ПОЛЁТЫ авиационные и космические

ПОЛЁТЫ авиационные и космические — передвижение в атмосфере Земли или в космическом пространстве на летательных аппаратах различной конструкции и назначения (самолет, вертолет, дирижабль, воздушный шар, воздушнокосмический самолет, космический корабль, орбитальная космическая станция). Поведение летательного аппарата в полете определяется его аэродинамическими качествами и физическими свойствами окружающей среды.

По физическим свойствам атмосфера Земли неоднородна. Ее плотность, газовый состав, давление, температура, влажность, направленность воздушного потока, спектральный состав светового потока, радиационная составляющая и другие параметры на различных высотах не одинаковы. Самый верхний слой воздушной оболочки Земли, называемый экзосферой, или сферой рассеивания, постепенно переходит в космическое пространство. По мере удаления от Земли плотность атмосферы уменьшается, падает атмосферное давление. Космическое пространство (околоземное космическое пространство, межпланетное пространство, межзвездное пространство) характеризуется прежде всего практическим отсутствием атмосферы. Свойства атмосферы Земли и космического пространства имеют весьма важное значение как для динамики полета, так и для человека, совершающего полет в летательном аппарате. Особенности окружающей среды (атмосферы, космического пространства) определяют конструкцию летательного аппарата, потолок и скорость полета, его устойчивость, маневренность, оптимальные режимы работы двигателя и оказывают влияние на процессы пилотирования. Величины общего атмосферного давления и парциального давления кислорода, а в космическом пространстве практическое отсутствие атмосферы, условия невесомости, различные виды ионизирующей и неионизирующей радиации и другие факторы обусловливают необходимость создания соответствующей защиты и систем жизнеобеспечения человека на летательном аппарате.

Рабочее место летчика, его кресло, расположение и динамические характеристики органов управления, а также система индикации параметров полета и работы всех систем самолета, компоновка и оформление приборной доски должны соответствовать антропометрическим, мор-фофизиол. и психофизиол, возможностям человека.

Различают несколько видов П., каждый из к-рых имеет свои особенности (по назначению, условиям пилотирования, времени суток, высоте, продолжительности, погодным условиями т. п.): полеты на больших и малых высотах; по естественным наземным ориентирам и по приборам; дневные и ночные; в сложных и простых метеорол, условиях; кратковременные и длительные (дальние, с дозаправкой в воздухе); в различных климатогеографических зонах; на неманевренных (тяжелых) и маневренных самолетах. Каждый из этих видов П. предъявляет к летчику свои специфические требования и сопровождается своими специфическими последствиями. Напр., П. сельскохозяйственной авиации (внесение удобрений, распыление ядохимикатов и др.) требуют особых мер профилактики и мед. контроля возможного токсического действия этих веществ на летные экипажи.

Повышается роль П. медицинской (санитарной) авиации как эффективного средства спасения терпящих бедствие, срочного оказания медпомощи на месте, эвакуации раненых и больных, быстрой доставки их в леч. учреждения.

Несмотря на значительную условность деления П. на отдельные виды, оно вполне оправдано, поскольку позволяет полнее понять сущность влияния различных факторов полета на организм человека и обосновать необходимость соответствующих мер по защите от их неблагоприятного воздействия.

Факторы, оказывающие влияние на человека в П., принято делить на три группы. К первой группе относятся факторы, обусловленные окружающей средой (атмосферой), в к-рой совершается П. (пониженное барометрическое давление, пониженное парциальное давление кислорода или практически полное его отсутствие, низкая температура, повышенный уровень лучистой энергии). Ко второй группе относят факторы, связанные с динамикой самого полета (различные виды перегрузок или невесомость, вибрация, шумы). Третья группа объединяет факторы, обусловленные особенностями рабочего места (вынужденная поза, ограничение подвижности, работа с оборудованием и аппаратурой, установленными в кабине) и длительным пребыванием в герметической кабине (искусственная газовая среда, социальная изоляция и др.). Факторы и условия П., с к-рыми летчик или космонавт имеют дело, нередко несовместимы (или находятся на грани совместимости) с сохранением ими работоспособности. Поэтому специфические особенности профессиональной деятельности летчика (экипажа) требуют применения специального защитного снаряжения, к-рое при большинстве видов П. является обязательным.

Неблагоприятное действие указанных выше факторов П. в гражданской авиации сведено к минимуму. Это связано с тем, что характер полета пассажирских самолетов значительно отличается от П., выполняемых на самолетах специальных типов (военных, спортивных и др.).

Современные П.— это прежде всего скоростные полеты, в частности на около- или сверхзвуковых скоростях. Они весьма различны по сложности и характеру полетных заданий. Как известно, сам полет с неизменной скоростью не оказывает влияния на физиол, функции человека. Но при орбитальных полетах возникает новый качественнй эффект — динамическая невесомость (см.), к-рая вызывает в организме целый ряд функциональных сдвигов. Кроме того, пилотирование самолета, летящего с большой скоростью, является сильным эмоционально действующим на летчика фактором, т. к. предъявляет повышенные требования к аналитической и синтетической стороне психической деятельности летчика, быстроте и точности его решений и действий.

При П. на высокоманевренных и скоростных самолетах на экипаж воздействуют различные по величине и направленности силы, обусловливающие перегрузки, или ускорения (см.). Ускорения (перегрузки) могут вызывать самые разнообразные физиол, и патол, реакции. В механизме этих реакций определенную роль играет нарушение кровообращения в различных частях тела и смещение внутренних органов. При этом человек испытывает чувство тяжести, затруднение дыхания, движений головой и конечностями, нарушаются координированные управляющие движения, возникает ощущение пелены перед глазами, сужаются, а затем и выключаются поля зрения и т. д.

Для повышения устойчивости организма к воздействию ускорений применяют специальные противопе-регрузочные костюмы. Устойчивость организма летчика или космонавта к действию ускорений может быть повышена путем правильной ориентировки тела по отношению к направлению действия ускорений за счет изменения положения кресла и угла наклона его спинки.

Рис. 1. Зоны переносимости человеком вибрации различной интенсивности: вертикальная штриховка — зона сильноощутимых вибраций, левосторонняя штриховка — зона неприятных ощущений, правосторонняя штриховка — зона труднопереносимых вибраций, по оси абсцисс — частота вибраций (в гц), по оси ординат — амплитуда (в мм).

В П. у отдельных лиц могут проявляться симптомы укачивания (см.), являющегося одним из видов болезни движения. Они обычно возникают при действии на самолет восходящих и нисходящих потоков воздуха (полет в условиях «болтанки») или при сложных маневрах самолета, когда быстро сменяются прямолинейные и криволинейные перемещения или когда возникают так наз. ускорения Кориолиса (см. Кориолиса ускорение). В патогенезе укачивания ведущая роль принадлежит вестибулярному анализатору (см.). Общая вибрация, действующая на человека в самолете, вызывает раздражение многочисленных рецепторных зон и изменяет функциональное состояние организма. Наиболее неприятными для человека являются вибрации резонансных частот, при к-рых частота собственных колебаний тела или отдельных органов совпадает с частотой вынужденных колебаний. Степень переносимости вибрации зависит от амплитуды и частоты колебаний (рис. 1). Продолжительное воздействие на летный, и особенно инженерно-технический, состав интенсивного шума авиационных двигателей может приводить к изменению слуховой функции, а иногда и к тугоухости.

Для П. на большой высоте (высотными называют П. на высоте более 4000 м, когда возникает необходимость в дополнительном кислородном обеспечении) характерно своеобразное восприятие пространства, отсутствие привычных ориентиров, интенсивный световой поток и контрастность освещенных и неосвещенных поверхностей (результат ослабления рассеяния света). В условиях высотного полета летчик испытывает известную трудность в оценке расстояний вследствие так наз. физиологической миопии (близорукости) пустого пространства. Для предупреждения возникновения в организме при подъеме на высоту функциональных расстройств в результате кислородного голодания высотные полеты выполняются на летательных аппаратах с герметическими кабинами (см. Кабины летательных аппаратов) или в специальном высотном снаряжении (см.), а космические полеты выполняются на кораблях, имеющих специальные системы жизнеобеспечения (см.).

Одним из наиболее сложных являются П. на малых и предельно малых высотах. В таких полетах затруднена ориентировка в пространстве. Вследствие быстрого углового перемещения обозреваемой панорамы летчик имеет ограниченное время для управляющих действий.

При П. в сложных метеорол, условиях, ночью, над морем, а также на больших высотах представление о пространственном положении самолета формируется у летчика не на основе привычных зрительных образов, а на основе показаний приборов (см. Ориентировка пространственная). При этом складываются иные функциональные соотношения физиол, систем пространственной ориентировки человека, что может способствовать возникновению ложного представления о положении самолета — иллюзий пространственного положения (см. Восприятие, в полете). Опыт показывает, что специальная тренировка, пилотирование по приборам и полное доверие показаниям приборов вопреки временно возникающим ложным ощущениям позволяют предупредить появление стойких иллюзий.

В длительных П. на летный состав воздействуют такие факторы, как постоянное вынужденное положение членов экипажа на своих рабочих местах, однообразие обстановки и стереотипа деятельности, монотонность шума (см.) и вибраций (см.). Все это определяет значительную физическую и психол, нагрузку, испытываемую летчиком в таких П. Длительные П. часто связаны с нарушением привычного режима сна и бодрствования, отдыха и питания, а также суточных циклов активности и работоспособности. Наибольшее влияние оказывают на организм П. с пересечением поясов времени, так наз. трансконтинентальные в широтном направлении, особенно полеты с запада на восток (см. Биологические ритмы). В этих случаях имеет место вынужденная перестройка физиол, циклов организма соответственно местному времени.

Рис. 2. Парциальное давление кислорода и типы индивидуального высотного снаряжения летчика, применяемые для защиты от недостатка кислорода в зависимости от высоты полета. Слева сплошной линией показано изменение парциального давления кислорода в зависимости от высоты: 1 — парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе; 2 — парциальное давление кислорода при дыхании кислородно-воздушной смесью; 3 — парциальное давление кислорода при дыхании чистым кислородом под избыточным давлением. Справа — типы индивидуального высотного снаряжения летчика, применяемые в сочетании с кислородно-дыхательной аппаратурой: 4 — полетный костюм (до высоты 4 км), дополнительное дыхание кислородом не применяется; 5 — полетный костюм и кислородная маска для дыхания кислородно-воздушной смесью (высота от 4 до 12 км); 6 — высотно-компенсирующий костюм в комплекте с кислородной маской для дыхания чистым кислородом под избыточным давлением (высота от 12 до 15—18 км); 7 — высотно-компенсирующий костюм в комплекте с гермошлемом (высота до 20 км) ; 8 — то же, но дополнительно применяются компенсирующие носки и перчатки (высота свыше 20 км); 9 — высотный скафандр (высота применения не ограничена). По оси абсцисс—парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе (в мм рт. ст.) с учетом насыщения водяным паром; по оси ординат (справа) — барометрическое давление (в мм рт. ст.) и (слева) соответствующая этому давлению высота (в км).
Рис. 3. Резервное время летчика (от начала разгерметизации кабины до полной потери работоспособности) в зависимости от высоты полета и типа дыхания: I — при дыхании воздухом, II — при дыхании кислородом без избыточного давления, III — при дыхании кислородом при избыточном его давлении. По оси ординат — высота (в км), по оси абсцисс — продолжительность резервного времени (в сек.).
Рис 4. Зависимость работоспособности человека от высоты полета (парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе): по оси ординат — высота (в км), по оси абсцисс — парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе (в мм рт. ст.).
Рис. 5. Рентгенограмма кисти руки при высотной подкожной эмфиземе (боковая проекция): 1 — отслоенная кожа, 2 — парогазовый пузырь, образующийся в условиях высокого разрежения атмосферы.

Для обеспечения жизнедеятельности человека, защиты его от неблагоприятного действия факторов и условий П., сохранения работоспособности используются различные технические средства. При П., когда парциальное давление кислорода в окружающем воздухе недостаточно для дыхания, используют кислородно-дыхательную аппаратуру (см.). Индивидуальным высотным снаряжением летчика является высотный компенсирующий костюм с гермошлемом, а у космонавта — скафандр (см.). В скафандре поддерживаются необходимые для жизнедеятельности человека условия (давление, температура, влажность и состав газовой смеси). Он позволяет выполнять длительный полет практически на всех высотах при разгерметизации кабины. Высотный компенсирующий костюм применяют в комплекте с кислородно-дыхательной аппаратурой. Использование в зависимости от высоты полета соответствующего высотного снаряжения и должное обеспечение летчика кислородом (рис. 2) дают ему возможность сохранять нормальную работоспособность в разгерметизированной кабине до 20—30 мин. В кабинах советских космических кораблей используется земная атмосфера с автономной регенерацией ее состава, а в космических кораблях США моно-газовая искусственная атмосфера, состоящая из одного кислорода; при этом барометрическое давление поддерживается в пределах 200—300 мм рт. ст. В случае разгерметизации кабины или вследствие неисправности специального высотного снаряжения и кислородно-дыхательной аппаратуры при П. на высотах более 4000 м вследствие кислородного голодания возникает высотная болезнь (см.). Отрицательные последствия кислородной недостаточности разнообразны: от нарушений работоспособности различной степени до потери сознания. Период времени до развития коллапса или обморока принято считать резервным временем летчика. На высотах св. 12 км оно составляет всего несколько секунд (рис. 3, 4). При значительном уменьшении барометрического давления может произойти закипание жидких сред организма (на высоте 19,5 км точка кипения воды равна температуре тела) с образованием парогазовых пузырей и отслоением кожных покровов — высотная подкожная эмфизема (рис. 5).

Раненые и больные, перевозимые на летательных аппаратах, особенно подвержены воздействию различных неблагоприятных факторов полета. Поэтому показания к доставке (перевозке) воздушным транспортом определяются с учетом характера и тяжести заболевания (ранения), типа транспорта и особенностей предстоящего полета. При эвакуации раненых и больных воздушньш транспортом проводится их отбор и подготовка к полету, выделяется сопровождающий медперсонал, намечается перечень леч.-проф, мероприятий, которые необходимо выполнить в полете.

Рис. 6. Комплект носимого аварийного запаса (НАЗ), включающий аптечку, запас воды, пищевые продукты, набор рыболовных снастей, портативную радиостанцию и другие предметы.

При выполнении П. могут возникнуть аварийные ситуации, угрожающие жизни экипажа. В зависимости от особенностей аварийной ситуации летчик может совершить вынужденную посадку самолета либо покинуть его и приземлиться с помощью парашюта. Современные средства аварийного покидания самолета представляют собой достаточно сложные технические конструкции. При скоростях, превышающих 400 км/час, когда из-за огромного давления встречного воздушного потока летчику невозможно самому покинуть кабину самолета, применяется катапультирование (см.). Для обнаружения места нахождения приземлившихся экипажей последние снабжаются средствами сигнализации и связи, входящими в комплект носимого аварийного запаса (рис. 6). Помимо средств связи и сигнализации, в него входят также пищевые продукты, вода, аптечка, предметы первой необходимости, средства защиты от насекомых и др.

Сан.-гиг. обеспечение авиационных П. включает контроль за рабочим местом экипажа, состоянием кислородно-дыхательной аппаратуры, специальным снаряжением, средствами спасения. Для сохранения работоспособности экипажа в длительных П. важное значение имеет рациональная организация труда, отдыха и питания на борту летательного аппарата.

Труд летчика представляет собой напряженную умственную работу, постоянно сопровождается большим нервно-психическим напряжением и воздействием на организм различных неблагоприятных факторов полета.

В целях сохранения здоровья и обеспечения достаточной продолжительности профессиональной деятельности летного состава осуществляется постоянный мед. контроль. Этот контроль включает обязательное ежегодное освидетельствование врачебно-летной комиссией, динамическое наблюдение за состоянием здоровья в процессе выполнения летной работы, предполетный мед. контроль и допуск к полетам, межполетный и послеполетный медосмотры. По результатам мед. контроля разрабатываются необходимые леч.-проф, мероприятия. Особое место в поддержании высокой профессиональной работоспособности летного состава занимает специальная психофизиол, подготовка экипажей к выполнению различных видов П., контроль за условиями летной работы, планирование летной нагрузки и т. п. Все эти мероприятия составляют основу мед. обеспечения П., к-рое организуется и осуществляется авиационными врачами, прошедшими соответствующую подготовку. Во время полетов на аэродроме развертывается мед. пост и находится дежурный медперсонал. Мед. пост оснащается мед. и санитарно-транспортным оборудованием и предназначается для оказания, в случае необходимости, медпомощи экипажам самолетов и пассажирам.

Несмотря на всевозможные меры (организационные, технические, медицинские и др.), предпринимаемые для обеспечения безопасности П., эта проблема пока еще полностью не решена. В процессе выполнения П. имеют место предпосылки к летным происшествиям и сами летные происшествия. Поэтому регулярно производят мед. анализ летных происшествий и предпосылок к ним с целью установления, в каких условиях или обстановке они произошли, каковы были состояние летчика и его работоспособность, а также для выявления связи между происшествием и отклонениями в состоянии здоровья, ошибками летчика, недостатками в организации и обеспечении П. Очень важно также установить, нет ли у летчика скрыто протекающего заболевания, не было ли неисправностей в кислородно-дыхательной аппаратуре или спецснаря-жении, не возникли ли неблагоприятные гиг. условия в кабине самолета и др. Это делается для того, чтобы выяснить, не явились ли перечисленные выше факторы причиной или обстоятельством, способствовавшими снижению возможностей экипажа к выполнению полетного задания и возникновению летного происшествия. Мед. анализ и обобщение материалов, характеризующих предпосылки или сами летные происшествия, дают возможность выявить их причины и разрабатывать рекомендации по их устранению и предупреждению в будущем. При анализе летных происшествий авиационные врачи работают в тесном контакте с методистами летного обучения, командирами, представителями других служб.

В длительных космических полетах на орбитальных станциях для оценки состояния сердечно-сосудистой системы в условиях невесомости в качестве функциональной пробы используют методику создания отрицательного давления вокруг нижней половины тела (ОДНТ). Эта методика используется также на заключительных этапах длительных космических полетов как средство подготовки сердечно-сосудистой системы к повышенной активности во время посадки и в процессе послеполетной реадаптации космонавта.



Библиография: Авиационная медицина, под ред. А. Н. Бабийчука, М., 1979; Анд-рияко Л. Я., Волошин В. Г. и Дегтярев В. А. Гемодинамика здоровых людей при различных режимах отрицательного давления вокруг нижней половины тела, Косм, биол., т. 11, № 1, с. 50, 1977; Генин А. М. и др. Альвеолярная вентиляция и легочный кровоток при действии отрицательного давления на нижнюю часть тела, там же, т. 3, № 6, с. 66, 1969; Исаков П. К. и д р. Теория и практика авиационной медицины, М., 1975; Космические полеты на кораблях «Союз», Биомедицинские исследования, под ред. О. Д. Газенко и др., М., 1976; Космонавтика, под ред. В. П. Глушко, М., 1970; Лав ник о в А. А. Основы авиационной и космической медицины, М., 1975; Основы космической биологии и медицины, под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина, т. 1—3, М., 1975; Практическая аэродинамика маневренных самолетов, под ред. H. М. Лысенко, М., 1977; Предотвращение летных происшествий (медицинские аспекты), пер. с англ., под, ред. А. А. Гюрджиана, М., 1977; Рудный H. М. Особенности подготовки авиационных врачей на современном этапе, Воен.-мед. журн., № 3, с. 14, 1979.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: