CC BY
34
МЕРЕЖЕ БУКЕ И ВИБРАЦША У КАБИНИ ХЕЛИКОПТЕРА Ми-8
Ивица С. Становий
BojcKa Срби]е, 3. бата^он везе, Ниш
e-mail: s.ivica74@yahoo.com
ORCID iD: ©http://orcid.org/0000-0002-3286-1046
DOI: 10.5937/vojtehg64-7714
ОБЛАСТ: заштита од буке и вибраци]а ВРСТА ЧЛАНКА: стручни чланак иЕЗИК ЧЛАНКА: српски
Сажетак:
Бука и вибраци}е представъа}у }едан од основних негатив-них елемената радне средине. Цил> овог истраживаъа био je да се мереъем утврди величина тог утица]а на пилота и чланове посаде хеликоптера. Доби}ени резултати упоре^ени су са упозо-рава]уПим и граничним вредностима ко}е су одре^ене посто}е-Яим директивама Европске комиси]е из области буке и вибраци-}а. Упоре^иваъем резултата дошло се до закл>учка да су изме-рене вредности неприхватл>иве са аспекта безбедности и здра-вл>а на раду и да премашу]у дозвоъене. Мереъима jе утвр^ено да посто}и опасност од по}аве професионалних обоъеъа код чланова посаде и да jе потребно предузимати мере за смаъеъе штетног утица]а буке и вибраци}а на ъудство у хеликоптеру.
К^учне речи: хеликоптер, директива, вибраци}е, бука, мереже.
Увод
Бука и вибраци]е су саставни део свакодневног живота и део чо-вековог окружена. Зав^а]у се као пратилац многих животних активности, а ^ихово присуство ]е евидентно у готово свим сферама.
Предмет овог истражива^а ]е сагледава^е нивоа буке и вибраци-]а ко]е се ствара]у у кабини хеликоптера Ми-8 и утичу на посаду. Ци^ истражива^а ]е да се до^е до резултата ко]и йе показати да ли бука и вибраци]е у кабини хеликоптера прелазе дозво^ене границе задате стандардима, да се завршна анализа поткрепи резултатима мерена и укаже на штетан утица] буке и вибраци]а на организам човека.
За мерена ]е одабран хеликоптер Ми-8 с обзиром на то да ]е ова] тип хеликоптера на]заступ^ени]и у Во]сци Срби]е из категори]е тзв. сред^етешких хеликоптера и да се на ^ему обав^а велики бро] сати лета. За потребе истражива^а вршена су мерена буке и ви-
браци]а у кабини хеликоптера ради утвр^ива^а да ли je погонски део хеликоптера извор негативног утица]а буке и вибраци]а у односу на пилоте и колики ]е та] утица].
За оцену ста^а нивоа буке процену ^еног штетног де]ства на чо-века и предузима^е на]адекватни]их метода за сма^е^е буке неоп-ходно ]е располагати што потпуни]им и што тачни]им информаци]ама о карактеристикама саме буке. До ових информаци]а долази се мере^ем карактеристичних величина буке у амплитудном, фреквенци]ском и временском домену. Мере^има ]е неопходно одредити три основне ка-рактеристике буке: ]ачину, фреквенци]ски спектар и тра]а^е буке.
Ради сма^е^а нивоа буке у затвореном простору врши се акустич-ка обрада просторна. Правилна акустичка обрада заснива се на про]ек-това^у и изво^е^у активности из домена избора материала, примене специ]алних конструкци]а и избора адекватних форми и облика.
Посто]е три категори]е вибраци]а ко]има ]е човек изложен. То су самопобудне, принудне вибраци]е при психофизиолошком ангажо-ва^у (вибраци]е ко]има ]е човек изложен у функции оператора, на пример пилоти) и принудне вибраци]е без психофизиолошког анга-жова^а (вибраци]е ко]има ]е човек изложен независно од сво]е во-^е, на пример путник у превозном средству). Предмет овог истражи-ва^а су принудне вибраци]е при психофизиолошком ангажова^у.
За квантитативну процену утица]а вибраци]а на ^удско тело из-вршена су бро]на истражива^а из ко]их су произашли многи стан-дарди и предлози, ко]е ]е уредила ме^ународна организаци]а за стандардизаци]у.
Ме^у бродим стандардима ко]и су значащи за праксу у области безбедности и здрав^а на раду на]заступ^ени]и су: ISO 2631 (односи се на вибраци]е целог тела), ISO 5349 (односи се на вибраци]е система шака-рука) и iSo 8041 (прописке како треба да буде про]ектована и класификована мерна опрема).
Осим процене штетног утица]а на безбедност и здравее ^уди, мереже вибраци]а може се користити као знача^о ди]агностичко средство. Мереже вибраци]а може знатно брже довести до дефекта-ци]е квара и спречава^а катастрофалних последица по ^удство и технику. Тренутна пракса одржава^а хеликоптера у Во]сци Срби]е захтева проверу рада и замену делова након испу^е^а прописаних временских или експлоатационих ресурса, што ]е скупа процедура одржава^а хеликоптера. Решете овог проблема ]е разво] система праЬе^а исправности и коришЬе^а (енгл. Health and Usage Monitoring Systems - HUMS) ко]и служи за открива^е почетних кварова на деловима хеликоптера, предви^а^е преосталог века употребе и ствара^е услова за прелазак са одржава^а заснованог на прописано] превентиви, на одржава^е према ста^у (Kasin, et al., pp.6-8).
dzz>
о
со
"о >
со
о гм
оГ ш
а.
о
о _|
< о
X
о ш
н ^
а. <
н
(Л <
0 >о
X ш н о
О >
Утица] буке на ^удски организам
Бука ]е, према на]чешЬе коришЬено] дефиниции, сваки неже^е-ни звук. Поред тога што има исте физичке карактеристике као и звук, разликэде се од звука по томе што изазива и различите психофизио-лошке ефекте (смета, узнемирава, угрожава) и штетна де]ства по здравее човека. (Ргаэсеую, Оуе1коую., 2005, р.4)
Унутраш^ост хеликоптера ]е затворен простор у ко]ем се ]ав.^а вишеструка рефлекс^а звука од граничних површина.
Преемник звука у затвореном простору изложен ]е де]ству звука ко]и долази директно од извора (директан звук) и звука ко]и долази након вишеструке рефлекс^е (рефлектовани звук). Директни звук ]е ]едино завистан од извора и расща^а и на ^ега не утиче величина затвореног простора, нити рефлекту]уЬа моЬ површина.
Рефлектовани звук ]ако зависи од величине затвореног простора и од апсорбу]уЬих карактеристика граничних површина. Захва^у-]уЬи вишеструким рефлекси]ама, снага рефлектованог таласа дости-же ниво ко]и зависи од апсорпционе моЬи контрукци]е хеликоптера, као и од осталих рефлекту]уЬих површина.
Основна карактеристика рефлекту]уЬег звучног по^а ]е време ревербераци]е, а то ]е време потребно да интензитет звука опадне за 60 ЬБ испод стабилног нивоа након иск^уче^а извора звука (Оуе1коу1с, Ргаэсеую, е1 а1., 2005, р.182).
Време ревербераци]е ]е знача]ан параметер за одре^ива^е адекватних карактеристика говора у унутраш^ости кабине хеликоптера. Од изузетног знача]а ]е одржава^е нивоа звука у границама у ко]има се посади омогуЬу]у безбедни, функционални и комфорни услови радне средине.
Од времена ревербераци]е зависе разум^ивост и квалитет звука у кабини хеликоптера. Како време ревербераци]е дефинише време за-држава^а енерги]е звука у кабини, односно брзину „нестанка'' енерги]е након иск^уче^а извора, то значи да Ье дуже време ревербераци]е кабине узроковати дуже задржава^е енерги]е у кабини. Дуже задржава-^е енерги]е у кабини утиче на сма^е^е разум^ивости говора. Према томе, дуже време ревербераци]е сма^эде разум^ивост говора, што може имати негативан утица] на рад посаде хеликоптера.
Утица]и буке на ^уде деле се на физиолошке и психолошке. Физиолошка де]ства, и аудитивна и неаудитивна, изазива]у промене у физиолошким механизмима или функци]ама везаним за буку. Аудитив-ни ефекти директно утичу на периферни аудитивни систем и на слушни апарат. Излага^е акустичко] енерги]и може изазвати и одре^ене неау-дитивне ефекте, као што су: утица] на вестибуларни систем, на ауто-номни нервни систем, поремеЬа] сна, изазива^е замора, по]ава стреса.
Мейутим, и ови неаудитивни ефекти, осим неколико изузетака, такойе се преносе кроз аудитивни систем (Davis, et al., 2010, pp.110-141).
Бука не угрожава само здравее посаде хеликоптера вей утиче и на квалитет комуникаци]е измену чланова посаде. Бука изазива потенци]ал-не опасности по безбедност и функциониса^е летелице, ума^эдуйи ефективност и ефикасност комуникаци]а, као и спречава]уйи да се алар-ми и остале поруке упозоре^а на време и тачно чу|у, примете и приме.
Преглед физиолошких ефеката буке ко]и ]е установила NASA (National Aeronautics and Space Administration) приказан ]е у табели 1 (Davis, et al., 2010, p.131), у кор] ]е приказана листа различитих усло-ва излагала у погледу звучног притиска, фреквентног опсега и дужи-не излагала, ко]и изазива]у одрейени бро] неже^ених ефеката.
Табела 1 - Физиолошки ефекти буке Таблица 1 - Физиологические эффекты шума Table 1 - Physiological effects of noise
Услови излагала
Уочени ефекти Ниво звучног притиска (dB) Спектар Тра]а^е
Сманена визуелна мо^, ви-
браци]е грудног коша, трза]и 150 1-100 Hz 2 min
тела, промена ритма диса^а
Рефлексни трза]и, гримасе, покрива^е уши]у и потреба 100 _ Изненадна по]ава
за спречава^ем или бегом
Болови у ушима 135 20-2000 Hz -
Болови у ушима 160 3 Hz -
Смете у уву 120 300-9600 Hz 2 s
Привремено помера^е прага чу]ности за 10 dB 94 4000 Hz 15 min
Привремено помера^е прага чу]ности за 10 dB 100 4000 Hz 7 min
Привремено помера^е прага чу]ности за 10 dB 106 4000 Hz 4 min
Оште^е^е тимпанске мембране 155 2000 Hz ниске фреквенци]е Непрекидно
Оште^е^е тимпанске мембране 175 - -
Механичке вибраци]е тела 120-150 УНЗП -
Вртоглавица и повремено дезор]ентаци]а 120-150 1,6-4,4 Hz Непрекидно
Иритаци|а и замор 120 УНЗП -
Привремено помера^е прага 65 Широкопо]асни 60 дана
Смртност 167 2000 Hz -
Смртност 161 2000 Hz -
Привремено помера^е прага 75 8-16 kHz 5 min
Привремено помера^е прага 110 20-31,5 kHz 45 min
где ]е УНЗП: Укупан ниво звучног притиска
о
со
"о >
со
о гм
оГ ш
а.
о
о _|
< о
X
о ш
н ^
а. <
н
(Л <
0 >о
X ш н о
О >
Хроничне акустичке трауме (професионална глувоЬа и наглу-вост) ]ав^а]у се код ^уди ко]и су изложени штетном де]ству буке ни-жег нивоа (преко 90 СБ) у току осмочасовног радног времена, током дужег периода излагала.
Такво повеЬано излага^е постов и у ав^ац^и1.
Услед де]ства буке ]ав^а се оштеЬе^е сензорних Ьели]а Корти]е-вог органа у унутраш^ем уву. На]пре наста]е оштеЬе^е слуха на 4000 Иг, а временом долази до глувоЬе (ДгапбеЬую, е! а1., 2009, рр.58-60).
Директне гласовне комуникац^е. Задово^ава]уЬа комуникаци-]а, око 90-95% тачно прим^ених речи, очеку]е се са нормалним гласом на расто]а^у од око 3 т са нивоима буке од 55 СБД2. Саговорни-ци мора]у да вичу да би се разумели, на истом расто]а^у, са нивоом буке у позадини од 74 СБД. Да би задржали добру комуникаци]у, ни-во звука мора порасти од 3 СБ (при нижим нивоима буке) до 6 СБ (при вишим нивоима буке), при сваком повеЬа^у нивоа буке за 10 с1Б (0ау1з, е! а1., 2010, р.130).
Нормална гласовна комуникаци]а ни]е могуЬа у веЬини бучних окружена, на расто]а^има веЬим од око 1 т. Окруже^е у авио-сао-браЬа]у ствара такву буку ко]а захтева од саговорника гласовне напоре изнад нормалног, што им ствара додатни стрес. У таквим ситу-аци]ама требало би користити електронске комуникаци]е, када ]е то могуЬе, ради заштите здрав^а ^уди и минимизира^а грешака ко]е наста]у услед неадекватне комуникаци]е.
Де]ство буке на говор и друге звучне сигнале угрожава операто-рову безбедност и поступа^е. Високи нивои буке у уву могу изазва-ти преоптереЬе^е и привремени губитак слуха, проузроку]уЬи додат-но омета^е приема звука.
Ефективност ових сметки зависи од фреквентног спектра буке и од односа нивоа сигнала и нивоа буке (в/Ы).
За добру разум^ивост сигнала ниво говорног сигнала мора би-ти много веЬи од нивоа буке. Раум^ивост, као функци]а односа в/Ы, зависи и од садржине говора. Разум^ивост за речи изговорене на блиском одсто]а^у ]е око 0% тачности на 12 СБ в/Ы, а веЬа од 95% тачности на 0 СБ в/Ы. Светска здравствена организаци]а препоручу-]е в/Ы од 15 СБ за пуну разум^ивост код слушаоца са нормалним слухом (0ау1з, е! а1., 2010, р.135).
Електронске аубио-комуникац^е. Аудио-комуникациони систе-ми су оптимизовани за ^удски говор, ко]и ]е осет^ив на околину и
1 Правилником о утвр^ива^у професионалних болести („Службени гласник РС" бро] 105/03), обо^е^а изазвана буком сврстана су у професионалне болести.
2 СЬД - измерени ниво буке помоЬу А-тежинске криве (фреквенцирка карактеристика мерног инструмента корм се врши корекци]а об]ективног нивоа буке, тако да приближни-]е одговара суб]ективном осеЬа]у ^удског ува).
елементе личности и порука у ваздухопловном окруже^у. Акустична и електрична бука су на]чешйи омета]уйи фактор. Убрза^е, вибра-ци]е целог тела, велики радни напор и прет^е по личну безбедност такойе могу ометати комуникаци]у. Говорне способности оператера су услов^ене акцентима, диалектом, употребом речи, губитком слуха, количином и врстом искуства у комуникаци]и, па чак и емоцио-налним стажем по]единца.
Утица] вибрац^а на ^удски организам
Пилоти хеликоптера изложени су вибраци]ама целог тела у сво-]о] радно] средини. Са тим вибраци]ама повезани су болови у до^ем делу лейа (пилоти има]у много више проблема са овом врстом боло-ва у порейе^у са осталим професи]ама).
Хеликоптери има]у неколико главних извора вибраци]а, као што су: главни ротор, репни ротор и мотор. Ове вибраци]е преносе се на посаду преко свих контактних површина, ук^учэдуйи под, справе за управ^а^е и седишта. Утврйено ]е да вибраци]е има]у различите ефекте на ^уде, а да ]е бол у до^ем делу лейа на]чешйа тегоба са корм се ^уди сусре-йу (Vidakovic, 2002, pp.74-80). То се не односи само за посаду хеликоптера, вей и на многе друге професи]е, на ^уде ко]и управ^а]у различи-тим типовима возила, као што су, на пример, таксисти, камионди]е, во-зачи разних других во]них возила. Норвешки институт за авио-медицину истраживао ]е изложеност посаде хеликоптера болестима до^ег дела лейа и посаде других типова летелица (неротира]уйих) . Закручено ]е да ]е такве болове у року од две године при]авило 50% пилота хеликоптера , а само 18% пилота авиона (Kasin, et al., pp.2-3).
Вибраци]е целог тела повезане су са болешйу до^ег дела лейа, ишиасом, дегенеративним променама кичменог стуба. Европска директива за излага^е ^уди механичким вибраци]ама сво]еврсни ]е водич за заштиту радника против ризика ко]и проистичу из излагала вибраци]ама на послу. У то] директиви вибраци]е целог тела се де-финишу као г"механичке вибраци]е ко]е, кад се преносе на цело тело, увейава]у ризик по здравее и безбедност радника, а нарочито болове до^ег дела лейа и повреде кичме". По директиви ризике од вибраци]а треба сма^ити, а запослени не би требало да буде изложен више од 1,15 m/s2 (А(8) граница изложености) током осмочасов-ног радног времена, мерено према стандарду ISO 2631-1.
Акциона вредност3 изложености ]е 0,5 m/s2. Ако се премаши граница изложености мора]у се предузети превентивне мере ради изо-
3 Упозорава]уйа вредност величине вибраци|а изнад ко]е се мора]у предузети превентивне мере.
(Ш>
лаци]е лица од вибраци]а. Такойе, потребно ]е прайе^е здравстве-ног ста^а и обука лица о ризицима вибраци]а.
Вибрациона болест представка скуп поремейа]а ко]и се ]ав^а]у при дуготра]ном излага^у локалним или општим вибраци]ама (von Gierke, et al., 2002, chapter 42). Манифестэде се оштейе^ем периферне цир-кулаци]е, костру, зглобова мишийа, нерава и општим поремейа]има4.
Реализац^а мерена буке и вибрац^а
Мереже буке и вибраци]а вршено ]е на хеликоптеру Ми-8 Во]ске Срби]е (слика 1).
Сва мерена вршена су у кабини хеликоптера и то у четири фазе лета:
- приликом рада у месту, пре полетала,
- током припреме за полета^е,
- у фази летела и
- при слета^у.
Слика 1 - Хеликоптер Ми-8 Рис. 1 - Вертолет Ми-8 Figure 1 - Mi-8 helicopter
Мереже вибрац^а
Директива 2002/44/EC о минималним здравственим и сигурно-сним захтевима ко]и се односе на изложеност радника ризицима де-лова^а вибраци]а дефинише две врсте вибраци]а:
- вибраци]е целог тела (у да^ем тексту WB вибраци]е),
- вибраци]е система шака-рука (у да^ем тексту HA вибраци]е).
4 Правилником о утврйива^у професионалних болести (''Службени гласник РС бро] 105/03) , обо^е^а изазвана вибрац^ама сврстана су у професионалне болести
Наведена директива дефинише минимум стандарда за контролу ризика од WB и HA вибраци]а. Тако^е, дефинише акционе вредности изложености изнад ко]их ]е потребно применити техничке и/или органи-зационе мере ко]е има]у за ци^ сма^е^е механичких вибраци]а и пра-теЬих ризика на минимум и граничне вредности изложености ко]е се не сме]у прекорачити. Вредности су наведене у табели 2.
Табела 2 - Акционе и граничне вредности изложености Таблица 2 - Предельно допустимые значения воздействия Table 2 - Exposure action and limit values
Тип вредности WB вибраци]е HA вибраци]е
ЕА акциона вредност изложености 0,5 m/s2 2,5 m/s2
EL гранична вредност изложености 1,15 m/s2 5 m/s2
С обзиром на начин коришЬе^а хеликоптера, где ]е посада у се-деЬем положа]у на седиштима, за да^у анализу значаще су WB ви-браци]е. Разматра^а резултата мерена и ^иховог поре^е^а са Ди-рективом биЬе везана за ова] тип вибраци]а.
Ниво вибраци]а ко]е се преносе на цело тело одговара на]вишо] вредности убрза^а пондерисане у односу на фреквенци]у, утвр^ене у ]едно] од три ортогоналне мерне осе (1,4 аwx, 1,4 аwy или аwz) у околностима када члан посаде седи или сто]и.
Подаци произво^ача, као и подаци доби]ени из других извора, могу послужити као користан показате^ нивоа вибраци]а ко]има ]е изложена посада ко]а управ^а хеликоптером. Ме^утим, интензитет вибраци]а ко]е се преносе на цело тело увелико зависи од спо^а-ш^их услова, брзине лета и других фактора, на пример начина на ко]и се управ^а летелицом.
Због тога би првобитну процену нивоа изложености требало по-тврдити мере^ем нивоа вибраци]а. Мереже изложености посаде вибраци]ама ко]е се преносе на цело тело потребно ]е оце^ивати методом дефинисаном у Европско] норми ISO 2631-1:1997, а упут-ство о употреби те методе мерена вибраци]а на радном месту наведене су у норми EN 14253:2003.
Ниво вибраци]а, изражен као RMS вредност (RMS; од енгл. Root-mean-square), исказэде се као убрза^е пондерисано у односу на фреквенци]у, измерено на седишту особе ко]а при изво^е^у радних задатака седи, а изражава се у m/s2.
Ниво вибраци]а изражен као RMS вредност ]еднака ]е просечном убрза^у измереном у периоду спрово^е^а мерена. То ]е на]ви-ша од три вредности измерене у три ортогоналне осе (1,4 awx, 1,4 awy или awz). Осе релевантне за мереже и приказива^е резултата мерена вибраци]а приказане су на слици 2.
(ш>
Слика 2 - WB вибраци]е Рис. 2- WB вибрации Figure 2 - WB vibrations
За мереже вибраци]а на хеликоптеру коришЬен ]е анализатор в-ибраци]а, тип 4447 (слика 3), произво^ача Bruel & Kj^r.
Слика 3 - Анализатор вибраци]а, тип 4447, са опремом Рис. 3 - Анализатор вибраций типа 4447 с оборудованием Figure 3 -Vibrations analyzer type 4447 with equipment
Анализатор вибраци]а, тип 4447, преносни ]е систем за мереже и оцену утица]а вибраци]а. Испоручу]е се за]едно са PC програмом за прорачун нивоа изложености вибраци]ама ради упоре^ива^а са акционим и граничним вредностима ко]е су дефинисане EU директ-ивом 2002/44/EC.
Инструмент ]е наменски диза]ниран за мереже и оцену ризика ути-ца]а вибраци]а на здравее и безбедност ^уди, на ]едноставан, брз и поуздан начин.
Резултати мерена вибраци]а приказани су на слици 4.
ю
СП
7
со
ГО ср Ф
н с
о
с; ф
х
ю
го
^
;у
д ^
го р
ю
;у
ю ф
£
ф р
ф
ш
0
1
го сО н О
CnuKa 4 - Pe3ynTaTM Mepe^a BM6paqMja Puc. 4 - Pe3ynbTaTbi M3MepeHMA BM6pai_(MM Figure 4 - Vibration measuring results
Посматра]уЬи резултате мерена, приказаних на слици 4, може се констатовати следеЬе:
- на првом делу слике 4 приказане су вредности А(1), А(4) и А(8). Оне представ.^а]у изложеност посаде вибраци]ама прерачуна-ту на тра]а^е лета од 1, 4 или 8 часова. За процену ризика у кабини хеликоптера значаща ]е вредност А(8) с обзиром на то да представка тзв. дневну изложеност посаде (Директива подразумева просечно радно време од 8 часова);
- вредност А(8) ]е 7,264 m/s2, што ]е веЬа вредност и од акционе вредности (2,5 m/s2) и од граничне вредности (5 m/s2) прописане Ди-рективом 2002/44/EC;
- потребно ]е само 2 секунде да би се достигла акциона вредност, а само 12 секунди за граничну вредност вибраци]а;
- на]веЬа вредност вибраци]а ]е у правцу z-осе и она износи око 12 m/s2 у фази лета, што ]е много веЬа вредност од граничне (види ди]аграм 3 на слици 4);
- пратеЬи ди]аграме могу се уочити четири фазе лета (пушта^е мотора у погон, убрза^е ротаци]е пре полетала, лет и призем^е^е и рад у месту). Прва фаза тра]е око 4 минута и RMS вредност не прелази акционе вредности. У друго] фази лета тра]а^а око 5 минута, вредност вибраци]а веЬ прелази граничне вредности. У фази лета, око 7 минута, вредности вибраци]а су много изнад граничне вредности. На]веЬи скок вибраци]а ]е у тренутку слетала на чврсту подлогу, што се карактерише као удар, са максималном вредношЬу (у правцу z-осе) RMS 32,674 m/s2 и Peak-ом5 од 52,713 m/s2;
- има]уЬи у виду препоруке Директиве 2002/44/EC, ]асно ]е да се мора]у предузети одговара]уЬе мере ради сма^е^а штетног утица]а вибраци]а на безбедност и здравее ^уди, коришЬе^ем пасивних или активних изолатора вибраци]а. Због сложености проблема виброизо-лаци]е, дета^на анализа могуЬности сма^е^а вибраци]а у кабини хеликоптера могла би бити тема неког наредног истражива^а.
Мереже буке
Резултати мерена буке упоре^ивани су са вредностима пропи-саним у Директиви 2003/10/CE Европског парламента и ВеЬа о ми-нималним здравственим и сигурносним захтевима у односу на изложеност радника ризицима ко]и произилазе из физичких чинилаца (буке).
5 По]единачно на]веЛа вредност убрза^а за време мерена.
С®
о
со
"о
>
CD
О ГМ
of
Ш
а.
Z)
о
о _|
< о
х о ш
н
^
ОН <
н
(Л <
CD >о
X ш н
о
О >
Како би се исправно проценила изложеност посаде хеликоптера буци, потребно ]е применити об]ективну методу мерена према оп-ште- признатом стандарду ISO 1999:1990. Проце^ене или об]ектив-но измерене вредности треба да буду одлучу]уйе за предузима^е мера предвийених у случа]у до^их и горних упозорава]уйих вредности изложености. Граничне вредности изложености неопходне су да би се избегла неповратна оштейе^а слуха код посаде; бука ко]а до-лази до ува не сме прелазити граничне вредности изложености.
У смислу ове директиве, граничне вредности изложености и упозорава]уйе вредности изложености у погледу дневног нивоа изложености буци и вршног звучног притиска су следейе:
- граничне вредности изложености: LEX,8h = 87 dB(A), односно ppeak = 140 dB;
- гор^е упозорава]уйе вредности изложености: LEX,8h = 85 dB(A), односно ppeak = 137 dB;
- до^е упозорава]уйе вредности изложености: LEX,8h = 80 dB(A), односно ppeak = 135 dB, где су:
- LEX,8h - дневни ниво изложености буци, временски пондерисан просек нивоа изложености буци за номинални осмосатни радни дан, како ]е дефинисано мейународним стандардом ISO 1999:1990, тачка 3.6. обухвата сву буку присутну на раду, ук^учэдуйи и имулсни шум,
- ppeak - вршна вредност звучног притиска, што ]е минимална вредност "C" - фреквенцирки пондерисаног тренутног звучног притиска.
За мереже буке у хеликоптеру коришйен ]е лични дозиметар буке, тип Wed007-01dB (слика 5), француског произвойача. Софтвер-ска подршка у обради резултата мерена заснована ]е на Европско] директиви 2003/10/CE, ко]а се бави минималним безбедносним и здравственим прописима у односу на изложеност радника ризицима због физичких агенса.
Слика 5- Лични дозиметар буке, модел Wed007 - 01dB Рис. 5 - Индивидуальный шумомер, модель Wed007- 01dB Figure 5 - Wed007- 01dB noise dosimeter
Резултати мерена буке приказани су на слици 6.
Слика 6- Резултати мерена буке Рис.6 - Результаты измерения шума Figure 6 - Noise measuring results
Посматра]уЬи резултате мерена, приказане на слици 6, могу се уочити три криве:
- крива приказана плавом борм представка вредност LEX,8h -дневни ниво изложености буци. ПратеЬи вредности са слике може се констатовати да вредност LEX,8h за све време рада мотора хели-коптера премашу]е граничне вредности изложености (87 dB) пропи-сане Директивом 2003/10/CE;
- крива приказана зеленом бо]ом представка ефективну вредност буке "C" - фреквенци]ски пондерисане и ни]е од нарочитог зна-ча]а за ово истражива^е с обзиром на то да ни]е обухваЬена Директивом;
о
со
"о >
CD
О ГМ
of
Ш
а.
Z)
о
о _|
< о
X
о ш
H >-
о: <
н
(Л <
CD >о
X ш H
о
О >
- фива пpикaзaнa нapaнgacтом борм пpедcтaв^a ppeak - вp-шну вpедноcт звучног пpитиcкa. Ca cлике cе види да вpшнa вpед-ноcт ни]едног тpенyткa не пpелaзи гpaничнy(140 dB),нити yпозоpaвa-]упе вpедноcти (135 и 137 dB).
Има]упи у виду пpепоpyке Диpективе 2003/10/CE, jacно ]е да cе моpajy пpедyзети одpе^ене меpе paди cмatoеtoa штетног утица]а буке на безбедноcт и здpaв^е поcaде xеликоптеpa. Пpе ^ега, миcли cе на yпотpебy aдеквaтниx cpедcтaвa личне заштите (антифони, ка-циге) raja cмatoyjy ниво буке, али raja не cмеjy утицати на квалитет комуникаци]е чланова по^де.
Зак^учак
Ци^ овог иcтpaживafca био ]е да cе меpеtoем yтвpде нивои буке и вибpaциja у кабини xеликоптеpa и тако доби]ени pезyлтaти yпоpеде ca акционим и фаничним вpедноcтимa пpопиcaним одговapajyñим диpек-тивама Евpопcке комиcиjе ко]е œ одноcе на буку и вибpaциjе.
Меpеfcем и yпоpе^ивatoем pезyлтaтa дошло œ до зак^учка да у кабини xеликоптеpa вpедноcти буке и вибpaциja пpемaшyjy гpaничне вpедноcти пpопиcaне диpективaмa 2003/10/CE за буку и 2002/44/EC за вибpaциjе.
Има]упи у виду штетне утица]е буке и вибpaциja по здpaв^е ^уди, а део штетниx утица]а ]е истакнут и у овом paдy, намепе cе неопxод-ноcт:
- пеpиодичног меpеtoa нивоа буке и вибpaциja у xеликоптеpимa;
- пеpиодичног пpañеfca здpaвcтвеног ста^а поcaде xеликопте-pa, а нapочито обав^а^е cпециjaлиcтичкиx пpегледa потенци]ално нajyгpожениjиx оpгaнa од де^тва буке и вибpaциja;
- ангажова^а pacположивиx cтpyчниx капацитета Воjcке Cpбиjе, уз помоп cтpyчниx инcтитyциja из цивилниx cтpyктypa, на изналаже^у начина за cмatoеtoе буке и вибpaциja, нajпpе на извоpимa наста]а^а, а затим и на путевима пpеношеtoa. У литеpaтypи, али и у пpaкcи, поcтоjи велики бpоj начина за ума^е^е штетног утица]а буке и вибpaциja на ^уд^и оpгaнизaм, па ]е потpебно пpименити и^орва cтpyчtoaкa,
- пpедyзимafca теxничкиx, оpгaнизaциониx, ноpмaтивниx, обpa-зовниx и дpyгиx меpa за cмatoеtoе излагала ^удства штетним ути-ца]има буке и вибpaциja.
Ци^ овог paдa ни]е да донеcе зак^учак о квалитету paдне cpе-дине у xеликоптеpy Ми-B, веп да поcлyжи као о^ова за да^а иcтpa-жива^а raja би имала за ци^ ближе отфива^е yзpокa по]аве и начина пpеношеtoa буке и вибpaциja до кабине xеликоптеpa и изнала-же^е метода за cмatoеtoе нивоа буке и вибpaциja.
Литература / References
Arandelovic, M., & Jovanovic, J. 2009. Medicina rada.Nis: Univerzitet u Nisu, Medi-cinski fakultet. [e-book]. Preuzeto sa http://www.medradanis.rs/docs/knjiga_medicina_rada.pdf
Cvetkovic, D., & Prascevic, M. 2005. Buka i vibracije.Nis: Univerzitet u Nisu, Fakultet zastite na radu.
Davis, J.R., Johnson, R., Stepanek, J., & Fogarty, J.A. 2010. Fundamentals of Aerospace Medicine, 4th.Wolters Kluwer Health.
Direktiva Evropske komisije o minimalnim zdravstvenim i sigurnosnim zahtevima u odnosu na izlozenost radnika rizicima koji prozilaze iz fizickih uticaja (buke) 2003/10/EC 2003.
Direktiva Evropske komisije o minimalnim zdravstvenim i sigurnosnim zahtevima u odnosu na izlozenost radnika rizicima koji prozilaze iz fizickih uticaja (vibracije) 2002/44/EC 2002.
ISO 2631-1 Standard za mehanicke vibracije i sok - Proracun izlaganja ljudi vibraci-jama celog tela 1997.
Kasin, J.I., Mansfield, N., & Wagstaff, A.. Whole body vibration in helicopters; risk assessment according to the European vibration directive.Loughborough University.
Prascevic, M., & Cvetkovic, D. 2005. Buka u zivotnoj sredini.Nis: Univerzitet u Nisu, Fakultet zastite na radu.
Vidakovic, A. 2002. Osnovi medicine rada.Beograd: CIBIF Medicinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu.
von Gierke, H.E., & Brammer, A.J.(2002). Effects of Shock and Vibrations on Humans, Harris' Shock and Vibration Handbook. [e-book]. Preuzeto sa http://nguyen.hong.hai.free.fr/EB00KS/SCIENCE%20AND%20 ENGINEERING/MECANIQUE/DYNAMIQUE-VIBRATI0N/Shock%20 &% 20Vibration%20Handbook.pdf.
ИЗМЕРЕНИЕ ШУМА И ВИБРАЦИЙ В КАБИНЕ ВЕРТОЛЕТА МИ-8
ИвицаС. Стоянович
ВСРС, Третий связной батальон, г.Ниш
ОБЛАСТЬ: защита от шума и вибраций ВИД СТАТЬИ: профессиональная статья ЯЗЫК СТАТЬИ: сербский
Резюме:
Шум и вибрации представляют собой один из самых неблагоприятных факторов рабочей среды экипажа вертолета. Целью данного исследования было измерить воздействие шума на пилота и экипаж вертолета, а также определить его последствия.
Затем мы сопоставили полученные результаты с предельно допустимыми значениями, установленными Директивой Европейской комиссии в области шума и вибраций.
(ш>
Данное сравнение показало, что замеренные значения превышают предписанные нормы и противоречат правилам охраны труда, представляя угрозу безопасности и здоровью служащих.
Также установлено, что члены экипажа подвержены риску от профессиональных заболеваний, в этой связи необходимо принять меры по снижению воздействия шума и вибраций на персонал (экипаж) вертолета.
Ключевые слова: вертолет; директива; вибрации; шум; измерение.
MEASURING NOISE AND VIBRATION IN THE COCKPIT OF THE Mi-8 HELICOPTER
Ivica S. Stojanovic
Serbian Armed Forces, 3rd signal battalion, Nis
FIELD: Protection against noise and vibration ARTICLE TYPE: Professional paper ARTICLE LANGUAGE : Serbian
Summary:
Noise and vibration are among the main negative elements of the working environment. The aim of this study was to determine the measurement of the size of their effect on helicopter pilots and crew members. The results were compared with the warning and limit values determined by the existing Directives of the European Commission in the field of noise and vibration. The comparison of the results has led to the conclusion that the measured values are unacceptable in terms of safety and health at work and that the measured values exceed the limits. The measurements have pointed out to a danger of occupational diseases among crew members and to the necessity to take measures to reduce the harmful effects of noise and vibration on helicopter ppersonnel.
Introduction
Noise and vibration are by nature an integral part of everyday life and a part of the human environment. They appear as a companion to life's many activities and their presence is evident in almost all spheres. The subject of this study was to assess the level of noise and vibration generated in the cockpit of the Mi-8 affecting the crew. The aim of the research was to obtain results that will show whether noise and vibration in the helicopter cockpit exceed allowable limits set by standards, to support the final analysis with measurement results and to illustrate a detrimental effect of noise and vibration on the human body. The Mi-8 helicopter was selected for measurements. Noise and vibration were measured in the cockpit of the helicopter so as to find out whether the
helicopter engine compartment is a source of the negative impact of noise and vibration on pilots and how significant this negative impact is.
In order to implement the basic procedures of noise control, assess the state of the noise level and the noise harmful effects on the human body as well as to apply the most appropriate method for noise reduction, it is necessary to have as complete and accurate information on the noise characteristics as possible, which can be determined by measuring the noise characteristic values in the amplitude, frequency and time domains. Measurements are necessary to determine the three basic characteristics of noise: strength, frequency and duration. The above three parameters completely describe the character of noise.
Regarding vibrations, there are three categories of vibrations people are exposed to. These are: self-excited (coming from every-day movements such as walking, running or recreation), forced vibrations during psycho-physiological involvement (vibrations to which operators, including pilots, are exposed) and forced vibrations without psycho-physiological involvement (vibrations to which people are exposed regardless of their will, e.g. in transportation vehicles, offices, apartments, etc.).
In addition to assessing harmful effects on the health and safety of people, vibration measurements can be used as a diagnostic tool. Vibration measurements can lead to a significantly faster inspection of failures and to the prevention from catastrophic consequences for personnel and technical equipment. The current practice requires a control of the functioning of helicopter parts as well as their replacement after the prescribed time or exploitation periods. This makes helicopter maintenance procedures expensive. The solution to this problem is the development of the Health and Usage Monitoring Systems - HUMS, used for detecting initial failures in parts of the helicopter, for predicting remaining service life and for creating conditions for the transition from preventive-based maintenance to condition-based maintenance.
The effect of noise on the human body
The impacts of noise on humans are divided into physiological and psychological ones. Physiological effects, both auditory and nonauditory, cause changes in physiological mechanisms or functions related to noise. Auditory effects have a direct impact on the peripheral auditory system and the hearing as a whole. Exposure to the acoustic energy may cause certain nonauditory effects, such as effects on the vestibular system and the autonomous nervous system, causing sleep disturbance, fatigue and stress. However, these nonauditory effects, except for a few exceptions, are also transmitted through the auditory system. Not only does noise threaten the health of helicopter crew, but also affects the quality of communication between crew members. Noise represents a potential threat to the safety and operation of the aircraft, reducing the effectiveness and efficiency of communication, as well as preventing the alarms and other warning messages to be timely and accurately heard and received.
o
co
"o >
CD
O CM
of
UJ
a.
Z) O
o <
o
X
o
LU
H >-
OH <
H
<
CD >o
X UJ
H O
O >
The effect of vibrations on the human body
Helicopter pilots are exposed to whole-body vibrations in the working environment. Pain in the lower back is associated with whole-body vibrations and pilots can be said to have more trouble with this kind of pain compared to other professions. Helicopters have several major sources of vibration, such as the main rotor, the tail rotor and the engine. These vibrations are transmitted to the crew through all contact surfaces, including the floor, control equipment and seats.
Realization of noise and vibration measurements
Noise and vibration measurements were performed on the Mi-8 helicopter of the Army of Serbia. All measurements were performed in the helicopter cockpit in four phases of flight:
- during standing, before takeoff,
- during a preparation for takeoff,
- during flight, and
- during landing.
Vibration measurements
The results of measurements point out to the following:
- The value of A (8) is higher than the value of the action value and limit values set in Directive 2002/44 / EC;
- It only takes 2 seconds to reach the action value, and only 12 seconds for the marginal value of vibration;
- The maximum vibration value is in the direction of the z-axis;
- Diagrams identify four phases of flight (engine start-up, acceleration of rotation before takeoff, flight and landing and stationary work). The figure shows that, even at the stage before takeoff, vibrations are above the action value, and in the phase of flight they are far above the limit value;
- Bearing in mind the recommendations of Directive 2002/44 / EC, it is clear that certain measures have to be taken to reduce the harmful effects of vibration on the health and safety of people.
Noise measurements
The results of measurements indicate the following:
- the value of LEX,8h exceeds the exposure limit values (87 dB) required by Directive 2003/10/CE;
- Bearing in mind the recommendations of Directive 2003/10/CE, it is clear that certain measures have to be taken to reduce the harmful effects of noise on health and safety of people.
Conclusion
The aim of this study was to determine the levels of noise and vibration in the helicopter cockpit and to compare the obtained results with the action and limit values required by the relevant directives of the
cp cp
го
CP
<U
н с
с;
European Commission relating to noise and vibration. Measurements o> and comparisons of the results has led to the conclusion that in the 7 helicopter cockpit noise and vibration values exceed the limit values set by Directives 2003/10 / CE for noise and 2002/44 / EC for vibration. Due to harmful effects of noise and vibration on human health, some of which were highlighted in this paper, there is a need for:
- periodic measurements of noise and vibration in helicopters,
- periodic monitoring of the health status of helicopter crews, especially specialist medical check-ups of potentially most vulnerable organs exposed to the effects of noise and vibration, g
- activating the available technical capacity of the Army of Serbia with the help of professional institutions of civil structures to find ways to reduce noise and vibration at their sources as well as along their transmission paths. In the literature and in practice there are a number ю of ways of mitigating the harmful effects of noise and vibration on the human body and it is necessary to apply the experience of experts on the helicopters of the Army of Serbia,
- taking technical, organizational, regulatory, educational and ^ other measures to reduce personnel exposure to harmful effects of ю noise and vibration.
This work should serve not as a definitive conclusion about the quality of the working environment in the Mi-8 helicopter, but as a basis ¿у for further research that would aim at discovering the causes of noise | and vibration and their transmission paths to the helicopter cockpit, in <u order to find methods of their reduction.
Key words: helicopter; directive; vibrations; noise; measuring.
Датум приема чланка / Дата получения работы / Paper received on: 11. 02. 2015. о
Датум достав^а^а исправки рукописа / Дата получения исправленной версии д
работы / Manuscript corrections submitted on: 26. 05. 2015. °
Датум коначног прихвата^а чланка за об]ав^ива^е / Дата окончательного ° согласования работы / Paper accepted for publishing on: 28. 05. 2015.
© 2016 Аутор. Об]авио Во^отехнички гласник / Military Technical Courier (www.vtg.mod.gov.rs, втг.мо.упр.срб). Ово ]е чланак отвореног приступа и дистрибуира се у складу са Creative Commons licencom (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/rs/).
© 2016 Автор. Опубликовано в "Военно-технический вестник / Vojnotehnicki glasnik / Military Technical Courier" (www.vtg.mod.gov.rs, втг.мо.упр.срб). Данная статья в открытом доступе и распространяется в соответствии с лицензией "Creative Commons" (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/rs/).
© 2016 The Author. Published by Vojnotehnicki glasnik / Military Technical Courier (www.vtg.mod.gov.rs, втг.мо.упр.срб). This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/rs/).
195
