CC BY
17
Д-р В. В. ЛЕВ АШЕВ и доц. С. И. СЛОНЕВСКИЙ (Москва>
Кабина пилота как рабочее место в санитарно-гигиеническом отношении
Из центральной лаборатории авиационной медицины Главного управления гражданского воздушного флота
При конструировании самолета вопросам, связанным 'с гигиенической обстановкой рабочего места, часто придается второстепенное значение, и постройка, и испытание самолетов осуществляются без участия санитарных работников. Между тем коЛгатация санитарно-гигиенических дефектов уже в эксплоатации не должна иметь места в практике; конструктор должен проектировать самолет при консультации не только пилота, но и врача-гигиениста, знающего самолет и летный труд.
К сожалению, мысль о предупреждении санитарно-гигиенических ошибок в отношении кабины пилота при постройке самолета не встречает в системе ГВФ благоприятного отношения. Необходимость выполнения хотя бы элементарных санитарно-гигиенических требований при самолетостроении не регламентирована. Гигиенические требования, которыми следует руководствоваться при самолетостроении, не разработаны.
В этой работе мы рассмотрим кабину пилота как рабочее место с гигиенической точки зрения и наметим те основные санитарные требования, которые должны быть предъявлены к конструкции и оборудованию кабины самолета.
Типы кабин управления самолетов ГВФ разделяются на две группы: а) открытые кабины, т. е. такие, где верхняя часть туловища пилота возвышается над бортом! кабины самолета и соприкасается непосредственно с наружным' воздухом, и б) закрытые кабины, представляющие собой замкнутое помещение, закрытое сверху стеклянным фонарем и сообщающееся с пассажирской кабиной. Так как открытые кабины достаточно изучены и изучаются в ГВФ, мы разберем кабины закрытого типа.
Обследования самолетов велись по специально разработанным картам, материал которых обсуждался совместно с летно-подъемным и инженерно-техническим составом.
Размер кабины управления самолетов имеет большое значение для нормальной работы пилота. Тесная кабина затрудняет работу ¡пилота, стесняет его движения, ущемляет одежду, иногда способствует ранениям и ушибам тела. Пространственные размеры кабины должны находиться! в 'соответствии с ее оборудованием. Кабины закрытых самолетов обычно имеют 2 рабочих места с параллельным управлением для пилота и бортмеханика. Исходя из этого, при определении габаритов кабины в основу необходимо положить габариты двух кресел, а именно: 1) передне-задний размер, равный глубине сидения (40 см), + наклон спинки (16 см) + обивка (4 см) + расстояние до доски управления (50 см); все вместе это составляет 110 см>; 2) поперечный размер, равный ширине двух сидений (90 см), + ширина прохода (40 см), а всего 130 см. Таким образом, площадь кабины определяется в передне-заднем направлении равной 110 см и в поперечном — 130 см. Размеры эти следует считать минимальными и они имеются только^ на самолете АНТ-9.
Высота кабины (т. е. ее потолка — стеклянного фонаря) должна составлять, учитывая средний р®ст пилотов, не менее 170—180 см.
Этому требованию не удовлетворяет ни один из изученных нами самолетов.
Приведенные размеры дают возможность расположить два кресла со свободным подходом к ним, приборную доску и органы управления.
Применение поясных ремней в кабине такого размера предупреждает опасность ушибов и ранений о приборную доску в случае резкого толчка самолета. Достаточная же высота кабины исключает возможность ушибов и ранений головы о металлические рамы фонаря кабины.
Кроме того., в кабине такого размера при соответствующем рациональном расположении оборудования и органов управления будет исключена вынужденная полусогнутая посадка пилота, чрезвычайно быстро ведущая к утомлению.
Кабина пилота должна быть изолирована от пассажирской кабины дверью достаточных размеров: ' 50 X 150 см, четырехугольной, овальной или трапециевидной, вытянутой по высоте; эта дверь должна закрываться герметически. Входить в кабину пилот должен через эту дверь, но можно допустить и отдельный, наружный, ход, но надлежащих размеров и формы. Например, на самолете Сталь-3 дверь, имеющая форму прямоугольного треугольника (105 X 75 см), очень неудобна, так как она расположена наиболее узкой частью {вершиной треугольника) вверх.
У других самолетов размеры дверей, ведущих в пассажирское отделение, также недостаточны: у ПС-9 — 52 X 110 см, К-5 — 48 X 95 см.
У дверей имеются выступающие незапруженные ручки, цепляющиеся за одежду.
Особо важно отметить, что у большинства систем самолетов двери открываются наружу, что создает большие трудности в случае необходимости прыжка с парашютом. Целесообразно у двери кабины пилота делать завешиваемое со стороны кабины пилота окно и для экстренных случаев устраивать сигнализацию из пассажирской кабины в кабину пилота (звонок).
Для предупреждения ушибов и ранений пол в кабине должен быть ровным и для устранения скольжения покрыт настилом из гофрированной резины.
Проводка тросов и передач над полом недопустима даже в закрытых кожухах; тросы должны проводиться под полом.
На полу, особенно в проходе, нельзя устанавливать никаких приборов. Приборы, прикрепленные к стеклам кабины, а также мелкие части (скрепы, ручки и т. п.) в кабине пилота должны быть расположены и монтированы таким образом, чтобы исключить возможность ушибов и ранений о них. В этом отношении изученные нами самолеты оставляют желать многого.
Размеры кабины, расположение в ней приборов наблюдения и управления, расстояние между ними и т. д. тесно связаны с непосредственным рабочим местом пилота — креслом. Удобное кресло пилота с учетом всех производственных и гигиенических моментов является одним из важнейших элементов кабины управления при рассмотрении санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к самолету. При проектировании кресла пилота необходимо создать такие условия, которые устраняли бы статическое напряжение мыЩц пилота и давали бы ему возможность удобно управлять самолетом, так как постоянное мышечное напряжение пилота в креслах, мало приспособленных к его работе, приводит к быстрому утомлению.
Основные гигиенические требования к креслу пилота заключаются в том, что оно должно: 1) отвечать характеру производственных процессов; 2) соответствовать размерам тела; 3) по возможности макси-
мально разгружать мышечное напряжение, связанное с поддержанием туловища в необходимом положении.
Наименьшее мышечное напряжение достигается при такой посадке, когда туловище по отношению к бедрам и сидению находится не под прямым углом, а откинуто назад под тупым углом и верхняя часть туловища опирается на высокую спинку (тип кресел для отдыха). Такое положение туловища, по исследованиям д-ра Добротвор-ского 1, является также наиболее целесообразным на рабочем месте пилота; Добротворским установлены следующие наиболее выгодные соотношения углов: А = 22°, Б — 97° и В = 15° {рис. 1).
Размеры сидения и спинки определяются шириной таза, длиной бедра и туловища (или высотой лопатки). Ширина таза, определяющая ширину сидения, колеблется от 24 до 36 см; прибавляя к максимальному размеру таза толщину зимней одежды в 8 см, получаем ширину сидения в 43 см; эта величина соответствует ширине обычного стула.
Глубина сидения (передне-задний размер) определяется неполной длиной бедра для того, чтобы не сдавливались подколенные сосуды, и для более устойчивого положения тела. При среднем росте в 170 см длина бедра равна 45 см, следовательно, глубина сидения может быть
принята в 40 см. Высота спинки над сиденьем должна максимально обеспечивать правиль. ное положение позвоночника и спины во время сиденья, что вполне достигается при высоте спинки в 50 см. Ширина спинки — 35 см-
Рис. 1
Рис. 2
Для уменьшения утомляемости рук, лежащих при пилотировании все время на штурвале в вытянутом положении, целесообразно устраивать подлокотники, высота которых над сидением для среднего роста определяется в 30 см. Целесообразно и устройство, допускающее изменение этой величины на ± 10 см для возможности приспособления подлокотников к индивидуальным особенностям и удоб-' ствам. Ширина подлокотника должна быть в 15—20 см, длина в 35— 40 см, форма—желобоватая.
Кроме размеров, в гигиеническом отношении небезразлична и форма частей кресла. Так, сидение устраивать лучше не круглой, а полуовальной формы (рис. 2) с закрытыми передними углами; верхняя поверхность сидения должна быть седлообразной, как наиболее разгружающая давление на седалище. Полуовальная форма сидения определяет и такое же устройство спинки; верхний край последней — полукруглой или полуовальной формы. Подлокотники должны быть устроены таким образом, чтобы не допускать задевания за них одежды.
Сидение, спинка и подлокотники следует покрывать мягкой, эластичной нетканьевой обивкой. Для предупреждения загрязнения от Пота в летнее время рекомендуется пользоваться сменяемыми парусиновыми чехлами. Высота сидения должна изменяться по вертикали,
1 «Бюллетень ВАО», № 4—5, 1921.
чтобы давать возможность удобно в связи с индивидуальными особенностями пилота приспособлять высоту сидения по отношению к педалям и устранять, таким образом, необходимость приспособления высоты сидения кустарным способом (одеждой, подушками и т. п.), как это наблюдалось нами.
В устройстве кресла не допускается наличия острых углов, скоб и т. п., за которые может зацепиться и порваться одежда и которые затрудняют подход к рабочему месту.
Таблица 1
Кресла пилотов на самолетах ГВФ
Ширина Глубина Высота Угол наклона спин-
Тип самолета сидения сидения сидения ки к сиде-
в см в см в см нию в градусах
ПС-9 . . 40 37 54 90
Стадь-З . 45 35 40 90
К-5 . 45 35 45 90
Сидения всюду неподвижные, горизонтальные, спинка прямая (под углом в 90°); ширина сидения у двух систем нормальная, у ПС-9 — недостаточная; глубина сидения также недостаточная; высота спинки неодинаковая с колебанием ±5 см; форма сидения полукруглая, спинка—овальная (ПС-9, Сталь-3) или параболическая >(К-5). Подлокотники имеются только у некоторых самолетов К-5. Обиты сидения и спинки дермантином, иногда съемным. Материал кресла — дюраль. Таким образом, кресло кабины пилота в самолетах ГВФ имеет следующие недостатки: 1) не отвечает необходимым размерам; 2)1 угол наклона спинки неправильный; 3) сидение горизонтальное; 4) высота кресла неизменяемая; 5) отсутствуют подлокотники.
Многочасовые перелеты дают при управлении педалями значительную нагрузку на мышцы ног. Поэтому педали должны иметь обоснованное расположение и форму (рис. 3).
При предельном положении педали АВ рас- С стояние от наиболее отдаленной педали А до сидения должно соответствовать длине ноги АГ. Высота расположения и форма педалей должны представлять достаточную опору для сидения.
Педали, не отвечающие этим требованиям и мало приспособленные к индивидуальным особенностям пилота, очень скоро приводят к значительному утомлению.
Растущее утомление заставляет пилота принимать самые разнообразные положения для устранения в полете неудобств, связанных с устройством педалей.
Вопрос о расстоянии педалей по отношению к креслу пилота достаточно разработан (Добротворский), и среднее расстояние устанавливается в 50 см. Для приспособления к индивидуальным размерам
Рис. 3
длины ноги необходимо устраивать передвижные педали зв передне-заднем направлении с фиксацией их.
Возможно изменение расстояния» между педалями и сидением путем приближения или удаления от педалей самого сидения; такая система устройства кресла пилота нами встречалась, но против этой системы следует возражать, так как при этом могут нарушаться взаимоотношения пилота с другими частями и приборами кабины, а потому целесообразно устраивать сидение как центральное место работы пилота фиксированным и уже все остальное располагать и приспосабливать по отношению к сидению.
Для предупреждения утомления мышц ног и обеспечения наиболее благоприятных условий кровообращения нижних конечностей рекомендуется педали устраивать на такой высоте, чтобы ноги были незначительно согнуты в коленях. Это достижимо при приближении высоты педалей к высоте края сидения, т. е. тогда, когда ноги принимают почти горизонтальное положение (Добротвор-ский). Разность высот сидения и педалей допускается в 20 — 25 см и может индивидуально устанавливаться благодаря устройству переменной высоты сидения.
Здесь мы имеем расстояние педалей от сидения нормальным только! у одной системы ПС-9 в двух других системах расстояния эти ненормальны. Колебания размеров составляют 25 см.
В отношении разности высоты сидения и педалей здесь размеры нормальны.
Необходимо обратить внимание на то, чтобы педали при управлении ими в пределах своих крайних положений обеспечивались параллельностью их по отношению к переднему краю сидения, т. е. вращались по вертикальной оси и совершали движения параллельно стопе в движении ее в голеностопном суставе по горизонтальной оси. Такое устройство сводит до минимума утомление ног при длительных полетах.
Форма педалей, наиболее целесообразная в гигиеническом отношении, представляет наибольшую поверхность в качестве опоры для ступни (плоская педаль, соответствующая форме стопы или части ее). Для предупреждения скольжения прикасающейся к педали обуви пилота поверхность педали должна быть покрыта резиновой дорожкой, а в зимнее время для уменьшения охлаждения ног пилота педаль должна быть утеплена (например, толстой, стеганой в несколько слоев тканью).
Для предотвращения выскальзывания ноги педаль должна иметь борта и быть снабжена прочными резиновыми петлями, достаточно широкими, чтобы не надавливать на подъем стопы.
В изученных системах только Сталь-3 снабжена педалью с резиновой прокладкой.
У самолета ПС-9 возможно скольжение ноги, у К-5 имеется недопустимая цилиндрическая форма педалей; при такой форме педали нога получает опору не на плоскости, а по линии соприкосновения подошвы обуви с поверхностью круглой педали. Эта форма педали при рейсовом полете вынуждает пилота менять положение ступни на педали много раз.
Таблица 2
Взаимоотношения размеров на самолетах ГВФ
Система самолета Расстояние от края кресла до педалей Разность сидения и педалей в см
в см
ПС-9 ....... 50 25
Сталь-3...... 45 20
К-5........ 70 25
П&.
Напряжение к концу полета становится настолько большим, что пилот после многих перемен положения ступни управляет педалями задниками сапог и тем самым до некоторой степени снижает утомление ног.
Рулевое колесо должно быть замкнутого типа, большого диаметра и с тонким ободом для обеспечения лучшей видимости приборов на приборной доске. Допустима и появившаяся позднее форма штурвального колеса в виде восьмерки. Металлический обод штурвального колеса должен быть покрыт нетеплопроводным материалом (дерево, пластмасса) и иметь гладкую поверхность. Если по производственным соображениям необходима его шероховатость, то она должна быть нанесена на покрывающий материал. Обертывание обода шпагатом негигиенично.
Высота рычага штурвала устраивается постоянной. Некоторые пилоты невысокого роста указывают, что по отношению к туловищу «баранка» расположена очень высоко, чем затрудняется наблюдение за приборной доской; им приходится прибегать к дополнительным подушкам на сидении, что было бы целесообразно устранить устройством передвигающейся по длине «баранки».
В связи со штурвальным управлением имеет значение расстояние между штурвалом — при крайнем положении его на себя — и спинкой сидения, где помещается верхняя часть туловища; величина эта колеблется от 35 (Сталь-3) до 38 см (К-5); если принять толщину туловища на высоте груди равной 22— 25 см и прибавить к ней толщину одежды 8 см, получим 30—33 см. Это и ссть предел для крайнего положения штурвального колеса.
Приборная доска должна быть расположена не ближе 30—50 см от переднего края сидения и нижний край ее должен быть установлен таким образом, чтобы была исключена возможность ушибов голеней и 'коленной чашечки.
Аэронавигационные приборы должны быть утеплены и приборная доска покрыта слоем мелкопористой губки, выступающей над прибором на толщину около 30 мм. Здесь мы не касаемся войросов расположения доски в отношении зрения, значения форм и расположения циферблатов и стрелок приборов, отсылая к соответствующим работам, выполненным центральной психофизиологической лабораторией ГВФ. !
Неподвижность тела пилота во время полета, ai также недостаточность теплозащитных свойств зимней одежды ведут иногда при полетах в холодное время года к значительному охлаждению организма и простудным заболеваниям.
Создание рациональной одежды, защищающей организм от колебания (температуры и удобной во всех отношениях, является проблемой очень сложной и едва ли полностью разрешимой в ближайшее время. Конструктора самолетостроения должны подумать об утеплении и отоплении кабины управления.
Отопление кабины с помощью калориферной системы, нагреваемой выхлопными газами, должно принять реальные формы и стать обязательным для каждого самолета. Необходимо, чтобы нагретый воздух от| калорифера поступал снизу, постепенно обогревая пилота и кабину управления. Рациональный обогрев ка бины управления особенно важен в условиях Арктики и в высотных рейсах. Температура кабины пилота может быть допущена, учитывая утепление одежды, от + 8 до + 10°.
Вентиляция кабины самолета приобретает чрезвычайно существенное значение в самолетах закрытого типа. Попадание продуктов неполного сгоран'ия и смазочных масел, главным образом окиси углерода и акромина, может вызвать у пилота явления угорания. I !
Некоторые наши закрытые самолеты, вследствие полного отсутствия системы вентиляции и проветривания и наличия конструктивных недостатков, содержат в воздухе кабины концентрации окиси углерода, превышающие установленные нормы для рабочих зон (0,02 мг/л). Летно-подъемный состав при продолжительных рейсовых полетах на таких самолетах проявляет Совершенно ясные признаки острого отравления окисью углерода. У некоторых систем выхлопные газы свободно засасываются через случайные щели и даже вентиляционные отверстия (преимущественно через хвостовое оперение ввиду разреженности воздуха в кабине), проходят в пассажирскую и пилотскую кабины, «вентилируя», таким образом, весь самолет в обратном направлении.
При проектировании вентиляции необходимо предусмотреть подпор воздуха из кабины управления к хвостовой части самолета и одновременно отводить выхлопные патрубки общим коллектором под фюзеляж. Только таким образом можно создать нормальный обмен чистого воздуха в кабине управления.
Выводы
1. Кабина пилота три двойном управлении должна иметь следующие размеры: передне-задний размер 110 см, поперечный размер 130 см, и высоту 170—180 см.
2. Дверь в кабину управления устраивается размерами не менее SO X 150 см, четырехугольной формы или в форме вытянутой по вы-
соте трапеции с перевернутым основанием. Дверь должна свободно открываться и герметически закрываться.
3. Пол в кабине управления делается ровным и нескользким1 (покрыт гофрированной резиной), тросы должны проводиться только под полом.
4. Для создания нормального температурного режима в кабине управления при зимних полетах (от +8 до + 10°) необходима установка системы калориферного отопления с подогревом от выхлопных газов.
5. Кабина пилота должна быть защищена от проникновения выхлопных газов и продуктов неполного сгорания смазочных масел винтомоторной группы.
6. Вывод выхлопной трубы должен располагаться под фюзеляжем,
7. -Кабина управления должна быть обеспечена надлежащей вентиляцией, обеспечивающей подпор воздуха от кабины пилота к хвостовой части самолета.
8. Кресло пилота должно иметь следующие размеры: ширину сидения 43 см, глубину 40 см, высоту спинки 50 см, ширину спинки 35 см.
9. Сидение кресла пилота должно быть устанавливаемо под углом в 15—20° по отношению к плоскости носа кабины.
10. Подлокотники устраиваются на высоте 30 см над сидением размерами 15 X 35 см. Конструкция подлокотников должна допускать изменяемость положения по вертикали в пределах ± 10 см.
11. Кресло должно обиваться мягкой и эластичной обивкой и не должно иметь острых углов.
12. Высота педалей должна приспособляться к длине ног. Среднее расстояние до кресла ориентировочно устанавливается в 50 см. Разность между высотой сидения и педали допускается в 20—25 см.
13. Педаль должна быть плоской и соответствовать форме стопы или части ее.
14. В летнее время плоскость педали покрывается гофрированной резиной, а в зимнее утепляется специальным чехлом из стеганной ткани. Ч^
15. Штурвальное колесо должно быть замкнутого типа (может иметь форму восьмерки), быть большого диаметра и с гладким ободом из дерева или пластмассы.
16. Расстояние крайнего положения штурвального колеса (на себя) до спинки сидения должно быть не менее 35 ом».
17. -Приборная доска устанавливается не ближе 30—50 см от края сидения.
18. Приборы должны быть утеплены, а плоскость доски покрыта слоем мелкопористой губки толщиной около 30 мм».
19. Главные аэронавигационные приборы рациональнее монтировать по вертикальной линии.
20. Деления и цифры шкал должны иметь толщину штриха не менее 0,44—0,58 мм.
21. Для освещения приборной доски в условиях полета темной ночью рекомендуется устанавливать желтое или оранжевое освещение; при полетах в лунную ночь или под зорю—голубое.
22. Представленные на утверждение проекты самолетов наряду с технической экспертизой должны сопровождаться также и санитарной экспертизой.
23. Рассмотрение проектов и испытание самолетов должны происходить с участием гигиенистов.
24. В актах при сдаче самолетов в эксплоатацию должно быть заключение о соответствии его санитарным требованиям. '
