CC BY
84
УДК 621.3
КРИТЕРИИ ВЫБОРА СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
ОТ АВИАЦИОННОГО ШУМА
В.В. Харитонов
Наличие в спектре авиационного шума частот звукового и инфразвукового диапазонов позволяет говорить о сочетанном действии шума и инфразвука, обусловливающем профессиональные и профессионально обусловленные заболевания и требующем обоснованного выбора средств индивидуальной защиты от шума.
Ключевые слова: авиация, шум, инфразвук, вредный фактор, средства защиты.
Введение. Проблема шумового воздействия в наше время становится все более актуальной. Шум занимает ведущее место среди неблагоприятных факторов производственной среды, а его действие приводит к снижению работоспособности и увеличению общей и профессиональной заболеваемости [1, 2]. В авиации Военно-воздушных сил (ВВС) проблема шумового воздействия является весьма актуальной при эксплуатации воздушных судов (ВС) [3, 4].
В особо неблагоприятных условиях находится инженерно-технический состав (ИТС), который принимает участие в обслуживании ВС при выполнении полетов и других видов работ и находящийся в ближнем звуковом поле. Эта проблема усугубляется отсутствием специализированных средств индивидуальной защиты (СИЗ) от авиационного шума, а использующиеся в настоящее время противошумы, как правило, не обладают достаточной акустической эффективностью [5, 6].
Результаты анонимного анкетирования ИТС, обслуживающего ВС, показали, что их самочувствие и работоспособность в немалой степени связаны с условиями работы на своих рабочих местах. Наиболее значимыми факторами (в порядке убывания их влияния) для авиационных специалистов являются: акустический шум (100% опрошенных), выхлопные газы автомобилей (81%), микроклиматические условия (55%), электромагнитное излучение (20%) [7-9].
Известно, что при высоких уровнях звука свыше 120 дБА человек ощущает вибрацию всего тела и внутренних органов. Действие акустических полей такой интенсивности способствует развитию субъективного дискомфорта, нарушениям со стороны центральной и вегетативной нервной системы. Ситуация резко усугубляется, если в спектре шума присутствуют низкие и инфразвуковые частоты. Поэтому на рабочих местах ИТС необходимо использовать средства защиты, как индивидуальные, так и коллективные. При этом необходимо иметь в виду, что выбор средств защиты определяется уровнем и спектром шума на рабочих местах ИТС, для каждого рода авиации ВВС [10-12]. В настоящее время ИТС ВВС не обеспечен эффективными СИЗ органа слуха и позволяет частично обеспечить защиту от акустических колебаний звукового диапазона. Ситуация усугубляется тем, что СИЗ от инфразвука не существует.
159
Цель: обосновать критерии выбора средств индивидуальной защиты от шума для инженерно-технического состава ВВС.
Материал и методы исследования. Измерения уровней звука и звукового давления проводили с учетом требований ГОСТ Р ИСО 96122013 на всех этапах полетного задания на рабочих местах специалистов инженерно-авиационной службы. Гигиеническую оценку проводили по критериям СанПин 2.2.4.3359-16 [13]. Для измерений использовали интегрирующий шумомер - анализатор спектра 8УЛК-945Л.
Источники шума при обеспечении полетов. Авиационный шум формируется несколькими источниками. Каждый источник генерирует шум с определенной спектральной и энергетической характеристикой. Основным источником шума на рабочих местах авиационных специалистов являются ВС. Шум создают работающие авиационные двигатели, компрессоры, кондиционеры, планер во время полета [7, 10]. При подготовке воздушного судна к полету, взлете, наборе высоты доминирует шум двигателя, при крейсерском полете и посадке - аэродинамический шум за счет обтекания планера воздухом. Кроме того перед вылетом задействовано достаточно большое количество аэродромной техники, которая для мобильности в большинстве случаев на тяжелых грузовых автомобилях. К таким вспомогательным транспортным средствам относятся: аэродромный пусковой агрегат, автомобильный кондиционер, вспомогательная силовая установка, установка для проверки гидросистемы и др. Источниками шума являются также испытательные стенды, оборудование и площадки для опробования двигателей в технико-эксплуатационной части (ТЭЧ).
Таким образом, в авиации существует большое количество источников шума, что оказывает существенное влияние на параметры авиационного шума.
Проведенные исследования показали, что авиационный шум - это собирательное понятие, так как в это понятие включают шум от работы силовых установок, аэродинамических потоков, образующихся вокруг ВС во время полета, вспомогательного оборудования, задействованного при подготовке ВС к вылету в наземных условиях. К характерным особенностям авиационного шума относятся: высокая интенсивность, широкопо-лосность, цикличность действия, наличие в спектре высокоинтенсивной инфразвуковой составляющей [2, 3, 14, 15].
Изучение условий деятельности авиационных специалистов показало, что в наибольшей степени в неблагоприятных условиях по шуму при обслуживании ВС находятся ИТС в следующих аэродромных зонах: на позиции подготовки ВС к вылету, местах опробования двигателей, площадках стартового осмотра [2, 7].
Акустическая обстановка на рабочих местах ИТС. По результатам измерений проведена комплексная оценка шума, действующего на ИТС для всех ВС, стоящих на вооружении ВВС ВКС. В табл. 1 представлена характеристика шума на рабочих местах ИТС при работе двигателя и вспомогательного оборудования во время обеспечения полетов и выполнения регламентных работ (время рабочей смены принято равным 8 ч).
160
Таблица 1
Характеристики шума, создаваемые на рабочих местах ИТС за летную смену во время обеспечения полетов и выполнения регламентных работ в зависимости от рода авиации
Род авиации УЗД (дБ) в октавных полосах частот 31,5-8000 Гц Время воздействия шума, ч Эквивалентный уровень звука А за рабочую смену, дБА Эквивалентный общий уровень ИЗ за рабочую смену, дБ
Дальняя (ДА) 98-120 1-4 98-117 91-101
Истребительно-бомбардировочная (ИБА) 98-123 0,5-2 97-118 101-111
Военно-транспортная (ВТА) 96-123 1-2,5 111-116 102-107
Армейская (АА) 96-119 0,5-1 109-115 103-109
Из табл.1 видно, что УЗД в полосе частот 31,5-8000 Гц находился в диапазоне от 96 дБ (ВТА и АА) до 123 дБ (ИБА и ВТА). Эквивалентный общий уровень ИЗ за рабочую смену колебался от 91 дБ (ДА), до 111 дБ (ИБА), что превышает допустимые нормы практически во всех родах авиации до 11 дБ.
Интегральной характеристикой величины непостоянного шума является эквивалентный уровень звука. При минимальной загрузке ИТС (обеспечение 1-2 вылетов в течение летной смены) эквивалентные уровни колебались от 97 до 115 дБА в зависимости от ВС рода авиации, что превышало ПДУ на 17-35 дБА, а при максимальной (обеспечение 4-6 вылетов за летную смену) - от 103 до 118 дБА, то есть превышение допустимых величин составило уже 23-38 дБА. Наиболее высокие эквивалентные уровни звука выявлены на рабочих местах ИТС при работе двигателей ВС истре-бительно-бомбардировочной авиации. ИТС, обслуживающий самолеты дальней авиации получает наиболее значительную дозу шума, превышающую ПДУ в 1578 раз. Это связано с тем, что на обслуживание самолетов дальней авиации уходит значительно больше времени, чем на воздушные суда других родов авиации.
По характеру шумового воздействия ИТС при обслуживании ВС, были распределены на 4 группы:
1. К первой группе относятся технические экипажи ВС: старший техник, техник самолета и механики, а также специалисты по авиационному оборудованию, отвечающие за подключение и отключение агрегатов электропитания к ВС, которые при подготовке ВС подвергаются воздействию наиболее интенсивных акустических шумов при опробовании двигателей в течение всей летной смены (до 8-9 часов), с уровнем звука 116127 дБ (эквивалентный уровень звука от 97 до 118 дБА).
161
2. Ко второй группе относятся специалисты групп обслуживания по различным системам: авиационного оборудования, авиационного вооружения, радиоэлектронного оборудования, дизельно-топливного оборудования и др. По характеру работы они пребывают на позициях подготовки ВС в течение 4-6 час. Уровень звука, воздействующий на них 94-124 дБ (эквивалентный уровень звука от 94 до 115 дБА).
3. К третьей группе относятся специалисты ТЭЧ, подвергающиеся воздействию шумов при проведении ремонтно-регламентных работ, опробование и регулировка двигателей после проведения ремонтных и регламентных работ. Для выполнения этой работы привлекается вспомогательное оборудование. Авиационный шум воздействует на них в течение 4-6 часов с уровнем звука 93-114 дБ (эквивалентным уровнем 90-105 дБА).
4. В эту группу отнесены водители всех вспомогательных транспортных средства (АПА, ВСУ, АК, ТНУ), участвующих в подготовке полетов. Лица этой группы могут находиться в зоне самых интенсивных шумов. Помимо шума от авиационного двигателя на них воздействует шум от работы вспомогательного оборудования и двигателя автомобиля. По характеру работы они пребывают на позиции подготовки ВС в течение стартового времени. Подвергаются воздействию шума в течение 8 - 10 часов 80 - 110 дБ (эквивалентным уровнем 80 - 120 дБА).
Критерии выбора СИЗ от шума. В соответствии с ГОСТ Р 12.4.255-2011 СИЗ в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на: противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход; противошумные наушники, смонтированные с защитной каской; шлем (шлемофон) шумозащитный (ШШЗ). Эти СИЗ предназначены, в первую очередь, для защиты воздушного пути, являющегося основным путем воздействия шума на орган слуха.
Ориентировочная эффективность в различных частотных диапазонах выпускаемых отечественной промышленностью СИЗ от шума представлена в табл. 2 [2, 4, 5, 16].
Таблица 2
Эффективность СИЗ в различных частотных диапазонах
Типы СИЗ Эффективность СИЗ, дБ, в частотном диапазоне, Гц
20-100 100-800 800-8000 Свыше 8000
Вкладыши 5-20 20-35 30-40 30-40
Наушники 2-15 15-35 30-45 35-45
Наушники + Вкладыши 15-25 25-45 30-60 40-60
ТТТТТТЗ 2-7 7-20 20-55 30-55
Космические шлемы 5-10 10-25 30-60 30-60
При выборе СИЗ от шума надо руководствоваться уровнем звука на рабочих местах. Вкладыши обеспечивают снижение шума до 20 дБ, наушники до 30 дБ, комбинация вкладышей и наушников и шумозащитный
162
шлем - до 35 дБ. Необходимо учитывать, что в ряде случаев заявленная акустическая эффективность существующих СИЗ от шума часто оказывается завышенной в 1,5-2 раза [17].
Разница эквивалентного уровня звука между максимальной фактической величиной и предельно допустимой в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 для 8-часового рабочего дня (А) для первой группы ИТС составляет 47 дБ, для второй - 44 дБ, для третьей - 34 дБ, для четвертой -30 дБ. Видно, что у ИТС первой и второй групп эта величина превышает акустическую эффективность всех перечисленных видов СИЗ, потому при их использовании не будет гарантирована безопасность персонала от неблагоприятного действия шума. Военнослужащим третьей группы для безопасных условий труда необходимо использование комбинации наушников с вкладышами, или шумозащитный шлем, а военнослужащим четвертой группы достаточно будет использование наушников или их комбинацию с вкладышами.
Таким образом, для обоснования выбора типа СИЗ от шума необходимо применение принципа «интенсивность шума-класс противошума». Руководствуясь этим принципом в табл. 3 проведена сравнительная оценка фактических уровней звукового давления и уровней шума (табл.1) на рабочих местах авиационных специалистов ВВС с эффективностью промышленных образцов СИЗ от шума. Это позволяет определить необходимый класс СИЗ от шума и направления совершенствования средств и методов защиты от шума для рода авиации.
Из табл. 3 следует, что величина А превышает акустическую эффективность перечисленных типов СИЗ, поэтому их использование не будет гарантировать безопасность ИТС от неблагоприятного действия шума.
Анализ эффективности противошумов по частотам показал, что при воздействии широкополосного шума они достаточно хорошо снижают УЗД до требуемых значений в частотном диапазоне 4000-8000 Гц (область высоких частот), умеренно - 500-2000 Гц (область средних частот) и слабо - 125-250 Гц (область низких частот).
Таблица 3
Обоснование СИЗ от шума для ИТС при обслуживании
ВС родов авиации
Род авиации УЗД (дБ) СИЗ от шума
Фактические значения А Тип Ослабление (дБ)
ДА 98-120 18-40 Наушники + вкладыши 20-30
ШШЗ 35
ИБА 98-123 18-43 Наушники + вкладыши 20-30
ШШЗ 35
ВТА 96-123 16-43 Наушники + вкладыши 20-30
ШШЗ 35
АА 96-119 16-39 Наушники + вкладыши 20-30
ШШЗ 35
Примечание: А - разница УЗД между максимальной фактической величиной и предельно допустимой в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 для 8-часового рабочего дня.
Проблема защиты от шума с уровнем свыше 125 дБА, а также авиационного шума усугубляется наличием в его спектре выраженных низкочастотных составляющих и ИЗ, обладающих высокой проникающей способностью и оказывающих влияние на организм человека не только через слуховой анализатор, но и за счет непосредственного (прямого) воздействия на все органы и ткани, вызывающего феномен «воздушная вибрация». Для этого рекомендовано использовать комплекс специальных средства защиты, в который должны входить противошумные шлемы и противошумный жилет, обладающие акустической эффективностью в области низких частот и ИЗ. Это новый класс технических СИЗ, предназначенный для защиты человека от аурального и экстрааурального действия высокоинтенсивного шума и ИЗ [5].
Заключение. Сушествующие СИЗ от шума не обладают достаточной акустической эффективностью для защиты ИТС от авиационного шума, что требует проведения научных разработок по созданию более эффективных средств защиты от шума, разработки системы персонифицированного мониторинга акустической безопасности профессиональной деятельности [8, 18-25]. Однако грамотное использование СИЗ позволит привести к снижению заболеваемости на 10-25%.
Список литературы
1. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Кукушкин Ю.А., Афанасьев Р.В., Богомолов А.В., Ахметзянов И.М., Свидовый В.И., Пирожков М.В. Гигиеническая оценка условий труда работников "шумовых" профессий авиаремонтных заводов // Медицина труда и промышленная экология. 2008. № 4. С. 40-42.
2. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Богомолов А.В., Драган С.П. Актуальные проблемы защиты населения от низкочастотного шума и инфразвука. // Технология гражданской безопасности. 2015. Т. 12. № 1. С. 90-96.
3. Балык О.А., Шешегов П.М., Харитонов В.В., Ахметзянов И.М., Зинкин В.Н. Источники высокоинтенсивного шума и инфразвука в Вооруженных Силах Российской Федерации // Вопросы оборонной техники. Технические средства противодействия терроризму. Серия 16. 2018. № 3-4 (117-118). С. 139-147.
4. Зинкин В.Н., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Солдатов С.К., Алексеенко М.С. Исследование эффективности средств индивидуальной и коллективной защиты от шума на основе оценки потенциальной ненадежности профессиональной деятельности авиационных специалистов // Безопасность жизнедеятельности. 2010. № 11 (119). С. 2-6.
5. Драган С.П., Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Солдатов С.К., Дроздов С.В. Акустическая эффективность средств защиты от шума // Медицинская техника. 2013. № 3 (279). С. 34-36.
164
6. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Богомолов А.В., Шведов А.П. Обоснование использования специалистами средств индивидуальной защиты при воздействии авиационного шума // Информатика и системы управления. 2009. № 4 (22). С. 139-141.
7. Харитонов В.В., Зинкин В.Н., Драган С.П., Скуратовский Н.И. Механизмы формирования шума на рабочих местах авиационных специалистов воздушных судов государственной авиации // Проблемы безопасности полетов. 2018. № 10. С.1-17.
8. Зинкин В.Н., Кукушкин Ю.А., Богомолов А.В., Драган С.П., За-гребина С.А. Акустическая безопасность профессиональной деятельности летного состава государственной авиации // В сборнике: Человеческий фактор в сложных технических системах и средах" (Эрго-2018) Труды Третьей международной научно-практической конференции. Под редакцией А. Н. Анохина, А. А. Обознова, П. И. Падерно, С. Ф. Сергеева. 2018. С. 346-354.
9. Никифоров Д.А., Ворона А.А., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Методика оценивания потенциальной ненадежности действий летчика // Безопасность жизнедеятельности. 2015. № 7 (175). С. 7-16.
10. Пенчученко В.В., Харитонов В.В., Кленков Р.Р., Мищенко А.А. Современные методы исследования акустической обстановки в кабинах воздушных судов // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2019. № 6. С. 48-54.
11. Чистов С.Д., Кукушкин Ю.А., Солдатов С.К., Богомолов А.В., Кисляков Ю.Ю., Герасимова Е.Г. Методическое обеспечение оценивания профессиональной работоспособности оператора в условиях воздействия интенсивного авиационного шума // Безопасность жизнедеятельности. 2019. № 5 (221). С. 20-28.
12. Богомолов А.В., Драган С.П., Зинкин В.Н., Алёхин М.Д. Информационная система мониторинга экологической безопасности по акустическому фактору // Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям. 2019. Т. 1. С. 313-316.
13. СанПин 2.2.4.3359-16. Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах, 2016.
14. Дворянчиков В.В., Ахметзянов И.М., Миронов В.Г. Особенности акустической обстановки при эксплуатации объектов вооружения и военной техники в Вооруженных силах Российской Федерации // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2018. № 3 (63). С. 150-110.
15. Драган С.П., Кондратьева Е.А., Котляр-Шапиров А. Д., Дроздов С.В. Методика исследования акустического рефлекса органа слуха при воздействии высокоинтенсивного импульсного шума // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 2. С. 7489.
16. Измеров Н.Ф. Суворов Г.А., Прокопенко Л.В. Человек и шум. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. 379 с.
17. Денисов Э.И., Морозова Т.В., Аденинская Е.Е., Курьеров Н.Н. Проблема реальной эффективности индивидуальной защиты и привносимый риск для здоровья работников (обзор литературы) // Медицина труда и промышленная экология, 2013. № 4. С.18-25.
165
18. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Драган С.П., Солдатов С.К. Методологические основы персонифицированного гигиенического мониторинга // Авиакосмическая и экологическая медицина, 2017. Т. 51. № 6. С. 53-56.
19. Богомолов А.В., Драган С.П., Зинкин В.Н., Загребина С.А., Сви-ридюк Г.А., Ларкин Е.В. Информационная система поддержки принятия решений при мониторинге акустической безопасности профессиональной деятельности авиационных специалистов // Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям, 2018. Т. 2. С. 202-205.
20. Пономаренко В.А., Солдатов С.К., Филатов В.Н., Богомолов А.В. Обеспечение персонифицированной акустической защиты авиационных специалистов (практические аспекты) // Военно-медицинский журнал. 2017. Т. 338. № 4. С. 44-50.
21. Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. Автоматизация персонифицированного мониторинга условий труда // Автоматизация. Современные технологии. 2015. № 3. С. 6-8.
22. Солдатов С.К., Богомолов А.В., Зинкин В.Н., Драган С.П. Проблемы обеспечения акустической безопасности персонала авиационной промышленности // Безопасность труда в промышленности, 2014. № 10. С. 58-60.
23. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Драган С.П., Кукушкин Ю.А., Сомов М.В., Пенчученко В.В., Харитонов В.В., Шешегов П.М. Акустическая безопасность летного и инженерно-технического состава государственной авиации // Национальная безопасность, 2017. № 4 (51). С. 19-35.
24. Солдатов С.К., Богомолов А.В., Драган С.П., Кукушкин Ю.А. Средства и методы персонифицированного акустического мониторинга // Газовая промышленность, 2015. № 7 (725). С. 79-81.
25. Харитонов В.В., Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Драган С.П., Кленков Р.Р., Сомов М.В., Пенчученко В.В., Шешегов П.М. Современные проблемы обеспечения акустической безопасности летного и инженерно-технического состава государственной авиации // Проблемы безопасности полетов, 2017. № 10. С. 3-15.
Харитонов Владимир Васильевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ахтубинск, Филиал «Взлёт» Московского авиационного института (национального исследовательского университета)
CRITERIA FOR SELECTING INDIVIDUAL PROTECTION AGAINST AVIATION NOISE
V. V. Kharitonov
The presence of sound and infrasound frequencies in the spectrum of aircraft noise allows us to talk about the combined effect of noise and infrasound, which causes professional and professionally caused diseases and requires an informed choice ofpersonal protective equipment against noise.
Key words: aviation, noise, infrasound, harmful factor, means ofprotection.
Kharitonov Vladimir Vasilievich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Akhtubinsk, Branch "Takeoff" of the Moscow Aviation Institute (National Research University)
