Апр 21

Влияние ударных перегрузок на физическую работоспособность человека

Н. И. Фролов

Опыт аварийного покидания летательных аппаратов и приземления отделяемых кабин показывает, что благополучный исход аварийной ситуации во многом зависит от сохранения работоспособности человека после приземления. Поэтому оценка работоспособности при действии ударных перегрузок является одной из важнейших задач авиационной и космической медицины.

В данной работе предпринимается попытка обобщить и проанализировать результаты большого количества экспериментов по приземлению человека в макетах отделяемых кабин, имеющих специальные амортизирующие приспособления. Часть из них проводилась с объектами, не оснащенными амортизаторами. Приземление осуществлялось на грунт, твердость которого имитировалась свинцовыми крешерами различной формы. В опытах с применением амортизирующих устройств отделяемые кабины приземлялись со скоростью до 10 м/сек, при этом перегрузки достигали 28 ед при продолжительности действия 110 мсек и скорости нарастания 400 ед/сек. Приземление в кабине без амортизационных устройств на грунт различной твердости осуществлялось при скорости до 8 м/сек с перегрузками 75 едпродолжительностью 13 мсек и скоростью нарастания 20 000 ед/сек.

Для оценки работоспособности исследовались многочисленные показатели, характеризующие основные стороны двигательной активности человека: скорость ответной реакции на световой и звуковой раздражители, сила и тремор кистей рук, координация движений. Помимо отдельных изолированных показателей, определялась способность испытуемых выполнять ряд сложных двигательных актов, таких, как прицельная фотострельба, метание гранаты в цель, выполнение статической и динамической работы.

Установлено, что при действии повторных нарастающих по величине перегрузок отмечается достаточно выраженная динамика изменений указанных показателей. Перед опытом, по мере приближения воздействия, наблюдались увеличение силы мышц (на 5–10%), ускорение ответной реакции на раздражитель, с большей легкостью выполнялась статическая и динамическая работа на эргографе.

Эти данные подтверждают концепцию о неспецифическом генерализованном усилении физиологических функций перед воздействием ударных перегрузок (С. А. Гозулов, 1962), носящем приспособительный характер и направленным на преодоление организмом действия неблагоприятных факторов. Однако усиление функций, являясь в целом полезной реакцией организма для переносимости перегрузок, в то же время снижает способность человека к выполнению тонких координированных актов из-за значительного увеличения тремора кистей рук (на 20–50%) по сравнению с исходными данными. При повторении опытов увеличение перечисленных показателей перед воздействием становилось все меньше. Обычно после 4–5-го опытов лабораторные данные почти не отличались от зарегистрированных непосредственно перед, воздействием, что свидетельствовало об угасании ориентировочной реакции и развитии адаптации к нему. Это явление обычно отмечалось в экспериментах со схожими условиями и величинами перегрузок. При значительном изменении условий опытов или потенциальной их опасности для испытуемого вновь наблюдалось усиление функций.

В начале опытов приземление сопровождалось легким толчком, затем по мере увеличения перегрузки у испытуемых появлялись болевые ощущения, локализация которых зависела от позы в момент приземления. При позе в положении сидя и отклонении спинки кресла до 30° от вертикали преобладали болевые ощущения в позвоночнике. При увеличении угла наклона спинки кресла до 60–90° возникали болевые ощущения в области головы, спины, крестца. Дальнейшее увеличение угла наклона на 105° сопровождалось першением в горле, тошнотой, загрудинными болями.

Анализ изменений работоспособности на фоне субъективных ощущений испытуемых показал, что при отсутствии болевых ощущений показатели работоспособности изменялись незначительно. Если принять уровень функций перед опытом за 100%, то скорость ответной реакции возрастала на 5–8%, сила кистей рук и становая увеличивалась на 1–3% или сохранялся ее исходный уровень, статическая выносливость не изменялась или увеличивалась на 1–3%, утомляемость при выполнении динамической работы уменьшалась на 4–5%, прицельная фотострельба выполнялась на 1–2% точнее, тремор кистей рук снижался на 7–10%.

В некоторых опытах, несмотря на малую величину перегрузок, регистрировалось небольшое (на 1–3%) снижение силы мышц, скорости ответной реакции и некоторых других показателей. Такое, снижение, как правило, возникало при несоответствии действовавшей и ожидаемой испытуемым перегрузки. Например, испытуемый «настроился» на большую перегрузку, а действовала гораздо меньшая, либо наоборот. В некоторых случаях подобный феномен отмечался при существенном различии в величинах перегрузок между повторными воздействиями или после длительных перерывов между ними.

Следует указать, что случаи незначительного снижения функций при действии малых по величине перегрузок обычно не повторялись в последующих опытах. Такое снижение, по-видимому, возникало вследствие ориентировочного рефлекса, который появлялся всякий раз, когда новый раздражитель не совпадал с предыдущим.

Таким образом, перегрузки малых величин, не вызывавшие болевых ощущений и ухудшения самочувствия у испытуемых, оказывали преимущественно стимулирующее действие на организм, проявлявшееся в усилении физиологических функций, улучшении координации движений, облегчении двигательных актов. Ударные перегрузки больших величин, вызывавшие у испытуемых болевые ощущения, сопровождались принципиально иными изменениями (табл. 3), чем описанные выше.

Таблица 3

Изменение показателей работоспособности сразу после приземления в зависимости от величины перегрузок

Величина перегрузки, ед Число опытов Величина изменений, % Число случаев, %
Усиление функций Снижение функции Отсутствии изменений
Сила кистей
до 30 108 104/104 53 22 25
31–50 27 102/98 64 26 10
51–75 14 92/96 18 64 18
Утомляемость при динамической работе
до 15 31 96 25 20 55
16–35 43 97 41 46 13
36–75 20 112 80 10 10
Статическая выносливость
до 15 29 100 50 35 15
16–50 27 92 66 24 10
51–75 14 85 82 10 8
Скорость двигательных реакций
до 25 25 100 45 35 20
26–50 20 106 24 54 22
51–75 12 119 9 82 9

Примечание. Уровень функций перед опытом принят за 100%.

Из табл. 3 видно, что увеличение перегрузок сопровождалось возрастанием числа случаев ухудшения функций. Так, сила мышц в начале опытов уменьшилась в 22% случаев, а в конце – в 64% случаев; утомляемость при динамической работе увеличилась соответственно с 25 до 80% случаев, а снижение статической выносливости и скорости двигательной реакции в конце экспериментов наблюдалось в 82% случаев. Причем наибольшее число случаев ухудшения функций отмечалось после достижения определенной критической величины перегрузки. Каждой исследованной нами функции соответствовал свой критический уровень. Для силы мышц он равнялся 50–55 ед, для скорости ответной реакции – 40–50 ед, для утомляемости при выполнении динамической работы – 35–40 ед, для статической выносливости – 25–30 ед. Иначе говоря, имел место своеобразный гетерохронизм, который проявлялся в том, что физиологические показатели по мере возрастания перегрузок снижались не одновременно, а постепенно, один за другим выбывая из сферы активного функционирования. Биологический смысл этого явления, по-видимому, состоит в том, что организм, имея механизм перераспределения функций, обладает способностью сохранять работоспособность на минимально необходимом уровне за счет торможения второстепенных функций и усиления других, более важных для данных условий.

Приведенные результаты исследований отражают неспецифическую реакцию организма на раздражитель возрастающей интенсивности. Они полностью согласуются с положениями классической физиологии о парабиозе. Смысл его заключается в том, что при действии на организм возрастающего по силе раздражителя наблюдается определенная последовательность реакций физиологических систем. До определенного момента возрастание силы внешнего агента ведет к усилению, возбуждению соответствующей деятельности организма, затем чрезмерно сильные или чрезмерно длительные раздражители вызывают запредельное торможение, имеющее охранительное значение и защищающее реактивные структуры организма от полного их истощения.

В настоящее время в литературе содержится много данных, подкрепляющих это положение при действии на целостный организм человека и животных различных альтерирующих факторов. Например, при действии возрастающей гипоксемии сначала отмечалось возбуждение центральной нервной системы, затем ее торможение (С. И. Субботник, И. К. Собенников; И. Р. Петров и др.). В опытах на центрифуге незначительные по величине ускорения вызывали преимущественное усиление физиологических функций, большие – их угнетение (А. С. Барер). Малые дозы ионизирующего излучения приводили к усилению лейкоцитарной реакции организма, а большие – к ее ослаблению (П. В. Симонов). Небольшая летная нагрузка, как правило, усиливала физиологические функции организма летчиков, а большие способствовали их снижению (Е. А. Деревянко).

Аналогичная картина была и в наших опытах. При действии перегрузок малых величин в организме отмечалась реакция мобилизации, затем по мере повторения опытов наступала фаза резистенции и дискоординации. В случае дальнейшего возрастания перегрузок развивалась фаза угнетения, при этом, как правило, снижались все исследованные нами показатели работоспособности: статическая выносливость и выполнение динамической работы, скорость ответной реакции и сила мышц. Одновременное ухудшение перечисленных показателей свидетельствовало о приближении к пределу переносимости перегрузок.

При размещении испытуемых в положении сидя заметного нарушения работоспособности по всему диапазону исследованных перегрузок (10–28 ед) не наблюдалось. Можно предполагать, что в такой позе предел переносимости перегрузок ограничивает не физиологические сдвиги, а прочность костноопорного аппарата, который в первую очередь подвергается предельным нагрузкам. Размещение же испытуемого в положении полулежа характеризуется преимущественными нарушениями физиологических функций и работоспособности. Динамика их изменений может служить отправной точкой для оценки переносимости человеком ударных перегрузок, действующих в поперечном направлении к продольной оси тела. При надлежащей фиксации испытуемого в положении полулежа и определенной амортизации кресла или кабины действующие перегрузки можно разделить на три зоны:

-  первая зона – зона хорошей переносимости, перегрузки сопровождаются повышением работоспособности при отсутствии болевых ощущений в момент приземления;

-  вторая зона – зона переходная или субкомпенсированная, перегрузки вызывают разнонаправленные изменения работоспособности и болевые ощущения в момент приземления;

-  третья зона – зона декомпенсации, отмечается ухудшение работоспособности и общего самочувствия испытуемых при значительных болевых ощущениях в момент приземления.

Похожие статьи:

  1. Влияние скорости приземления на устойчивость животных к ударным перегрузкам С. А. Гозулов Приземление космических аппаратов, отделяемых кабин или спасательных...
  2. Направление перегрузки, вектор перегрузки, терминалогия перегрузок А. В. Иванов, И. А. Цветков Практика авиации, поставив человека...
  3. Основные направления в исследовании влияния ударных перегрузок на организм С. А. Гозулов Проблема ударных перегрузок непосредственно связана с созданием...

автор admin \\ теги: , ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.