CC BY-ND
23
© Харитонов В.В., 2021 УДК 613.693
Гигиеническая характеристика акустической обстановки в салоне вертолета Ми-8
В.В. Харитонов
ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский
университет)» (филиал «Взлёт») Минобрнауки России, ул. Добролюбова, д. 5, г. Ахтубинск, Астраханская обл., 416501, Российская Федерация
Резюме: Введение. Эксплуатация вертолета Ми-8 сопряжена с генерацией его силовыми установками высокоинтенсивных широкополосных шумов, а комплексная гигиеническая оценка акустической обстановки в салоне вертолета в натурных условиях не проводилась. Цель работы: дать гигиеническую характеристику акустической обстановки в салоне вертолета Ми-8. Материалы и методы. Акустические измерения проводили внутри центрального салона вертолета Ми-8 при работе силовой установки на земле на трех режимах работы двигателей: при запуске, в режиме работы «малый газ» и при крейсерском полете в режиме «правой коррекции». Измерительные микрофоны размещали во время записи сигнала на стойке на уровне уха человека в шести точках, расположенных рядом с имеющимися в салоне откидными креслами. Измерения акустических характеристик проводили с помощью цифрового шумомера SVAN-945A и микрофона типа GRAS 40AZ. При обработке результатов руководствовались требованиями санитарно-эпидемиологических правил, санитарных норм и общих тактико-технических требований Военно-воздушных сил. Результаты. В исследовании измерены значения нормируемых показателей шума на местах экипажа вертолета Ми-8, уровни звукового давления наиболее значимых тональных частот в его центральном отсеке. Для установления наличия тонального шума проведен третьоктавный анализ зарегистрированных акустических сигналов. В центральном отсеке вертолета измерены значения нормируемых показателей инфразвука и общего уровня звукового давления во всем нормируемом диапазоне частот. Обсуждение. Установлено, что уровни звукового давления практически во всех звуковых октавах и эквивалентный уровень звука на всех режимах работы силовой установки вертолета превышают предельно допустимые уровни, а в области инфразвука находятся в пределах нормы (кроме частоты 16 Гц). Показано, что класс условий труда по шуму соответствует вредному классу 3.3, а по инфразвуку - классу 2. Согласно санитарным правилам, экипажами вертолетов должны применяться противошумы, обеспечивающие перекрытие поступления шума в орган слуха как воздушным, так и костным путем. Заключение. Объективно существующие риски развития шумовой и инфразвуковой патологии обусловливают необходимость постоянного мониторинга условий труда и здоровья экипажей вертолетов Ми-8.
Ключевые слова: авиационная гигиена, экипаж вертолета, шум, инфразвук, рабочие места, класс условий труда, риск здоровью, средства защиты от шума.
Для цитирования: Харитонов В.В. Гигиеническая характеристика акустической обстановки в салоне вертолета Ми-8 // Здоровье населения и среда обитания. 2021. № 2 (335). С. 54-61. DOI: https://doi.org/10.35627/2219-5238/2021-335-2-54-61 Информация об авторах:
Н Владимир Васильевич Харитонов - ст.н.с. ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (филиал «Взлёт»); e-mail: gniiivm-h@yandex.ru; ORCID: https://orcid. org/0000-0001-9999-4911.
Hygienic Characteristics of the Acoustic Environment in the Mi-8 Helicopter Cabin
V.V. Kharitonov
Moscow Aviation Institute (National Research University) (Vzlyot Branch) of the Russian Ministry of Education and Science, 5 Dobrolyubov Street, Akhtubinsk, Astrakhan Region, 416501, Russian Federation Summary. Introduction: The Mi-8 helicopter generates high-intensity broadband noises by its turboshaft engines whereas a comprehensive hygienic assessment of the acoustic environment in the helicopter cabin has not been conducted. The purpose of the study was to assess the acoustic environment in the Mi-8 helicopter cabin. Materials and methods: Acoustic measurements were carried out on the ground, inside the central cabin of the Mi-8 helicopter in three operating modes of the turboshaft engines: at startup, in the idle mode, and during cruise flight in the "right correction" mode. Measuring microphones were placed during the recording of the signal on a stand at the level of the human ear at six points located next to the reclining seats in the cabin. Acoustic indicators were measured using an SVAN-945A digital sound level meter and a GRAS 40AZ microphone. The collected data were processed in accordance with the requirements of sanitary and epidemiological rules, sanitary standards, and general tactical and technical requirements of the Air Force. Results: Values of regulated noise indicators at the seats of the Mi-8 helicopter crew, sound pressure levels of the most significant tonal frequencies in its central compartment were measured. To establish the presence of tonal noise, a one-third octave analysis of the recorded acoustic signals was carried out. In the central compartment of the helicopter, the values of the regulated infrasound indices and the general sound pressure level were measured in the entire regulated frequency range. Discussion: It was found that the sound pressure levels in almost all sound octaves and the equivalent sound level in all operating modes of the helicopter engines exceed the permissible exposure limits while in the infrasound region they are within the normal range (except for the frequency of 16 Hz). Thus, the class of working conditions by noise corresponds to hazard class 3.3, and by infrasound - to class 2. According to the sanitary regulations, helicopter crews should use noise suppressors to protect themselves from high noise exposures through air and bone conduction. Conclusion: The existing risks of developing a noise and infrasound-induced diseases necessitate constant monitoring of working conditions and health of the crews of Mi-8 helicopters. Keywords: aviation hygiene, helicopter crew, noise, infrasound, workplaces, class of working conditions, health risk, noise protection equipment.
For citation: Kharitonov VV. Hygienic characteristics of the acoustic environment in the Mi-8 helicopter cabin. Zdo-rov'e Naseleniya i Sreda Obitaniya. 2021; (2(335)):54-61. (In Russian) DOI: https://doi.org/10.35627/2219-5238/2021-335-2-54-61
Author information:
Н Vladimir V. Kharitonov, Senior Researcher Moscow Aviation Institute (National Research University) (Vzlyot Branch) of the Russian Ministry of Education and Science; e-mail: gniiivm-h@yandex.ru; ORCID: https://orcid. org/0000-0001-9999-4911.
Февраль №2 (335) знифо
55
Введение. Вертолет Ми-8 — советский/российский многоцелевой вертолет, разработанный ^^ в начале 1960-х годов, в настоящее время яв-с:^ ляющийся самым массовым двухдвигательным F^ вертолётом, эксплуатируемым более чем в 50 = странах мира. Эксплуатация вертолета сопря-^ жена с генерацией его силовыми установками высокоинтенсивных широкополосных шумов. Комплексная гигиеническая оценка акустической обстановки в салоне вертолета Ми-8 в натурных условиях не проводилась — главным образом, из-за отсутствия портативного оборудования регистрации акустических колебаний, появившегося в начале XXI века.
Цель работы: дать гигиеническую характеристику акустической обстановки в салоне вертолета Ми-8.
Материалы и методы. Измерения акустических характеристик проводили с помощью цифрового шумомера SVAN-945A (анализатор спектра 1 класса) и микрофона типа GRAS 40AZ. Измерения проводились в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9612-20161. Калибровка шумомера проводилась в соответствии с требованиями ГОСТ 20296-20142.
Акустические измерения проводили внутри центрального салона вертолета Ми-8 при работе силовой установки на земле на трех режимах работы двигателей: при запуске, в режиме работы «малый газ» и при крейсерском полете в режиме «правой коррекции». Измерительные микрофоны размещали во время записи сигнала на стойке на высоте 1,2 м от поверхности пола (на уровне уха пассажира) в шести точках, расположенных рядом с имеющимися в салоне откидными креслами [1—3].
При обработке результатов руководствовались требованиями санитарно-эпидемиологических правил СанПиН 2.2.4.3 3 59—163, санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.562-964 и общих тактико-технических требований Военно-воздушных сил (ОТТ ВВС-2015).
В соответствии с СанПиН 2.2.4.3359-16 нормируемыми параметрами шума на рабочих местах являются:
— эквивалентный уровень звука (УЗ) по шкале A за рабочую смену (ЬАэкв, дБА), предельно допустимый уровень (ПДУ) его для гражданской авиации не должен превышать 85 дБА в соответствии с ГОСТ 20296-2014;
— максимальные УЗ по шкале A, измеренные с временными коррекциями S и I, не превышающие 110 дБА и 125 дБА (LASmax и LMmax, дБА соответственно).
— пиковый УЗ по шкале С, не превышающий 137 дБС (LnuKc, дБС).
В соответствии с ОТТ ВВС-2015 для военной авиации для продолжительности полета от 4 до 8 ч установлен LA3Ke, равный 85 дБА.
Превышение любого нормируемого параметра считается недопустимым. В случае превышения на рабочем месте установленного уровня шума работодатель должен провести оценку риска здоровью работающих и подтвердить приемлемый риск здоровью работающих [4-7]. Работы в условиях воздействия эквивалентного уровня шума выше 85 дБА не допускаются.
В соответствии с СанПиН 2.2.4.3359-16 нормируемыми параметрами инфразвука (ИЗ) и ПДУ являются:
- эквивалентные уровни звукового давления (УЗД) за рабочую смену в октавных полосах частот 2, 4, 8, 16 Гц - LPi1/1q8h, дБ, которые для средств транспорта УЗД не должны превышать 110 дБ, 105 дБ, 100 дБ и 95 дБ соответственно;
- эквивалентный общий уровень ИЗ за рабочую смену - LPzZIreq,8h,, дБ (для средств транспорта не должен превышать 110 дБ);
- максимальный общий уровень ИЗ, измеренный с временной коррекцией S (медленно), не должен превышать 120 дБ.
В соответствии с ОТТ ВВС-2015 для военной авиации ИЗ не включен в нормируемый фактор.
Рассчитаны параметры, рекомендуемые СанПиН 2.2.4.3359-16 для гигиенической оценки условий труда, что позволило оценить риск здоровью обслуживающего персонала вертолета.
Результаты. В табл. 1 представлены измеренные значения нормируемых показателей шума на местах пассажиров вертолета Ми-8 при работе силовой установки в режиме «правой коррекции» (мощность работы двигателя 83-84 %).
При измерениях время записи сигнала в каждой точке составляло не менее двух минут. С учетом измеренных данных рассчитаны эквивалентные уровни за 8-часовой рабочий день. Эквивалентный УЗД по шкале A за рабочую смену - LpAeq8h, дБА, измеренный и рассчитанный за 8-часовой рабочий день, определяли с учетом поправок на импульсный и тональный шум [1, 8, 9]:
"р.АвдЯЪ.
= 101е
1
г
где Т0 ~ нормативная продолжительность рабочей смены (ч); Т — продолжительность /-го интервала действия шума, (ч); £Р,эквивалентный УЗД, измеренный на /-м интервале действия шума, дБА; К — поправка на характер шума, равная 5 дБ в случае тонального и (или) импульсного шума (применяется при ЬРАе9,п > 75 дБА, во всех других случаях принимается К = 0 дБ).
Предварительно принимали, что импульсный или тональный шум отсутствует и коэффициент К = 0. Результаты расчета ЬАЭкв для летной смены
1 ГОСТ Р ИСО 9612—2016 «Акустика. Измерения шума для оценки его воздействия на человека. Метод измерений на рабочих местах».
2 ГОСТ 20296—2014 «Самолеты и вертолеты гражданской авиации. Допустимые уровни шума в салонах и кабинах экипажа и методы измерения шума».
3 СанПиН 2.2.4.3359—16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах» (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 21 июня 2016 года № 81).
4 СН 2.2.4/2.1.8.562—96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» (утверждены и введены в действие Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 31 октября 1996 г. № 36).
Таблица 1. Измеренные значения нормируемых показателей шума dp
Table 1. Measured values of regulated noise indicators ^
Номер точки измерения / Measuring point number LA3„, дБА / LAeq, dBA LASmin дБА / LASmin, dBA LAimax, дБА / LAimax, dBA LnnKC дБС / LPeakC dBc LA3„ за 2,5 ч полета, дБА / LAeq for 2.5 hours of flight, dBA Допустимое время полета, ч / Permissible flight time, hours
1 97 4* ** 99,4 105,5 118,3 92 3* ** 0,46
2 96 5* ** 97,7 103,4 117,3 91 4* ** 0,57
3 97 Q* ** 99,5 105,3 118,2 91 9* ** 0,5
4 96,8* ** 97,4 103,7 118,9 91 7* ** 0,53
5 95 5* ** 96 102,3 117,3 90 4* ** 0,71
6 93 Q* ** 93,6 98,0 117,2 88,0 1,28
ПДУ / PEL* 85 110 125 137 90 8
ПДУ / PEL** 85 - - - 90
Примечание: * — превышение ПДУ для 8-часового рабочего дня согласно ГОСТ 20296—2014 «Самолеты и вертолеты гражданской авиации. Допустимые уровни шума в салонах и кабинах экипажей и методы измерения шума»; ** — превышение ПДУ для 8-часового рабочего дня согласно ОТТ ВВС—2015.
Notes: * — excess of the permissible exposure limit (PEL) for an 8-hour working day in accordance with GOST 20296—2014, Aircrafts and helicopters of civil aviation. Acceptable noise levels in flight decks and cabins and methods of noise measurement; ** — excess of the permissible exposure limit for an 8-hour working day according to general technical requirements of the air force OTT VVS-2015.
в течение 8 ч и одного полета продолжительностью 2,5 ч приведены в табл. 1. При летной смене 8 ч ЬАэкв во всех точках превышает ПДУ от 8,0 до 12,4 дБА. При снижении летного времени до 2,5 ч этот параметр продолжает превышать ПДУ в точках № 1—5 на 2,3 дБА. Из этого следует, что персонал, находящийся в центральном отсеке вертолета Ми-8, при длительности полета от 2,5 ч до 8 ч подвергается некомпенсированному (сверхнормативному) действию шума. Проведенный расчет допустимого времени пребывания личного состава на борту вертолета при времени полета 2,5 ч показал, что в зависимости от точки измерения оно составило от 30 мин до 80 мин (табл. 1). Следовательно, при длительности полета вертолета более 30 мин персонал центрального отсека обязан применять средства индивидуальной защиты (СИЗ) от шума [8].
Максимальные уровни звука в точках № 1—6, зарегистрированные с временной коррекцией (93,6...99,5 дБА) и I (98,0...105,5 дБА), не превышают допустимых значений (соответственно 110 дБА и 125 дБА). При этом разница между этими параметрами не превышает 7 дБА, поэтому шум не относится к импульсному. Пиковые УЗ также не превышают ПДУ (137 дБС). Следовательно, шум в центральном отсеке вертолета Ми-8 нельзя характеризовать как импульсный.
Далее была проведена проверка наличия тонального шума, то есть шума, в спектре которого имеются выраженные тоны. В соот-
ветствии с СанПиН 2.2.4.3359—16 тональный характер шума устанавливается измерением УЗД в 1/3-октавных полосах частот в диапазоне от 25 Гц до 10 000 Гц по превышению уровня в одной из 1/3-октавных полос над соседними не менее чем на 10 дБ или по превышению суммарного уровня двух соседних 1/3-октав-ных полос, уровни которых отличаются менее чем на 3 дБ, а над соседними — не менее чем на 12 дБ.
Выполненный в точке 4 центрального отсека вертолета Ми-8 анализ характерного спектра акустического сигнала в диапазоне частот от 2 Гц до 1 кГц позволил выявить в его составе наиболее энергоемкие УЗД на частотах до 1 кГц, на более высоких частотах УЗД существенно ниже. Спектр акустического сигнала представляет собой совокупность широкополосного шума и высокоинтенсивных тональных компонент, максимум УЗД зафиксирован в точке 4 на частоте 68 Гц и равен 102,5 дБ.
Акустический сигнал, зарегистрированный в других точках салона вертолета, имеет максимумы на других частотах. При этом обращает на себя внимание наличие множества тонов (гармоник). В табл. 2 приведены УЗД наиболее значимых тональных частот в точках № 1—6 центрального отсека.
Спектр зарегистрированного сигнала во всех точках салона вертолета Ми-8 свидетельствует о наличии высокоинтенсивного тонального шума. При равномерном вращении винта возмущение среды происходит периодически, поэтому спектр
Таблица 2. УЗД наиболее значимых тональных частот в центральном отсеке вертолета Table 2. Sound pressure levels of the most significant tonal frequencies in the central compartment of the helicopter
Частота тона, Гц / Tonal frequency, Hz УЗД в точках измерения, дБ / Sound pressure levels at measuring points, dB
1 2 3 4 5 6
15 91,8 95,5 94,4 92,9 94,2 99,1
32 85,1 90,7 89 90,7 89,1 90
48 92,7 90,8 95,4 92,9 92,2 95,2
55 - 96,9 - 96,6 - 92,6
68 89,6 90,2 89,5 102,5 91,4 91
97 81,7 82,1 82,4 84,6 86,3 89
111 81,8 93,2 91,6 94,6 99,5 95,6
166 - 92,7 - 90,7 87,2 88,2
Примечание: знаку «—» соответствуют УЗД менее 80 дБ. Notes: "—" indicates sound pressure levels < 80 dB.
шума вращения имеет линейчатую структуру. В спектре сигнала выделяются 8 дискретных гармоник (табл. 2). с:^ Наличие тональных компонент может быть F^ обусловлено несколькими механизмами их образования. Решение этих вопросов требует проведения дополнительных акустических 1 измерений [1—3]. Они должны выполняться одновременно внутри и снаружи вертолета с обязательной регистрацией скорости вращения обоих винтов и синхронизацией времени записи микрофонов [9]. Наличие на борту вертолета источников тональных сигналов и возможность резонансов в закрытом пространстве, особенно при низкочастотном спектре внешнего шума, создают нестационарное акустическое поле, что является причиной искажения истинной картины формирования тональных сигналов. Учет резонансных явлений необходим для определения технических путей борьбы с шумом.
Для установления наличия тонального шума, в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.4.3359—16, проведен третьоктавный анализ зарегистрированных сигналов, результаты которого представлены в табл. 3.
Анализ табл. 3 свидетельствует о превышении уровня в 1/3-октавных полос с центральными частотами 25 Гц и 32 Гц в точке № 2, а также 50 Гц и 63 Гц в точке № 4 (в таблице выделено полужирным шрифтом) над соседними более чем на 10 дБ и по превышению суммарного уровня двух соседних 1/3-октавных полос, уровни которых отличаются менее чем на 3 дБ над соседними не менее чем на 12 дБ. Это позволяет утверждать, что в центральном отсеке вертолета присутствует тональный шум.
Таким образом, в салоне вертолета Ми-8 наряду с широкополосным шумом имеется тональный шум, потому для расчета ЬАэкв за рабочую смену необходимо использовать коэффициент K = 5 дБ.
Установление факта наличия тонального шума в соответствии с СанПиН 2.2.4.3359—16 связано с сопоставлением УЗД в соседних 1/3-октавных полосах, что не всегда корректно, так как не учитываются особенности формирования звукового поля в замкнутом объеме, которым и является центральный отсек вертолета Ми-8. В замкнутых объемах, как правило, всегда формируется звуковое поле с полуволновым гармониками на низких и инфразвуковых частотах. Гармоники тонального шума попадают в соседние 1/3-октавные частотные полосы, поэтому разница в УЗД между ними будет
Таблица 3. Результаты третьоктавного лил.п Table 3. Results of one-third-octav
невысокой (ниже 10 дБ). Это обстоятельство, в соответствии с действующими нормами, не позволяет однозначно констатировать наличие тонального шума. Следовательно, несовершенство санитарных норм и критериев определения характера шума затрудняет выбор критериев оценки условий труда и выбора СИЗ от шума.
Характер спектра шума в салоне вертолета Ми-8 свидетельствует, что максимум спектральной плотности находится в диапазоне частот 22—500 Гц. При измерении у таких шумов параметра Ь/Экв используется шкала А, поэтому на частотах 31,5...500 Гц автоматически происходит коррекция в сторону снижения УЗД от 3 до 42 дБ, то есть существенно «зарезается» интенсивность акустического сигнала в этом диапазоне. Использование при оценке «сложных» шумов только эквивалентного УЗД (£Лэкв) не отражает реальную картину биологического действия шума, так как не учитываются неблагоприятные эффекты инфра- и низкочастотных колебаний [3, 4].
В табл. 4 приведены измеренные в точках № 1—6 центрального отсека вертолета Ми-8 значения нормируемых показателей ИЗ, рекомендуемые СанПиН 2.2.4.3359—16. Дополнительно в эту таблицу включен параметр общий УЗД (ХУ5Д), зарегистрированный по линейной шкале во всем нормируемом диапазоне частот (2—8000 Гц).
Из табл. 4 следует, что УЗД в октавных полосах инфразвуковых частот 2, 4 и 8 Гц в центральном отсеке вертолета не превышают ПДУ во всех точках. В октавной полосе с центральной частотой 16 Гц в точках № 1, 2, 5, 6 УЗД превышает ПДУ на 0,8—3,8 дБ. Общий УЗД инфразвука (Lp, Zl eq) и максимальный УЗД (LSmax) не превышен. Распределение УЗД на всех частотах ИЗ по всем точкам центрального отсека равномерное, отличие достигает не более 1,5 дБ. Это обстоятельство свидетельствует о том, что инфразвуковой шум на рабочих местах в центральном отсеке вертолета широкополосный и равномерный.
В последнем столбце табл. 4 приведены величины Lym (дБ Лин). В настоящее время этот показатель в действующих нормативах не используется. Однако он дает дополнительную информацию при оценке характера шума.
Во-первых, его величина существенно выше (на 10 дБ) значений нормируемого Lp zZIe eq, то есть он показывает совокупную реальную акустическую нагрузку на человека с учетом инфра- и звукового диапазонов.
а зарегистрированных акустических сигналов
analysis of recorded acoustic signals
Центральные частоты 1/3 октавных полос, Гц / Center frequencies of 1/3 octave bands, Hz УЗД в точках измерения, дБ / Sound pressure levels at the measuring points, dB
1 2 3 4 5 6
25 88,6 83,3 85,5 85,9 85,3 85,0
31,5 90,9 95,3 91,9 90,4 93,9 93,1
40 92,5 90,8 95,3 88,2 90,1 91,1
50 98,5 99,6 100,9 100,5 97,7 100,6
63 98,3 94,5 95,8 103,7 95,2 97,7
80 92,0 92,7 92,4 91,2 92,6 91,9
100 93,0 95,8 95,0 96,8 100,6 97,7
125 91,0 91,0 93,7 95,0 94,0 93,1
Таблица 4. Измеренные значения нормируемых показателей инфразвука стр
Table 4. Measured values of regulated infrasound indices ^
Номер точки измерения / Measuring point number Уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц) / Sound pressure levels (dB) in octave bands with geometric mean frequencies (Hz) Lp,ZI,eq 8Ь дБ / dB (Lf) LSmax, дБ / dB L^, дБ Лин / Lspl, dB Lin
2 4 8 16
1 58,2 80,1 84,3 95,9* 98,5 107,5 105,1
2 59,4 81,2 83,9 95,8* 98,9 106,4 105,1
3 57,9 80,5 84,4 93,6 97,1 107,3 105,4
4 58,6 81,6 84,4 93,9 97,8 107,7 106,6
5 59,9 81,7 85,8 95,8* 98,4 107,3 105,3
6 60,0 81,6 85,7 98,8* 102,2 108,0 105,6
ПДУ / PEL 110 105 100 95 110 120 -
Примечание: см. табл. 1. Notes: see Table 1.
Во-вторых, разница межу величинами ЬУЗД (105,1 — 106,4 дБ Лин) и величинами ЬАэкв (93,0—97,4 дБА) практически превышает 10 дБ, тем самым указывая на наличие в спектре измеряемого шума максимума спектральной плотности в области ИЗ и/или низких частот. Из этого следует, что при разнице между вышеуказанными величинами более чем 10 дБ необходимо проводить измерение не только в звуковом диапазоне, но и инфразвуковом, а также записать сигнал для последующего спектрального анализа. Этот методический подход целесообразно использовать на предварительном этапе оценки акустической обстановки при отсутствии спектральной обработки.
Общий уровень ИЗ практически не превышает ПДУ. Наличие ИЗ в спектре вертолетного шума требует его обязательной идентификации на предварительном этапе измерений с последующей гигиенической оценкой. Сочетание ИЗ и интенсивного шума с максимумом спектра в области низких частот создает условия для кумуляции неблагоприятных эффектов от каждого из них [15—18].
Обсуждение. Установлено, что величина УЗД практически во всех звуковых октавах и эквивалентный УЗ (£Аэкв) на всех режимах работы силовой установки вертолета превышают ПДУ, а в области ИЗ он находятся в пределах нормы (кроме частоты 16 Гц). На основании полученных данных, согласно Руководству Р 2.2.2006—055, в табл. 5 представлены классы условий труда (КУТ) по шуму и ИЗ в центральном отсеке вертолета Ми-8 в зависимости от характера спектра.
Из табл. 5 следует, что если вертолетный шум по характеру спектра классифицировать
как широкополосный, то КУТ в гражданской и государственной авиации по шуму будет соответствовать вредному классу 3.2, а по ИЗ — допустимому классу 2. Если же этот шум классифицировать как тональный, поскольку в нем имеются выраженные тоны, то необходима поправка уровня шума на + 5 дБ. В этом случае тоже увеличится на 5 дБ и превышение ПДУ составит 17 дБ, то есть класс условий труда по шуму будет соответствовать вредному классу 3.3. В соответствии с критериями оценки профессионального риска на рабочих местах, где условия труда (на основании оценки условий труда) соответствуют вредным и опасным, по степени весомости доказательств профессиональный риск здоровью от вертолетного шума нужно относить к категории «подозреваемый профессиональный риск» [4, 19, 20].
Сложный характер шума внутри вертолета (наличие широкополосного шума и тонов в спектре) затрудняет оценку характера шума, рекомендуемую СанПиН 2.2.4.3359—16. Это обусловлено тем, что механизм образования тонов сложный (гармоники и резонансы), что создает трудности при составлении экспертного заключения для гигиенической оценки шума. По-видимому, в такой ситуации нужно исходить из наибольшей степени опасности риска здоровью персонала, то есть характер шума внутри вертолета надо классифицировать как тональный шум, который имеет более весомое значение при оценке КУТ.
На основании собственных данных, полученных при обследовании авиационных специалистов, и данных литературы установлено, что действие авиационного шума сопровождается
Таблица 5. Классы условий труда по шуму и ИЗ в центральном отсеке вертолета Ми-8 Table 5. Classes of working conditions by noise and infrasound in the central compartment of the Mi-8 helicopter
Производственный вредный фактор / Occupational risk factor Широкополосный шум / Broadband noise Тональный шум / Tonal noise
Уровень/ Level Превышение ПДУ, дБ / Excess of PEL, dB КУТ / CWC Уровень/ Level Превышение ПДУ, дБ / Excess of PEL, dB КУТ / CWC
Шум (1Лэкв, дБА) / Noise (lAeq, dBA) 97 12 3.2 102 17 3.3
ПДУ / PEL 85 85
Инфразвук (Lp,zieq 8h, дБ) / Infrasound (Lp,zleq, dB) 98 - 2 98 - 2
ПДУ / PEL 110* 110*
Примечание: см. табл. 1. Note: see Table 1.
Abbreviations: PEL, permissible exposure limit; CWC, class of working conditions.
5 Р 2.2.2006—05 «Гигиена труда. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (утв. Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г.Онищенко 29 июля 2005 г.)
увеличением как общей заболеваемости, так и болезней, характерных для действия шума ^^ и ИЗ [4, 15—17]. В настоящее время имеется ся достаточно сведений, указывающих на повышенную общую и профессиональную заболеваемость персонала при действии авиационного шума. Поэтому вертолетный шум 1 необходимо рассматривать как предполагаемый профессиональный риск здоровью вертолетных экипажей, то есть вероятность риска становится еще выше. Чтобы риск стал абсолютным, необходимо провести оценку заболеваемости личного состава вертолетов. В проведенных исследованиях установлено, что независимо от режима работы силовых установок вертолета параметры шума в звуковом диапазоне превышают ПДУ, что создает риски здоровью людей, находящихся в центральном отсеке. УЗД в области ИЗ не превышают достаточно высокие нормативы для транспортных средств (110 дБ). Однако сочетание интенсивного шума с ИЗ и общей вибрации, которые имеют определенное сходство по физическим свойствам и вредному действию на человека, существенно повышает риск развития профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний у вертолетных экипажей.
Изучение акустических параметров показало, что личный состав, располагающийся в центральном отсеке вертолета во время полета, подвергается действию шума, превышающего ПДУ независимо от режима работы силовой установки. Расчет ЬАэкв показал, что уже через 30 мин полета доза шума превышает ПДУ, следовательно, согласно действующим санитарным правилам, в таких случаях должны применяться СИЗ от шума. Учитывая низкочастотный характер вертолетного шума, это должны быть противошумы, которые способны перекрыть поступления шума в орган слуха как воздушным, так и костным путем [4, 10—14].
В государственной авиации члены летного экипажа вертолетов обеспечены СИЗ от шума. Во время полетов им предписано находятся в защитных шлемах (ЗШ-17 В, ЗШ-7 В и др.), которые обладают шумозащитными свойствами. Они имеет достаточную звукоизоляцию до 30—40 дБ на частотах 6—8 кГц и низкую — до 10 дБ на частотах 125—500 Гц. В области ИЗ данных по звукоизоляции ЗШ нет. В связи с существенным снижением поглощения звука с уменьшением частоты можно прогнозировать отсутствие этого эффекта в области ИЗ. Из этого следует, что акустическая нагрузка на орган слуха у летного экипажа будет находиться в пределах ПДУ и риски развития нейросенсорной тугоухости у них будут ниже по сравнению с персоналом, находящимся в центральном отсеке. Однако наличие ЗШ не обеспечит защиту от неспецифического действия низкочастотного шума, сочетающегося с интенсивным ИЗ, и общей вибрации. Это позволяет прогнозировать риск развития у персонала вертолетов ряда заболеваний (органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной систем, органа зрения, опорно-двигательного аппарата). Наличие шумовой патологии может стать причиной профессиональной дисквалификации, требует проведения врачебной экспертизы и реализации персонифицированного
мониторинга условий труда экипажей вертолета Ми-8 [21-24].
Заключение
Экипаж вертолетов подвергается сочетанному действию интенсивного шума, ИЗ и общей вибрации, неблагоприятное воздействие которых обусловливает высокие риски здоровью летных экипажей вертолетов. Условия труда экипажа вертолета Ми-8 по шуму соответствуют вредным условиям труда. При их оценке следует придерживаться концепции сохранения здоровья и обеспечения функциональной надежности деятельности обслуживающего персонала, поэтому за основу как для государственной, так и гражданской вертолетной авиации нужно выбрать вредный класс 3.3. Объективно существующие риски развития шумовой и инфразву-ковой патологии обусловливают необходимость постоянного мониторинга условий труда и состояния здоровья экипажей вертолетов Ми-8.
Информация о вкладе авторов: разработка дизайна исследования, написание текста рукописи, получение данных для анализа, анализ полученных данных, написание текста рукописи, обзор публикаций по теме статьи — Харитонов В.В.
Финансирование: исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов: автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы (пп. 3 см. References)
1. Харитонов В.В., Мищенко А.А., Пирожков М.В. и др. Методические подходы для оценки акустической обстановки внутри вертолета Ми-8 // Проблемы безопасности полетов. 2020. № 10. С. 39—59.
2. Богомолов А.В., Драган С.П. Автоматизированный мониторинг и технологии обеспечения акустической безопасности персонала // Автоматизация. Современные технологии. 2015. № 4. С. 25—30.
4. Солдатов С.К., Зинкин В.Н., Богомолов А.В. и др. Фундаментальные и прикладные аспекты авиационной медицинской акустики. М.: Физматлит, 2019. 216 с.
5. Зинкин В.Н., Шешегов П.М. Проблемы экспертизы воздействия высокоинтенсивного шума на специалистов Военно-воздушных сил // Военно-медицинский журнал. 2012. Т. 333. № 1. С. 45-50.
6. Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. и др. Медико-социальные аспекты экологической безопасности населения, подвергающегося кумулятивному действию авиационного шума // Экология промышленного производства. 2011. № 2. С. 9—14.
7. Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Драган С.П. и др. Кумулятивные медико-экологические эффекты со-четанного действия шума и инфразвука // Экология и промышленность России. 2012. № 3. С. 46—49.
8. Драган С.П., Богомолов А.В., Дроздов С.В. и др. Исследование погрешности акустических измерений при различных углах падения акустических волн на измерительный микрофон // Датчики и системы. 2020. № 3 (245). С. 32—38.
9. Дроздов С.В., Драган С.П., Богомолов А.В. и др. Метод определения скорости воздушных судов по акустическим измерениям на местности // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2020. № 5. С. 70—74.
10. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Богомолов А.В. и др. Обоснование использования специалистами средств индивидуальной защиты при воздействии авиационного шума // Информатика и системы управления. 2009. № 4 (22). С. 139—141.
11. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Богомолов А.В. и др. Актуальные проблемы защиты населения от низкочастотного шума и инфразвука // Технологии гражданской безопасности. 2015. Т. 12. № 1 (43). С. 90—96.
12. Драган С.П., Солдатов С.К., Богомолов А.В. и др. Оценка акустической эффективности средств индивидуальной защиты от экстрааурального воз-
60
ЗНиСО февраль №2 (ж)
действия авиационного шума // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2013. Т. 47. № 5. С. 21—26.
13. Зинкин В.Н., Ахметзянов И.М., Солдатов С.К. и др. Медико-биологическая оценка эффективности средств индивидуальной защиты от шума // Медицина труда и промышленная экология. 2011. № 4. С. 33—34.
14. Зинкин В.Н., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В. и др. Анализ эффективности средств защиты от шума во взаимосвязи с профессиональной надежностью специалистов «шумовых» профессий // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2011. № 3. С. 70—76.
15. Чистов С.Д., Кукушкин Ю.А., Солдатов С.К. и др. Влияние интенсивного шума на функциональное состояние летного состава // Проблемы безопасности полетов. 2019. № 9. С. 3—13.
16. Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Ахметзянов И.М. и др. Экологические аспекты безопасности жизнедеятельности населения, подвергающегося действию авиационного шума // Теоретическая и прикладная экология. 2011. № 3. С. 97—101.
17. Шешегов П.М., Зинкин В.Н., Дворянчиков В.В. и др. Нейросенсорная тугоухость шумовой этиологии: диагностика, лечение и профилактика // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2015. № 2 (50). С. 60—66.
18. Солдатов С.К., Богомолов А.В., Зинкин В.Н. и др. Проблемы обеспечения акустической безопасности персонала авиационной промышленности // Безопасность труда в промышленности. 2014. № 10. С. 58—60.
19. Зинкин В.Н., Шешегов П.М., Чистов С.Д. Клинические аспекты профессиональной сенсоневральной тугоухости акустического генеза // Вестник оториноларингологии. 2015. Т.80. № 6. С. 65—70.
20. Шешегов П.М., Зинкин В.Н., Сливина Л.П. Авиационный шум: особенности формирования и профилактики нейросенсорной тугоухости у авиационных специалистов Военно-воздушных сил // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2019. Т. 53. № 3. С. 49—56.
21. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Драган С.П. и др. Методологические основы персонифицированного гигиенического мониторинга // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2017. Т. 51. № 6. С. 53—56.
22. Богомолов А.В., Драган С.П. Метод акустической квалиметрии средств коллективной защиты от шума // Гигиена и санитария. 2017. Т. 96. № 8. С. 755—759.
23. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Драган С.П. и др. Технология прогностического мониторинга работоспособности операторов, работающих в условиях воздействия авиационного шума, на основе персонифицированных индикаторов опасности акустической обстановки // Математические методы в технике и технологиях. 2020. Т. 5. С. 77—80.
24. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Драган С.П. и др. Методологические основы персонифицированного акустического мониторинга // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 10. С. 33—39.
References
1. Kharitonov VV, Mishchenko AA, Pirozhkov MV, et al. Methodological approaches for assessing the acoustic situation inside the Mi-8 helicopter. Problemy Bezopasnosti Poletov. 2020; (10):39-59. (In Russian). DOI: https:// doi.org/10.36535/0235-5000-2020-10-5
2. Bogomolov AV, Dragan SP. Automatic monitoring and technology of the personnel acoustic safety ensuring. Avtomatizatsiya. Sovremennye Tekhnologii. 2015; (4):25-30. (In Russian).
3. Stojanovic IS. [Measuring noise and vibration in the cockpit of the Mi-8 helicopter.] Vojnotehnicki Glasnik. 2016; 64(1):176-195. (In Serbian). DOI: https://doi. org/10.5937/V0JTEHG64-7714
4. Soldatov SK, Zinkin VN, Bogomolov AV, et al. Fundamental and applied aspects of aviation medical acoustics. Moscow: Fizmatlit Publ., 2019. 216 p. (In Russian).
5. Zinkin VN, Sheshegov PM. The problems of assessment of the high noise 45 impact on the experts of the Air Force. Voyenno-Meditsinskiy Zhurnal. 2012; 333(1):45-50. (In Russian).
6. Zinkin VN, Bogomolov AV, Kukushkin YuA, et al. Medical and social aspects of environmental safety of the
Статья получена: 13.01.21 _
Принята в печать: 03.02.21
Опубликована: 26.02.21
population under a cumulative effect aircraft noise. Ekologiya Promyshlennogo Proizvodstva. 2011; (2):9-14. (In Russian).
7. Zinkin VN, Bogomolov AV, Dragan SP, et al. Cumulative ^ medical and environmental effects of the combined action 1 of noise and infrasound. Ekologiya i Promyshlennost' '—H Rossii. 2012; (3):46-49. (In Russian). Ej
8. Dragan SP, Bogomolov AV, Drozdov SV, et al. The study of the accuracy of acoustic measurements at different angles of incidence of acoustic waves on the measuring 1— microphone. Datchiki i Sistemy. 2020; (3(245)):32-38. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.25728/datsys.2020.3.4
9. Drozdov SV, Dragan SP, Bogomolov AV, et al. Method for determining aircraft speed from acoustic measurements on the ground. Moscow University Physics Bulletin. 2020; (5):70-74. (In Russian).
10. Zinkin VN, Soldatov SK, Bogomolov AV, et al. [Justification of the use of personal protective equipment by specialists when exposed to aircraft noise.] Informatika i Sistemy Upravleniya. 2009; (4(22)):139-141. (In Russian).
11. Zinkin VN, Soldatov SK, Bogomolov AV, et al. Actual problems of population protection from the low-frequency noise and infrasound. Civil Security Technology. 2015; 12(1(43)):90-96. (In Russian).
12. Dragan SP, Soldatov SK, Bogomolov AV, et al. Evaluation of acoustic effectiveness of personnel protectors from extra-aural exposure to aviation noise. Aviakosmicheskaya i Ekologicheskaya Meditsina. 2013; 47(5):21-26. (In Russian).
13. Zinkin VN, Yakhmetzianov IM, Soldatov SK, et al. Medical and biological evaluation of individual noise-protection means efficiency. Meditsina Truda i Promyshlennaya Ekologiya. 2011; (4):33-34. (In Russian).
14. Zinkin VN, Kukushkin YuA, Bogomolov AV, et al. Analysis of the effectiveness of noise protection in conjunction with professional reliability of "noise" professionals. Mediko-Biologicheskie i Sotsial'no-Psikhologicheskie Problemy Bezopasnosti v Chrezvychaynykh Situatsiyakh. 2011; (3):70-76. (In Russian).
15. Chistov SD, Kukushkin YuA, Soldatov SK, et al. Influence of intense noise on the functional condition of pilots. Problemy Bezopasnosti Poletov. 2019; (9):3-13. (In Russian).
16. Zinkin VN, Bogomolov AV, Akhmetzyanov IM, et al. Environmental aspects of life safety of people affected by aircraft noise. Teoreticheskaya i Prikladnaya Ekologiya. 2011; (3):97-101. (In Russian).
17. Sheshegov PM, Zinkin VN, Dvoryanchikov VV, et al. Sensorineural hearing loss of noise etiology in military personnel: diagnosis, treatment and prevention. Vestnik Rossiiskoy Voenno-Meditsinskoy Akademii. 2015; (2(50)):60-66. (In Russian).
18. Soldatov SK, Bogomolov AV, Zinkin VN, et al. [Problems of ensuring acoustic safety of personnel in the aviation industry.] Bezopasnost' Truda v Promyshlennosti. 2014; (10):58-60. (In Russian).
19. Zinkin VN, Sheshegov PM, Chistov SD. The clinical aspects of occupational sensorineural impairment of hearing of the acoustic origin. Vestnik Otorinolaringologii. 2015; 80(6):65-70. (In Russian).
20. Sheshegov PM, Zinkin VN, Slivina LP. [Aviation noise: features of the formation and prevention of sensorineural hearing loss in aviation specialists of the Air Force.] Aviakosmicheskaya i Ekologicheskaya Meditsina. 2019; 53(3):49-56. (In Russian). DOI: https:// doi.org/10.21687/0233-528X-2019-53-3-49-56
21. Ushakov IB, Bogomolov AV, Dragan SP, et al. [Methodological foundations of personalized hygienic monitoring.] Aviakosmicheskaya i Ekologicheskaya Meditsina. 2017; 51(6):53-56. (In Russian). DOI: https:// doi.org/10.21687/0233-528X-2017-51-6-53-56
22. Bogomolov AV, Dragan SP. Method of acoustic qualimetry of means of collective protection from noise. Gigiena i Sanitariya. 2017; 96(8):755-759. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.18821/0016-9900-2017-96-8-755-759
23. Ushakov IB, Bogomolov AV, Dragan SP, et al. Technology for predictive monitoring of operability of operators working under the influence of aircraft noise, based on personalized indicators of acoustic hazard. Matematicheskie Metody v Tekhnike i Tekhnologiyakh. 2020; (5):77-80. (In Russian).
24. Ushakov IB, Bogomolov AV, Dragan SP, et al. Methodological foundations of the personalized acoustic monitoring. Bezopasnost' Truda v Promyshlennosti. 2020; (10):33-39. (In Russian). DOI: https://doi. org/10.24000/0409-2961-2020-10-33-39
■ + +■ +
