飞行员必读!详解直升机飞行疲劳与预防方法

日期:2016-09-18 16:08 作者:鹏程翔安
飞行员必读!详解直升机飞行疲劳与预防方法

  写在前面的话:15日恰逢中秋佳节,然而傍晚时分一则噩耗从石家庄的爱飞客飞行大会传出,在航空圈迅速“蔓延”,给祥和的节日气氛笼上了一层“阴霾”。在事故发生后分析原因,总结教训毕竟是“亡羊补牢”之举,是靠付出代价换来的。为什么不从开始就着手预防呢,希望接二连三的事故能切实唤起大家对飞行安全的真正重视。

  今天就跟大家来聊聊直升机飞行疲劳那些事,文章不一定“有趣”,但还是衷心希望大家能挤出一点时间耐心听我“唠叨”完,相信应该会有所收获!

  说起疲劳大家并不陌生,它是一种主观不适的感觉,但客观上会在同等条件下,让人失去完成原来所从事的正常活动或工作的能力,飞行疲劳亦然。首先我们来看看飞行疲劳出现后的一些表现。

  一、飞行疲劳的表现

  感受性下降:视力、听觉、嗅觉及肌肉的感受性都不同程度地降低,易发生飞行错觉;

  注意力下降:注意力分配开始变慢,主仪表板外的仪表容易被忽视;

  思维迟钝,记忆力减退:认读仪表时间长,缺乏对行为缺陷的认识,丧失正确操纵程序,复杂思维与动作分离,易出现错、忘、漏;

  动作反应能力下降:动作协调性降低,多余、错误动作增加,操纵动作精确度下降,飞行熟练技巧被破坏,特别操纵错误明显增加;

  语言减少,兴趣性降低:随着疲劳的发展,飞行员变得不爱说话,对周围环境不感兴趣,长途飞行时,这种现象最为明显;

  睡眠紊乱:飞行负荷大时,由于情绪高度紧张,使人睡眠迟、变浅,醒来得早,甚至失眠。这是高度疲劳将要出现的信号,应特别引起注意。

  以上症状都是飞行员判断自己和机组成员已经或即将进入飞行疲劳状态的重要信号,一旦出现以上症状,应当引起注意,以防对给飞行安全带来危害。

  那么造成飞行疲劳的原因又有哪些呢?

  二、直升机飞行疲劳产生的原因

  引起飞行员飞行疲劳的原因很多,可以说飞行环境、飞行任务、身心状态等因素都与飞行疲劳的产生有关。

  通常引起飞行疲劳的原因主要有以下四个方面:

  第一,睡眠不足或休息不好,据不完全统计造成飞行疲劳的原因80%是睡眠不足引起;

  第二,跨时区长途飞行和夜间飞行引起的时差效应和昼夜节律扰乱,当然这种情况直升机并不常见;

  第三,过度的生理性应激,如座舱噪声、温度、湿度、吸烟、饮酒、缺氧等引起的生理性应激可使飞行员逐渐感到疲劳;

  第四,心理性应激,如人际关系不良、生活重大事件等引起的心理紧张、焦虑等,可引起飞行员的心理疲劳。

  就直升机飞行员而言,除去自身的睡眠不足、休息不好以及心理存在压力外,直升机所特有的座舱环境、飞行环境和飞行课目是造成飞行员飞行疲劳的两个主要原因。

  1、直升机座舱环境的影响

  振动

  由于直升机结构的特殊性,相比其他飞行器而言,在飞行时的振动也比较强,直升机的振动是由发动机、旋翼及其传递系统、大气湍流产生的,其中旋翼运动是产生振动的最主要因素。现代直升机的工作转速一般约为350~450转/分,即每秒5~7次的频率,为次音频,该频率的振动能量相当大,特别突出。振动对飞行员的影响有以下几个方面:振动影响中枢神经系统;影响心血管和呼吸系统;影响感觉和运动感官;腰痛。

  影响中枢神经系统:使操纵动作主动反应时间延长,完成精细动作时间增加,错误率加大,效率下降,操纵质量和准确性变差,疲劳感增加。

  影响心血管和呼吸系统:根据对直升机飞行员普遍调查的结果显示,被检者多数出现心率加快,血压升高,呼吸频率增加。据我们对直升机飞行员长期跟踪调查发现,在飞行时被检者心率增加4.3%;收缩压和舒张压分别增加5.9%和11.1%;呼吸频率增加了3-9次/分钟,个别人增加了14次/分钟。虽然实际飞行中,发生这种程度的血压与呼吸频率变化还不足以影响正常工作,但可将其作为检验疲劳程度的参考依据。

  影响感觉和运动器官:低频振动对视觉功能影响十分明显,可使视敏度下降,外周视野缩小,色觉紊乱,闪光融合频率降低,仪表判读以及精细视分辨发生困难。实验证实,当视力表与人体以相同参数振动时,看清视力表上字母的距离将缩短1/3-1/2。飞行时,振动同样会影响座舱内的仪表判读。另外,3-4赫兹的低频振动还可刺激前庭功能,引发前庭功能障碍。此外,局部振动作用于飞行员手、足、臀部等受力部位,可使局部皮肤感觉异常,使触觉、温度觉、痛觉、振动觉敏感度降低,加重疲劳感,影响肌肉耐力,明显降低飞行员工作能力。

  腰痛:据我们统计不同机型直升机飞行员腰痛发生率在44%-57.1%。这种腰痛多在飞行中发生,飞行后几小时消失,少数人持续数天以上。其发生率随飞行时间延长而增加,初发多在飞行300小时后。直升机振动时,脊柱两旁肌肉保持紧张,以减少振动对脊柱的创伤性影响,当振动长时间作用时,竖脊肌肌肉受损,张力下降,保护作用减弱,脊柱受压明显增加,易受损伤,特别是超低空飞行,横向振动显著,更易发生腰痛。

  噪声

  噪音是直升机的振源(发动机、旋翼及其传动装置、尾桨及其传动装置等)激发周围的空气,在空气中形成波动,再通过空气传到飞行员的耳朵形成了噪声。频率在20—20000赫兹之间的振动,人耳能够听见,振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹,人耳听不见,前者叫超声波,后者叫次声波。次声波对人体的危害较大。

  直升机中主要噪声的来源,除了上述发动机、旋翼及其传动装置、尾桨及其传动装置等外,还有陀螺仪、无线电设备等产生的噪音,还有气流产生的噪音。直升机的舱内噪声可高达110~119分贝以上。比固定翼飞机要高得多。原因主要是直升机与固定翼飞机相比,相同起飞重量的条件下,直升机所需的发动机功率要大。而且单旋翼带尾桨结构的直升机动力装置与飞行员距离较近,隔音较困难,并且直升机产生噪音的动部件相对较多。

  噪音在90分贝以上,如噪音作用时间过长、反复过多,会造成飞行员“听觉疲劳”,使听力受到暂时或较长时间的破坏,甚至造成永久性的听力损失(职业性耳聋)。噪音120分贝时人耳将有明显的压力感和堵塞感。130~140分贝时,则为痛觉阈限范围。160分贝以上可导致鼓膜内陷充血甚至破裂。

  噪音除了引起听觉损伤以外,还对人体有短期和长期的副作用。噪声能导致大脑紊乱,从而产生一系列可察觉的症状。140分贝的高声压级会使人觉得恶心、眩晕、眼球振颤、运动失调和昏迷。稍弱的声级会减弱意识,使飞行员产生疲倦、注意力降低、烦躁等飞行疲劳症状。

  温度的影响

  直升机上的温度大家应该都有深刻的体会,特别是在酷夏和严冬时分。人在21°C的环境里工作最舒适;在10°C—29°C的环境里工作感到正常;气温超过38°C都会感到难受,有人则会虚脱;当气温达到52°C,虽然少数人可以短时间坚持工作,但大多数人已无法忍受;显然酷夏里当你在低空悬停时座舱中的温度有时还不止52°C。体温升高或降低的突然变化,会产生一系列的循环、呼吸、消化和神经系统等生理功能的紊乱,导致缺氧和过载耐力下降,注意力不易集中,工作效率降低,出现中暑、热衰竭等。到了严冬时分,情况正好相反,座舱内很可能会冷若冰窖,如果你在一个阳光明媚的天气做较多悬停,你可能会感到相当的热并且大量出汗,飞行结束后当你离开直升机时又会感到寒冷彻骨,这种冷热交替的变化会给你身体的“自动平衡”功能带来挑战,所以大多数直升机飞行员可能会对呼吸道感染等比较敏感。

  污染的影响

  工业化进程的加快,加上农药的滥用,使得污染问题日益严重,雾霾天气日渐增多。城市、乡村、工业区上空的空气污染对直升机飞行会有更加直接的影响。首先,污染会造成视程障碍,降低能见度,使可飞天气减少。其次,直升机在中低空飞行,空气中的污染物会进入座舱,这些有害物质,如有害气体、尘土、化学物质等可通过呼吸道、皮肤或肠胃进入飞行员体内,引起生理和心理功能障碍,降低大脑的神经功能,使操纵能力下降,引发飞行疲劳。

  2、飞行课目的影响

  直升机飞行课目的特殊性也是造成飞行员疲劳的重要原因。

  直升机悬停时对飞行员生理的影响很大,有资料表明,重型直升机在悬停时飞行员的代谢能力是平时的四倍,说明悬停时对直升机飞行员的体能消耗相当大,悬停时体能消耗大的原因可能有以下几种:

  悬停时,直升机距离地面近,直升机是不稳定的,受到干扰状态变化后,修正动作特别多。近地面悬停时,高度低,发生特情后,可供飞行员处置的时间短,飞行员的精神要集中,判断要准确、迅速、及时。总之,此时飞行员的生理和心理都处在高度紧张的状态,对体能的消耗大。

  直升机在近地面悬停时,受地面气温的影响比较大,若在南方的夏天,气温大多在35oC以上,舱内温度更高,此时的吹风条件又不好,飞行员要承受很高的高温,对体能的消耗很大。

  悬停时,直升机所需功率大,诱导速度大,气流和机身的相互干扰明显。因此直升机的振动和噪声也较大,对飞行员的体力消耗大。

  直升机在进行如护林、巡线和洒药等作业时,在作低空飞行时,距离地面高度低,飞行机组既要完成驾驶、又要注意避开各种障碍,同时还要完成各种任务。所以飞行员的综合负担重,体能自然也消耗大。

  三、直升机飞行疲劳的预防

  预防和消除飞行疲劳的最好方法是排除引起飞行疲劳的因素,但要寻求一种立竿见影的克服飞行疲劳的方法和措施,在现有的研究水平和现有条件下很难做到。只能采取一些预防和缓解的方法。建议用以下的方法预防和缓解疲劳。

  1、制定和严格执行控制飞行量的规定。工作的时间与强度在劳动生理学上是疲劳发生与发展的决定因素。为了消除累积性疲劳,保证飞行效率与飞行安全,可靠的方法是对飞行时间加以限定。规定的直升机飞行员的最长飞行时间应严格遵守,防止因任务重、任务急、飞行员少造成的超飞行时间飞行。

  2、合理安排休息时间、加强生活规律性。严格自己的作息制度,尤其是睡眠时间要规律,不要忽早忽晚,不管有无飞行任务,尽量避免通宵娱乐。

  3、选择合理的休息方式。出现飞行疲劳后的休息一般有两种方式,一种是静止性休息,一种是活动性休息(也叫积极性休息)。正确的安排应该是两种休息方式相结合,即在良好睡眠的静止性休息基础上,适当参加一些运动或其它体力活动,这对于消除心理疲劳具有显著作用。

  4、采用心理放松方法和松弛技术。这里介绍一种心理学中常用的“松弛而沉思”法,步骤为:

  第一,安静地坐在一个舒适的位置上,闭上双眼。

  第二,运用心理自我暗示的方法,深深地松弛全身肌肉,从脚开始,逐渐上升到面部肌肉,然后保持这一松弛状态。

  第三,用鼻呼吸并感觉自己的呼吸。呼气时,对自己默念“一”。例如,吸进一呼出,一进一出,如此反复循环。这样继续20分钟后可睁开眼睛核对时间,但不得使用闹钟。当完成上述步骤后,静静地坐几分钟,首先闭着双眼,而后睁开双跟。

  第四,不管能否成功达到深度松弛水平,都不要发愁。保持一种被动状态,让松弛以自身的速度进行。当有其他想法出现时,不要焦急,并继续重复默念“一”。对杂念不予理睬。通过练习,这种松弛反应就可以出现。

  第五,每天可进行1、2次练习,但不宜在饭后两小时内进行,因为消化过程会干扰松弛反应。

  据研究,这一技术能减少人对氧的消耗量,保持心灵安宁和舒适感、健康感,对于消除包括飞行疲劳在内的各种疲劳具有重要作用。并且,这一技术简单易行,可以利用飞行任务的间隙进行。大家不妨一试。

  5、促进睡眠质量,补足睡眠不足。睡眠不足是飞行疲劳产生的主要原因,只要全面掌握了改善睡眠的方法,没有了睡眠不足,飞行疲劳便可消除。

  6、注意体育锻炼。由于直升机飞行员容易疲劳,针对直升机飞行员体育锻炼应当更注重耐力的训练,而不应该过于注重爆发力的训练,不一定按照竞技体育的标准来衡量飞行员的体能训练情况。直升机飞行员应该多做一些比如游泳、长跑等耐力项目的训练。(来源:微信“鹏程翔安”)



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