условий практически с первых минут воздействия на психофизиологическое состояние человека-оператора. При этом отмечалось опережающее, по отношению к большинству объективных показателей теплового состояния и данных оценки субъективного состояния, изменение качества выполнения тестовых задач, косвенно отражающих уровень работоспособности человека-оператора. Так, ухудшение показателей качества выполнения реакции выбора из 2 альтернатив и управление в режиме двухмерного компенсаторного слежения, выполняемого в сочетании с дополнительной задачей, зарегистрировано с первых минут воздействия (рис. 3.8).

Рис. 3.8 – Динамика изменения качества пилотирования тренажера при температурах 45°С и 60°С: 1 – точность отслеживания цели; 2 – скорость реагирования на допущенную ошибку; 3 – коэффициент надежности

Среди объективных показателей теплового состояния по отношению к исходным значениям и данным исследований проведенных при температуре 24°С, достоверное увеличение с первых минут пребывания в неблагоприятных микроклиматических условиях отмечено только по результатам определения средневзвешенной температуры кожи (рис. 3.7). Несколько позже, начиная с 10 мин при 60°С и с 20 мин при 45°С, достоверно увеличивалась средняя температура тела, а с 40 и 60 мин соответственно – ректальная температура. Следует подчеркнуть, что частота сердечных сокращений в покое достоверно увеличивалась с 15–16 минуты, тогда как при выполнении слежения достоверные отличия отмечаются уже с первых минут работы при обеих температурах. Первые признаки дискомфорта и ухудшения самочувствия (чувство давления на голову, повышенная потливость, слабость, головная боль, пульсация в висках и т. п.) отмечались испытателями на 20–25 мин и 40–60 мин, соответственно при 60°С и 45°С. В пределах указанных временных интервалов отмечалось значимое ухудшение показателей теста САН и средневзвешенных показателей тепловых ощущений (рис. 3.9).