Изоляция летного состава и пассажиров от вибраций и шума уже сейчас является серьезной проблемой. Эта проблема остается актуальной и по отношению к летательным аппаратам ближайшего будущего, мощность двигателей и скорость полета которых будет непрерывно увеличиваться. Под влиянием вибраций в организме человека могут возникнуть патологические изменения, которые вызываются не только местным действием вибраций на ткань, но и общим влиянием их на нервную систему. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечается учащение или замедление пульса и в большинстве случаев понижение артериального кровяного давления. Наряду с объективными изменениями в организме от действия вибраций многие авторы указывают на возможность появления у человека общего утомления, раздражительности, головной боли, шума в голове и т. д.
В условиях полета шум в значительной степени маскирует действие вибраций, в связи с чем большинство летного состава жалуется в основном на утомляющее действие шума. В действительности же происходит суммирование шумовых и вибрационных раздражений. Опытным путем установлено, что человеческий организм воспринимает вибрации различно в зависимости от частоты, амплитуды и направления их действия. Не следует делать вывод, что чем больше амплитуда колебаний, тем опаснее должны быть вызываемые ими последствия. В действительности же наблюдаются случаи, когда колебания, происходящие со значительными амплитудами при меньшей частоте, менее опасны, чем колебания с малыми амплитудами, но имеющие более высокую частоту. При совпадении частот вибрирующей конструкции и собственных частот тела человека и его отдельных частей последние начинают резонировать, т, е. амплитуда их колебаний увеличивается.
Реакция организма больше всего проявляется при частоте колебаний, близкой к частоте собственных колебаний тела и отдельных органов. За резонансную частоту всего тела некоторые авторы принимают вибрации с частотой 5—8 и 20—25 гц. Вибрации, действующие вдоль тела, ощутимы гораздо слабее, когда человек находится в положении стоя. Когда человек сидит, он переносит значительно меньшую вибрацию. На фиг. 1 представлены кривые равного ощущения вибраций для различных значений амплитуд и частот, действующих в вертикальном направлении. Горизонтально направленные вибрации оказывают примерно такое же действие. Из рассмотрения этих кривых видно, что вибрации с частотой 80 гц и амплитудой 0,01 мм оказывают на человека такое же действие, как и вибрации с амплитудой 10 мм, но частотой около 3 гц.
Для вибраций, время действия которых ограничено несколькими часами (применительно к человеку, сидящему в самолетном кресле), И. Я. Борщевский и др. предлагают следующую классификацию:
Зона хорошо переносимых вибраций. Вибрации этой зоны не вызывают сколько-нибудь заметных изменений в организме и неприятных субъективных ощущений. К ним могут быть отнесены вибрации:
— с частотой от 10 гц до 30 гц и амплитудой до 0,8 мм;
— с частотой от 4U гц до 6U гц н амплитудой до 0,4 мм.
Зона переносимых вибраций. При воздействии этих вибраций возникают незначительные, легко обратимые функциональные изменения. Эти изменения не сопровождаются выраженными субъективными ощущениями, не ведут к заметному понижению работоспособности человека и исчезают по прекращении действия вибраций.
К этой зоне следует отнести вибрации:
— с частотой 10 гц и амплитудой до 1,6 мм;
— с частотой 50 гц и амплитудой до 0,8 мм.
Пределы, допустимые при кратковременно действующей вибрации, еще недостаточно изучены и нуждаются в экспериментальной проверке. Однако те немногочисленные эксперименты, которые были проведены до настоящего времени, дают основание считать, что они значительно выше нормативов, принятых при длительном действии вибрации. Еще несколько слов о физиологическом действии шума на человека. Если вибрации представляют собой колебательные движения твердых тел, то шум (звук) — это колебания воздушной среды, возникающие под влиянием колебаний твердых тел. Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие шума вызывает общее утомление и может постепенно привести к тугоухости.
При действии значительного шума в течение многих лет человек может совершенно потерять слух. Под влиянием шума притупляется острота зрения. Действуя на кору головного мозга, шум ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. Влияние шума на человека зависит от интенсивности, продолжительности воздействия и частотного состава шума. Согласно отечественным официальным нормативам общие уровни шума в производственных помещениях не должны превышать для низкочастотных шумов 90—100 дб, для среднечастотных 85—90 дб и для высокочастотных 75—85 дб. Шум в кабине пассажирских самолетов не должен превышать 100 дб.
В условиях полета шум в значительной степени маскирует действие вибраций, в связи с чем большинство летного состава жалуется в основном на утомляющее действие шума. В действительности же происходит суммирование шумовых и вибрационных раздражений. Опытным путем установлено, что человеческий организм воспринимает вибрации различно в зависимости от частоты, амплитуды и направления их действия. Не следует делать вывод, что чем больше амплитуда колебаний, тем опаснее должны быть вызываемые ими последствия. В действительности же наблюдаются случаи, когда колебания, происходящие со значительными амплитудами при меньшей частоте, менее опасны, чем колебания с малыми амплитудами, но имеющие более высокую частоту. При совпадении частот вибрирующей конструкции и собственных частот тела человека и его отдельных частей последние начинают резонировать, т, е. амплитуда их колебаний увеличивается.
Реакция организма больше всего проявляется при частоте колебаний, близкой к частоте собственных колебаний тела и отдельных органов. За резонансную частоту всего тела некоторые авторы принимают вибрации с частотой 5—8 и 20—25 гц. Вибрации, действующие вдоль тела, ощутимы гораздо слабее, когда человек находится в положении стоя. Когда человек сидит, он переносит значительно меньшую вибрацию. На фиг. 1 представлены кривые равного ощущения вибраций для различных значений амплитуд и частот, действующих в вертикальном направлении. Горизонтально направленные вибрации оказывают примерно такое же действие. Из рассмотрения этих кривых видно, что вибрации с частотой 80 гц и амплитудой 0,01 мм оказывают на человека такое же действие, как и вибрации с амплитудой 10 мм, но частотой около 3 гц.
Фиг. 1. Кривые равного ощущения вибраций (по данным И. И. Славина, И, Я. Борщевского). 1—едва ощутимы, 2—хорошо ощутимы, 3— предельно допустимы для вибраций рабочего места (утверждены санитарной инспекцией), 4—вредны при длительном воздействии, 5—безусловно вредны, 6—хорошо переносимы при действии в течение нескольких часов, 7—переносимы при действии в течение нескольких часов
Для вибраций, время действия которых ограничено несколькими часами (применительно к человеку, сидящему в самолетном кресле), И. Я. Борщевский и др. предлагают следующую классификацию:
Зона хорошо переносимых вибраций. Вибрации этой зоны не вызывают сколько-нибудь заметных изменений в организме и неприятных субъективных ощущений. К ним могут быть отнесены вибрации:
— с частотой от 10 гц до 30 гц и амплитудой до 0,8 мм;
— с частотой от 4U гц до 6U гц н амплитудой до 0,4 мм.
Зона переносимых вибраций. При воздействии этих вибраций возникают незначительные, легко обратимые функциональные изменения. Эти изменения не сопровождаются выраженными субъективными ощущениями, не ведут к заметному понижению работоспособности человека и исчезают по прекращении действия вибраций.
К этой зоне следует отнести вибрации:
— с частотой 10 гц и амплитудой до 1,6 мм;
— с частотой 50 гц и амплитудой до 0,8 мм.
Пределы, допустимые при кратковременно действующей вибрации, еще недостаточно изучены и нуждаются в экспериментальной проверке. Однако те немногочисленные эксперименты, которые были проведены до настоящего времени, дают основание считать, что они значительно выше нормативов, принятых при длительном действии вибрации. Еще несколько слов о физиологическом действии шума на человека. Если вибрации представляют собой колебательные движения твердых тел, то шум (звук) — это колебания воздушной среды, возникающие под влиянием колебаний твердых тел. Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие шума вызывает общее утомление и может постепенно привести к тугоухости.
При действии значительного шума в течение многих лет человек может совершенно потерять слух. Под влиянием шума притупляется острота зрения. Действуя на кору головного мозга, шум ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. Влияние шума на человека зависит от интенсивности, продолжительности воздействия и частотного состава шума. Согласно отечественным официальным нормативам общие уровни шума в производственных помещениях не должны превышать для низкочастотных шумов 90—100 дб, для среднечастотных 85—90 дб и для высокочастотных 75—85 дб. Шум в кабине пассажирских самолетов не должен превышать 100 дб.