Текст книги "Авиационная медицина – надежный защитник летного труда"

МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЕТЧИКА В ВЫСОКОМАНЕВРЕННОМ ПОЛЕТЕ

В XXI веке авиация приобретет новое качество – сверхманевренность для достижения господства в воздухе. Сверхманевренность означает энергичный маневр на неустановившихся режимах, с дефицитом времени для применения спецсредств. Сверхманевренность сопряжена с воздействием длительных и с высоким градиентом нарастания динамических перегрузок при выходе самолета на закритические углы атаки. Что же касается факторов угрозы дезориентации, то они для подобного рода полетов почти tabula rasa. Это обусловлено тем, что появилась возможность непосредственного управления боковой и подъемной силами, вектором тяги двигателя. По сути, речь идет о возможности раздельного управления угловым и траекторным движением (раздельное управление векторами перегрузок и собственной угловой скорости ЛА). При пилотировании на углах атаки более 90º и скольжения следует ожидать массу сюрпризов в виде особого рода иллюзий и дезориентаций. Кстати, не последнюю роль будет играть и сокращенное пространство, на котором разворачивается дуэльная ситуация (4×6 км). За этим ведь следует резкое увеличение скоростей относительно углового перемещения объекта наблюдения. Угловое перемещение напрямую связано с работой зрительно-вестибулярного аппарата человека, ухудшение которого затруднит главную задачу – визирование. Таким образом, даже из этих частных намеков на содержание понятия «сверхманевренности» следует, что угловые скорости, радиус разворота, динамическое торможение и ряд других особенностей пилотирования, потребуют глубоких научных исследований в области пространственной ориентировки. И не исключено, что от их результатов будет зависеть перспективность и целесообразность долгосрочного планирования суперманевренных самолетов.

Прорыв в области аэродинамических характеристик ЛА вызвал к жизни принципиально новые требования к системам отображения информации.

Авиационные врачи и психологи по своему миросозерцанию, душевной открытости лучше и глубже понимают ценность человеческой жизни, ориентируют науку на обеспечение безопасности жизни человека в полете любой страны. Сказанное подтвердим фактами, ставшими достоянием истории.

В конце 70-х годов американские специалисты более остро столкнулись с медицинскими проблемами высокоманевренных полетов, когда не только здоровье, но и гибель пилотов тормозила боевые возможности авиации. Работа авиационных врачей с авиабаз Брукса, Райт-Паттерсон, Пенсаколы [Бартона (R. R. Butron), Олбери (W. B. Albery), Виннери (J. E. Whinnery) и др. ], работы ученых скандинавских стран, Англии, Франции, Канады, Китая оказали продуктивное влияние и на русскую научную школу. Естественно, мы в это время имели свой опыт обеспечения высокоскоростных полетов.

В 1959 г. создали все условия для безопасного полета на самолете с турбореактивным двигателем, на котором летчик Г. К. Мосолов развил скорость 2504 км/час. На первых сверхзвуковых самолетах МиГ-19 и в начале 60-х годов летчики успешно выполняли боевые маневры с пиковой перегрузкой 7–9 единиц. Их безопасность была обеспечена в результате научных исследований, проведенных отечественными учеными Д. Ивановым, О. Газенко, В. Бабушкиным, М. Вакаром, И. Черняковым и др. В дальнейшем была создана система медицинского обеспечения высокоманевренных полетов (А. Бабийчук, Н. М. Рудный, Г. Д. Глод, Р. А. Вартбаронов и др.). Эта система создала условия, при которых мы прошли путь освоения практически без единой катастрофы по причине потери сознания за 1982–1992 гг. (П. Исаков, Г. Ступаков, С. Гозулов, П. Васильев, Г. Глод, И. Черняков, П. Суворов, А. Котовская, М. Хоменко, Р. Вартбаронов, А. Барер, Л. Малащук и др.). Во многом успех обусловлен методологией российской научной школы.

Российская научная школа авиакосмической медицины опирается на следующие принципы:

– принцип системности, т. е. взаимодействия всех элементов системы «летчик—самолет—среда» обязательно с учетом достижения социального целевого результата;

– принцип деятельности, т. е. обеспечение условий и средств деятельности для проявления максимальной активности членов экипажей. Это означает, что научные исследования нацелены не только на выживание организма, не только на сохранение здоровья, не только на медицинскую защиту организма. Для нас главное – это активное обеспечение работоспособности благодаря профессиональному здоровью, т. е. уровню запаса психофизиологических резервов, необходимых для надежности действий во всех условиях среды обитания и на любом уровне психологической сложности полетного задания.

Другими словами, есть фундаментальный уровень: исследование биолого-физиологических закономерностей в интересах разработки технических средств защиты и психофизиологической подготовки. И есть деятельный уровень: исследования надежности и работоспособности профессионала, его активности как субъекта, законов его сознания и самосознания как резервов личности субъекта труда.

Итак, суть нашей методологии исследований: человек в полете есть носитель сознания, реализующий конечный результат. Для авиакосмической медицины летчик представляет объект изучения в целях получения данных для охраны профессионального здоровья, развития авиакосмической техники, создания психофизиологической подготовки при ее освоении. Вот почему в состав авиакосмической медицины мы включили психологию труда, эргономику, инженерную психологию, авиационную системотехнику. Без внедрения знаний о человеке, представленных в этих науках, трудно противостоять технократическим принципам конструирования летательных аппаратов. Анализ состояния здоровья летных экипажей в России и в других странах показывает, что за эргономические недостатки самолетов, техническое несовершенство средств защиты летчик расплачивается своим здоровьем, а порой и жизнью. Мы же не будем возражать, что самолет вначале конструируется под задачу, а лишь затем с учетом человека, решающего эту задачу? И в конце 20-го столетия человека «подгоняют» под самолет. Этот дерзкий вывод проиллюстрирую на опыте освоения высокоскоростного полета на предельно малых высотах. Большие скорости на малых высотах на первое место выдвинули проблему пространственной ориентировки в визуальном полете. На скоростях более 800 км/час на высотах ниже 50 м человек визуально не в состоянии безошибочно определить скорость, направление полета, своевременно опознать малоразмерный объект, определить до него расстояние, размер и существенные отличительные признаки при выборе маневра (П. Исаков, В. Пономаренко, А. Ворона, И. Камышов, Е. Деревянко и др., 1967).

Психофизиологами был зафиксирован феномен «раздвоенности сознания» между визуальной и приборной информацией, сопровождающийся напряжением нейрофизиологических механизмов, визуальной и инструментальной ориентировки. В результате возникали состояния навигационной дезориентации, психической напряженности, иллюзорных восприятий горизонта и подстилающей поверхности. Этому способствовали: малые углы обзора, для этих полетов низкое качество остекления фонаря, неброская индикация параметров полета, отсутствие средств демпфирования знакопеременных перегрузок. В результате, вероятность достижения требуемой эффективности первоначально была невысока. Разработанные нами «вдогонку» психофизиологические тренировки опознания объектов, методы развития способностей к преодолению феномена «раздвоенности сознания», создание автоматов безопасности, демпферных устройств, новых видов индикации, новых форм фонаря, звуковой сигнализации выдерживания высоты на боевом курсе, системы вентиляции костюмов и ряд других новшеств позволили решить летчику поставленную задачу с вероятностью 0,8–0,9 (В. А. Пономаренко, Н. Д. Завалова, Н. А. Федоров, Л. Г. Головкин и др., 1967–1970).

Но эта «подгонка» летательного аппарата к психофизиологическим возможностям человека управлять самолетом на скоростях более 1000 км/час на высотах ниже 100 м потребовала слишком дорогой цены: снижения летного долголетия на 2–3 года, омоложения заболевания на 3–4 года, увеличения летных инцидентов (А. Н. Бабийчук, П. Л. Слепенков, 1972).

В то время разработанный нами «принцип активного оператора», «образ полета», реализованный в системах управления, индикации, сигнализации и наземных технических средств обучения позволил спасти не одну человеческую жизнь и продлить профессиональное долголетие (Ломов, Завалова, Пономаренко, 1970).

Своевременная переориентация науки авиационной медицины на эргономическое сопровождение и контроль со стороны ВВС за созданием перспективных летательных аппаратов позволили внедрить научные результаты на ранних этапах создания и освоения одних из лучших маневренных летательных аппаратов серии МиГ-29, Су-27, Ка-50 («Черная акула»), космического летательного аппарата «Буран» (С. А. Гозулов, М. Н. Хоменко, А. В. Чунтул, В. В. Давыдов, В. И. Зорилэ, В. В. Лапа и др.).

Остановимся на принципах реализации этих работ и некоторых результатах. К 1970 г. мы сконцентрировали работы наших ученых на одной из ведущих проблем высокоманевренного полета – воздействия высокого уровня и длительности перегрузок с большим градиентом нарастания. Имели собственный опыт медицинского и научного обеспечения человека к переносимости перегрузок. Практически осуществляли разработку защитного снаряжения, обосновали центрифужные тренировки с учетом приемов защиты выработанных летным и боевым опытом. В результате приобретенного опыта научное сопровождение разрабатываемых самолетов МиГ-29, Су-27 начали по трем направлениям.

Первое направление. Создание на базе центрифуги принципиально нового динамического стенда (В. Василец, А. Марасанов, В. Пономаренко, Г. Глод и др., 1980). Психофизиологическая деятельность изучалась не только по реакциям на лампочки, но и по эффективности и надежности решения профессиональных задач. Для этих целей была специально создана полунатурная кабина, смоделирован маневренный полет самолета по летным характеристикам, близким к F-16, система регистрации всех элементов рабочих операций, психического и физиологического состояния в реальном масштабе времени в процессе выполнения специальных операций на фоне воздействия перегрузок во всем диапазоне маневрирования. По итогам исследования заблаговременно, т. е. за 4–5 лет до натурных испытаний самолетов установили частичное несоответствие средств труда будущим условиям деятельности летчика в части оформления лицевых частей приборов и принципиальных устройств, органов управления. Выявили органические недостатки управления по электронной индикации ввиду ее безынерционности на фоне воздействия больших перегрузок (В. Лапа, А. Обознов и др.).

Особый пласт исследования касался создания и обоснования режима работ противоперегрузочных костюмов, автоматов давления, кислородных систем, выбора наклона кресел, профилей тренировочных упражнений на центрифуге, разработки прогнозных критериев в интересах врачебно-летной экспертизы и ряд других не менее важных вопросов. Конечно, особой важности была проблема потери сознания и отдаленных последствий воздействия на здоровье человека высоких уровней и интенсивности перегрузок (М. Н. Хоменко, Р. А. Вартбаронов, 1986).

Большую ориентационную поддержку данных по классификации и периодизации потери сознания, систематизации клинических признаков, характеризующих различные уровни расстройства сознания, роль подсознания в активности переходного процесса к началу управляющей деятельности сыграли данные, полученные в лаборатории Виннери, Бартона (Whinnery Y. E., 1989, 1991).

Очень ценными для нас были научные обзоры Бартона (Burton R. R., 1974), данные Кейна, Ландри (Caines M., Landry R., 1984, 1985) о количестве летчиков, курсантов, испытавших потерю сознания (более 20 %) из-за неумения или неправильного использования дыхательных и мышечных маневров (McNaughton B., Gillingham K., 1983). Конкретной помощью в нашей работе были данные, полученные на центрифуге (Albtry W. B., Cordon Tr. A., Cooper J. R., 1987), количественно определившие время относительной и абсолютной недееспособности при потере сознания в зависимости от величины и градиента нарастания перегрузки, а также ряд других не менее важных защитных механизмов организма и высшей нервной деятельности.

В процессе отработки обоснования физиологических основ технических и психофизиологических средств защиты ученые столкнулись с теми же фактами, которые были изложены Уайтом, Морином (J. T. White, L. M. Morin, 1988).

Речь шла о принципиальной переделке стратегии дыхания и мышечного напряжения в процессе высокоманевренного полета, особенно при использовании дыхания под избыточным давлением. Результатом наших совместных работ с фирмами – разработчиками защитного снаряжения и кислородных систем было создание оригинальных систем защиты, новые профили тренировок на центрифуге, наземные имитаторы, прогнозирующие переносимость перегрузок (статоэргометр), отработка метода физической подготовки на специально созданных силовых тренажерах, методы поддержания навыков управления защитными маневрами при перегрузках на специализированных спортивных самолетах (Р. Вартбаронов, М. Хоменко, С. Мигачев, Р. Бондаренко, Л. Плахотнюк, 1978, 1982). Общий итог работ: с учетом всех средств и способов защиты удалось повысить переносимость перегрузок на 3–4 единицы от исходного уровня без снижения профессионального здоровья.

Не задерживаясь на содержательной стороне этих работ, так как они опубликованы и неоднократно докладывались ведущими учеными в этой области, коротко остановимся на двух моментах, недостаточно известных широкому кругу авиационных врачей.

Речь идет о методах обучения противоперегрузочным маневрам вновь приступающих к полетам на высокоманевренных самолетах.[16]16
  2005–2010 гг.


[Закрыть] В процессе исследования рабочей деятельности в режиме боевого применения мы обнаружили, что летчик, поглощенный прицельной задачей, снижает контроль за мышечным напряжением, за грудным типом дыхания, формированным выдохом. В случае осознанного исполнения дыхательных и мышечных маневров он снижает внимание к ошибкам наведения на цель. Специальным приемом в процессе непосредственной деятельности с помощью светового выделения значимости того или иного параметра полета на прицельном индикаторе мы закрепили условную реакцию на своевременность маневра L-1 или M-1. Отклонение параметра полета от заданной величины рефлекторно усиливало нужный противоперегрузочный маневр, особенно в условиях сужения периферического зрения начинающейся дезориентации (В. Лапа, А. Обознов и др.).

Полученные количественные зависимости были преобразованы в программное управление светотехническим выделением отклоняющихся параметров, которые и стимулировали своевременное включение требуемой мышечной защиты. В результате удалось увеличить диапазон периода высокой эффективности пилотирования с перегрузками 8–9 единиц (В. А. Пономаренко, А. А. Обознов, Д. Ю. Архангельский, В. М. Василец, 1982). В последующем эти результаты были использованы при разработке бортовой автоматизированной системы поддержания сознания в высокоманевренном полете (Р. А. Вартбаронов, Л. С. Малащук, Ю. А. Кукушкин, А. В. Марасанов, В. А. Пономаренко, 1982). Данная система проходит цикл завершающих испытаний.

Принцип работы этой системы – создание условий для высокой эффективности работы при страховке потери сознания. Другими словами, принцип безопасности нацелен не на исключение человека из контура управления, а на создание условий безопасности при крайних режимах физиологического напряжения.

Второе направление. В интересах проектирования рабочих мест, систем индикации и управления был создан полунатурный моделирующий стенд, полностью имитирующий полетные задачи самолета МиГ-29 (В. Г. Сморчков, Ю. П. Цигин, С. А. Айвазян, М. М. Сильвестров). Кратко можно сказать, что впервые за 30 лет авиационным врачам удалось повысить внедренческий коэффициент наших предложений с 15–20 до 60–70 % в области, связанной непосредственно с надежностью и эффективностью использования летчиком летательного аппарата.

Более того, на этом комплексе были отработаны все эргономические программы летных испытаний оборудования, индикации прицельной информации, разработаны опережающие программы обучения и подготовки с учетом психофизиологии.

Общий итог: удалось по результатам исследования внести существенные изменения в конструкцию, математические программы, средства контроля и управления с учетом количественных и качественных характеристик снижения психофизиологических возможностей человека в условиях воздействия перегрузок с большим градиентом нарастания (Н. Завалова, В. Лапа, А. Разумов, И. Никитин, В. Поляков, Ю. Кукушкин и др., 1978, 1980).

Третье направление касалось психофизиологической подготовки авиационных врачей и летчиков непосредственно в подразделениях. Это организованные семинары, лекции, учебные кинофильмы, переподготовка, тренировки на центрифуге, в воздухе, специальный медконтроль за состоянием здоровья, за психологическим отбором и подбором контингента для обучения и переучивания.

Разработка и внедрение норм летной нагрузки, видов анаэробной и аэробной физической подготовки, оперативный гласный анализ причин утраты здоровья, летных инцидентов.

Вот такова вкратце система медико-психологического обеспечения здоровья, работоспособности, эффективности летчиков тактической авиации в высокоскоростном полете (Г. П. Ступаков, М. Н. Хоменко, Р. А. Вартбаронов, С. Д. Мигачев, Р. А. Бондаренко и др., 1978, 1985). Это наш конкурентоспособный позитив.

В заключение выскажу ряд обобщающих суждений по рассматриваемой проблеме – охрана здоровья и жизни летного состава.

1. Прежде всего, следует констатировать явное расхождение между данными, полученными учеными всех стран, и степенью их внедрения в конструкцию летательных аппаратов, в технические средства защиты, в психологическую подготовку, в организацию обучения, в профессионально-психологический отбор, врачебно-летную экспертизу.

Видимо, это послужило причиной тому, что на первоначальном этапе освоения высокоманевренных самолетов физиологическая защита не была идеальна ввиду отставания:

– промышленного производства композиционных материалов для высотно-перегрузочного снаряжения;

– программного обеспечения регулирования автоматов давления подачи кислорода и наддува камер на принципе опережения и отслеживания маневренных перегрузок;

– динамического управления наклоном спинки катапультного сидения;

– серийного производства центрифуг-тренажеров;

– серийных средств контроля и предупреждения потери сознания и автоматический выход в горизонтальный полет.

Эти факты в определенном смысле характеризуют любой первоначальный этап внедрения нового.

2. Отсутствие четко выраженной установки фундаментальных исследований на внедренческий результат в практику, инертность самой практики к перспективным результатам науки, ее ригидность к смене стереотипов мышления, недостаточная ориентированность клиницистов на отдаленные последствия будущей деятельности летчиков привели к недостаточно полной готовности защиты здоровья от жестких условий маневренного полета.

В результате мы столкнулись со следующими фактами:

– «омоложение» болезней на 3–4 года и снижение профессионального долголетия;

– увеличение вероятности утраты профессии по медицинским показаниям из-за снижения компенсации у лиц, страдавших болезнями психосоматического профиля, болезнями, связанными с нарушением обмена веществ и вегетативного регулирования, иммунного и метаболического генеза;

– снижение надежности и повышение вероятности летных инцидентов, напрямую связанных с уровнем профессионального здоровья.

Понадобилось четыре года активного внедрения результатов научных исследований, позволивших реализовать тактико-технические возможности, заложенные в технику в полном объеме.

3. Высокий уровень внедрения результатов научных исследований науки достигается при обеспечении следующих условий:

– государственного финансирования фундаментальных исследований по заблаговременной разработке средств повышения психофизиологических резервов человека в полете;

– контроля и участия ученых ВВС при создании и испытании летательных аппаратов;

– совместного участия с промышленностью при разработке эргономических условий труда, средств жизнеобеспечения и выживания;

– использования данных испытательных полетов в интересах обучения и подготовки летного и медицинского состава;

– заблаговременной разработки физиологических норм труда, инструментальных методов оценки снижения уровней профессионального здоровья;

– построения системы восстановления здоровья здорового человека на принципе учета отдаленных последствий высокоскоростного полета.

4. В XXI в. здоровье летного состава на самолетах с высокой тяговооруженностью, с измененным вектором скорости будет подвергаться многопрофильным воздействиям перегрузок маневрирования. Кроме гидростатического компонента добавится фактор деформации тканей и сосудов, психологический фактор пространственной дезориентации, ортостатической неустойчивости. Полагаем, уже наступил момент более глубокого исследования отдаленных последствий с привлечением лиц пенсионного возраста и анализа их заболеваний, приведших к смерти летного состава высокоманевренных самолетов.

Как ни парадоксально, но разрабатываемые нами средства защиты не столько сохраняют здоровье, сколько обеспечивают оперативную работоспособность в расширенных нами условиях профессионально вредности. Феномен «шагреневой кожи» обязывает нас задуматься над созданием международной научной декларации о допустимом уровне воздействий, разрушающих здоровье человека и сокращающим его активную жизнь.

Убежден, что в XXI в. основополагающей задачей авиакосмической медицины будет переориентация всех исследований с нозологических принципов охраны здоровья на принцип здоровья здорового человека, реализуемый государственной стратегией охраны и воспроизводства здоровой нации. Мы, ученые, отвоевали себе право на отбор летчиков и космонавтов по здоровью, осталось обеспечить профессиональное здоровье до окончания летной работы. Это нам под силу. И деятельность специалистов врачебно-летной экспертизы на этом поприще занимает далеко не последнее место.

В заключение приведу уникальный пример ума, профессионального мужества, личной ответственности врачей ЦАГ в области летной экспертизы.

Речь идет о прохождении комиссии А. П. Маресьевым, который своей волей, самодостаточностью, целенаправленностью, стойкостью военного летчика организовал и помог командованию и врачам принять в высшей степени неординарное решение.[17]17
  Цитирую рукопись «История ЦНИАГ ВВС 1943–1968 гг.», инв. № 147, ЦНИАГ.


[Закрыть]

9 ноября 1942 г. А. П. Маресьев поступил в ЦАГ для прохождения врачебно-летной комиссии. Он имел налет 650 часов, 72 боевых вылета, сбил 3 самолета.

При осмотре: «Левая голень ампутирована, отсутствует, на границе средней и нижней части трети, правая – в средней трети. Рубцы гладкие, безболезненные. Имеются временные протезы. Свободно ходит без палочки, свободно садится на стул и встает без посторонней помощи».

ВЛК ЦАГ выносит следующее заключение:

«По ст. 49 приказа ГВСУ КА № 2–1941 к летной работе не годен. Применительно к ст. 73 приказа НКО СССР № 184–1940 в порядке индивидуального подхода к военной службе ограниченно годен в тылу на работе, не связанной с длительной ходьбой».

Спустя пять месяцев, 5 марта 1943 г., в ЦАГ вновь поступает А. П. Маресьев с заключением, но не врачей, а летного командования.

«Был проверен на протезах в технике пилотирования на самолетах У-2 и УТ-2 и показал хорошие результаты. Направляется на освидетельствование для определения годности к летной работе в истребительной авиации».

Через четыре дня после поступления в госпиталь ВЛК ЦАГ выносит заключение: «Принимая во внимание отличную приспособленность к ходьбе в протезах, хорошие результаты пилотирования У-2 и УТ-2 и исключительную направленность, комиссия не имеет возражений (заметим, речь идет не о рекомендации, а лишь „не возражаем“. – В. П.) против допуска А. П. Маресьева к испытательным и тренировочным полетам на УТ-4 и Як-7» (9 марта 1943 г.). Спустя четыре дня, 13 марта 1943 г., А. П. Маресьев прибыл на ВЛК со следующим заключением командования: «В результате проверки показал хорошую технику пилотирования в зоне на УТ-4. Считаю, что т. Маресьев может летать на истребителях „Як“ и „ЛА“».

ВЛК ЦАГ выносит заключение: «Допустить А. П. Маресьева (обращаю внимание врачей) к вывозным, тренировочным полетам по курсу боевой подготовки в истребительной авиации 1943 г. по первому разделу. При наличии положительных результатов тренировочных полетов (подразумевается, что их оценят командиры. – В. П.) А. П. Маресьев может быть допущен к летной работе в истребительной авиации ПВО». Командование, А. П. Маресьев, ВЛК ЦАГ правильно поняли друг друга.

А. П. Маресьев продолжал летать на истребителях, сбил еще 11 самолетов и не как инвалид, а по правилам войны за свои 14 сбитых, как боевой летчик, был удостоен звания Героя Советского Союза. Честь и хвала всем, кто имел к этому отношение!

Для справки. ЦАГ допустил к летной работе несколько летчиков без одной конечности и ряд летчиков без одной руки на самолет Пе-2, У-2 – И. Г. Собенников, Г. Р. Грайфер.

В период ВОВ, по данным Е. М. Белостоцкого, ВЛК ЦАГ допустила к полетам около 60 летчиков с одним глазом. Кроме исторического интереса, эти факты говорят об уровне профессионализма экспертов. Но главное в том, что это была не просто врачебная экспертиза, она носила профессионально летный характер.

Сегодня есть право в сложных случаях оценивать летчика в полете. Но авиационные врачи, особенно в ГА, используют это право крайне редко, а списывают порой «на всякий случай». «Помни войну», – писал адмирал Макаров. Не будет смелости, профессионализма сейчас, неоткуда будет взяться и на случай войны. Помните А. Маресьева.