Физиология и гигиена летчика в экстремальных условиях

Таблица 2.19 – Сравнительная характеристика распределения летчиков (в %) в контрольной и опытной группе с исходным уровнем артериального давления и выраженности реакции на ортостатическую пробу (по ортостатическому индексу)

Характер мозгового кровотока изучался методом реоэнцефалографии (РЭГ). На реоэнцефалограммах было выявлено, что у летчиков основной группы длительность анакротической фазы выше, чем у контрольной группы, на 35,4% и 13,5% (в зависимости от полушария мозга). У некоторых лиц после 11 мес пребывания в Афганистане обнаружена явная асимметрия в скорости проведения пульсовой волны.

Между группами в показателях реографического индекса, характеризующего пульсовое кровенаполнение головного мозга, имелись достоверные различия. Особенно отчетливо это проявлялось при выполнении функциональных проб с физической нагрузкой. В последнем случае прирост РИ в основной группе на 10–15% был ниже, чем в контрольной (р < 0,02). По-видимому, у летного состава после длительной и напряженной боевой деятельности механизмы саморегуляции кровообращения вследствие их истощения не могли должным образом обеспечить необходимое кровенаполнение сосудов мозга. Возможно и то, что уровень кровенаполнения уже в покое находился на верхней границе оптимума, что требовало дальнейшего прироста реографического индекса при функциональных нагрузках. Анализ данных выполнения сердечно-сосудистой пробы Руфье – Диксона показал, что с увеличением продолжительности участия летчиков в боевых действиях ухудшалась работоспособность сердца. Если до убытия в Афганистан хорошую переносимость физической нагрузки имел практически весь летный состав, то в период адаптации к высокой температуре окружаю щей среды и особенно после 9 мес пребывания в Афганистане значительно возросло число лиц со снижением показателей сердечной деятельности (табл. 2.20).

Таблица 2.20 – Распределение летного состава (%) по переносимости дозированной физической нагрузки (по данным выполнения пробы Руфье – Диксона)

Заслуживает внимания тот факт, что у 22,7% летчиков основной группы после дозированной физической нагрузки (30 приседаний за 45 с) на ЭКГ наблюдалось смещение интервала S–T ниже изолинии более чем на 0,1 мВ или выше изолинии на 0,2 мВ, что свидетельствует о скрытой коронарной недостаточности. Указанные изменения в основном отмечались у командиров экипажей с боевым налетом свыше 450 ч. При сопоставлении длительности электрической систолы с должной величиной Q–T у лиц контрольной и основной группы (см. табл. 2.21) выявлено, что у 44% лиц основной группы наблюдалось ее удлинение по отношению к должной величине более чем на 0,04 с, что является одним из признаков сниженных функциональных возможностей сердечной мышцы (Максимович В. А., 1985).

По величине систолического показателя (когда он достигает 50% уровня и более) также отмечены статистически значимые различия в группах. Если в контрольной группе этот показатель не выходил за пределы нормальных значений, то у 19,2% летчиков основной группы он превышал должный уровень, что является неблагоприятным признаком.

Таблица 2.21 – Число случаев (%) удлинения электрической систолы по отношению к должной величине более чем на 0,04 с у обследованного летного состава

Известно, что при исследовании электрической активности сердечной мышцы в условиях эмоционального напряжения наибольшим изменениям подвергаются зубцы P и Т. С учетом того, что летный состав основной группы длительное время находился в условиях чрезмерного эмоционального напряжения, при анализе ЭКГ прежде всего обращалось внимание на величину этих зубцов. Оказалось, что амплитуда зубцов P у летчиков основной группы на 32 % меньше (р < 0,01), чем у лиц контрольной группы. Несколько ниже и величина зубца Т. Значительно изменилось соотношение зубцов Р/Т. Если в контрольной группе оно было равно 50%, то у летчиков основной группы всего 41% (р < 0,05). Уменьшение амплитуды зубцов P и индекса Р/Т свидетельствует о повышении тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы у летчиков основной группы.

Результаты исследования времени реакции на световой раздражитель показали, что летчики основной группы реагировали на предъявляемый световой стимул на 27 мс медленнее, чем лица контрольной группы. Наряду с этим у 43% лиц основной группы выявлено наличие эксцесс-реакций.

Интегральный показатель тремора пальцев рук (по частоте и амплитуде) у летчиков основной группы был на 39% больше, чем у лиц контрольной группы (см. табл. 2.17). У некоторых летчиков после 9 мес участия в боевых действиях выраженность тремора была в два раза больше, чем до убытия в Афганистан.

Диапазон угла поворота при выполнении шаговой пробы в 75% случаев составлял не более 45°, а линейное смещение – до 1 м (предел физической нормы). У 30% летчиков основной группы выявлено чрезмерное отклонение показателей от нормальных значений: угол поворота тела достигал 90° и более, а линейное смещение – свыше 1 м.

В результате динамометрических исследований наиболее выраженные изменения выявлены у летчиков вертолета Ми-24. Так, по сравнению с исходными данными сила мышц и мышечная выносливость у летчиков снизились соответственно на 13 и 10 кг (табл. 2.18), а физическая цена, затраченная на выполнение заданной статической нагрузки, увеличилась на 12,5 %.

При электропунктурной диагностике установлено, что у летчиков основной группы в биологически активных точках кожи (БАТК) левой и правой ветви меридианов отмечалась выраженная асимметрия электропроводимости (рис. 2.12).

Рис. 2.12. – Величина асимметрии электрической проводимости в БАТК левой и правой ветви меридианов у летчиков с различным функциональным состоянием после 9–10 мес пребывания в Афганистане (* – p < 0,05; ** – p < 0,01)

Ранее аналогичная картина в динамике электропроводимости в БАТК наблюдалась при значительном утомлении, а также при заболеваниях нервной системы.

Проведенная оценка изменения психического статуса летчиков основной группы свидетельствует, что через 9–10 мес боевой деятельности повышенная раздражительность и различные нарушения сна отмечались соответственно у 31 и 39% летчиков, а в контрольной группе – только у 6 и 0% соответственно. У 11,8% летчиков довольно часто возникало раздражение при общении с товарищами, а 15% считали, что они близки к нервному срыву. Кроме того, у 11,8 % летчиков отмечались выраженные нарушения регулятивных психических функций, в частности частое возникновение перед полетами апатии и безразличия к выполнению полетного задания. В контрольной группе таких лиц не было выявлено. Изменения психического статуса летчиков проявлялись прежде всего в изменении личностных особенностей, оцениваемых с помощью стандартизированного метода исследования летчика (рис. 2.13).

Рис. 2.13. – Личностные особенности группы летного состава по шкалам СМИЛ до убытия (1) и через 9 мес пребывания в Афганистане (2)

Различия проявлялись при сравнении как формы профиля, так и абсолютных значений шкал. Усредненный профиль, характеризующий личностные особенности летного состава, находившегося в Афганистане, расположен значительно выше 60 F. Достоверные различия наблюдались по 1–5-й и 7-й шкалам, а также по оценочным шкалам L и F.

О наличии выраженных эмоциональных нарушений у летчиков, находившихся в Афганистане, в первую очередь указывает повышение показателей по шкалам 1–3 (так называемая «невротическая триада»). Конфигурация профиля личности летчиков данной группы типична для лиц, обеспокоенных своей оторванностью от внешнего мира и испытывающих трудности социальной адаптации к окружающей действительности. Это приводило к появлению длительных негативных эмоций, выраженному состоянию тревожности и эмоционального напряжения (пик на шкале 2 при относительно низком значении по шкале 3).

Кроме того, летчикам этой группы была свойственна большая откровенность и раскрепощенность в описании своих переживаний. Они требовали сочувствия и сопереживания со стороны других лиц (снижение по шкале L и повышение по шкале F). Повышение показателей 4-й шкалы на фоне описанных изменений профиля личности в группе летчиков, находившихся в Афганистане, указывает на тенденцию реализации состояния эмоционального напряжения в непосредственном поведении. Для этих летчиков характерны появление агрессивных тенденций, пренебрежение к принятым общественным, моральным и этическим нормам. В данной группе летчики, имеющие ярко выраженные нарушения нервно-психического статуса, составляли 44,1%.

Помимо изменений личностных особенностей у летного состава, находившегося в Афганистане, по сравнению с периодом перед убытием на 13,2% увеличилась реактивная ситуационная тревожность (р < 0,05), повысился уровень эмоциональной реактивности, что свидетельствует о снижении эмоциональной устойчивости (рис. 2.14). Изменилась реакция на цветовой тест Люшера, что характерно для ситуаций, связанных с увеличением значимости внутренних конфликтов и проблем.

Рис. 2.14. – Динамика реактивной тревожности (а), эмоциональной реактивности (б), теста Люшера (в) у летчиков до убытия и через 9 мес пребывания в Афганистане

Эффективность профессиональной деятельности в боевых условиях в значительной мере определяется состоянием морального духа летного состава, в формировании которого наряду с социальными факторами значительную роль играет мотивация. Являясь мощным регулятором поведенческих реакций, она оказывает воздействие на развитие функциональных нарушений прежде всего психогенной природы. Так, по результатам анонимного анкетирования у 95% летного состава вертолетной авиации и у 80–85% летчиков истребительной авиации мотивация к профессиональной деятельности в конце годичного срока пребывания в Афганистане отсутствовала. Еще до убытия в Афганистан положительный мотив был выявлен только у 40–60% летчиков в зависимости от степени информированности об условиях предстоящей деятельности. В последующем под влиянием конкретных условий мотивация снижалась, а у 5–8% от общего числа опрошенных летчиков наблюдалось снижение мотивации не только к выполнению боевой деятельности, но и к летной работе.

Мотивация к работе в условиях Афганистана формировалась постепенно под влиянием разнообразной информации как позитивного, так и негативного плана. Личностные, социальные, служебные и другие аспекты мотивации также участвовали в ее формировании. К моменту убытия в Афганистан летчик уже имел сформированное отношение к предстоящей деятельности, и экстремальность условий существования, усугублявшаяся социально-бытовыми факторами, завершала создание негативного отношения к летной деятельности в условиях Афганистана. Косвенным подтверждением сказанного является отношение летчиков к содержанию и полезности своей работы (табл. 2.22 и 2.23). Так, если до прибытия в Афганистан 14 % летчиков хотели выполнять другую работу или выполняемая работа их угнетала, то в первые три месяца в Афганистане число таких летчиков составило 47%, а на завершающем этапе к 10–12-му месяцам – 66%. При этом 9% летчиков в Афганистане отмечали, что не убеждены в полезности своей работы.

Таблица 2.22 – Характеристика динамики изменения отношения летчиков (%) одной из частей армейской к выполняемой работе в период пребывания в Афганистане

Таблица 2.23 – Оценка степени полезности выполняемой работы летчиками одной из частей армейской авиации (%) в различные периоды пребывания в Афганистане

Отрицательная или недостаточно выраженная мотивация у летного состава сочеталась с пониманием необходимости выполнения своего воинского долга. Такое «раздвоение» наряду с другими причинами являлось серьезной предпосылкой для развития ряда психосоматических заболеваний. Анализ заболеваемости позволяет подтвердить существующее влияние психодинамических факторов на здоровье летного состава. Так, в структуре общей заболеваемости и трудопотерь летного состава во время пребывания в Афганистане после инфекционных и паразитарных заболеваний (45,7%), на втором месте находятся болезни органов пищеварения (18,5%), а на третьем – болезни нервной системы (12,5%). Экстремально высокий уровень комплекса воздействующих факторов, превышающий функциональные возможности организма летного состава, вынужденного выполнять профессиональную деятельность на фоне утомления и сниженной мотивации, привел к существенному увеличению заболеваемости. Так, по сравнению с заболеваемостью до направления в Афганистан во время пребывания и после возвращения из Афганистана отмечалось 3–4-кратное увеличение заболеваемости нервной системы (10,2; 34,0 и 40,8% соответственно) и 6–7-кратное увеличение заболеваемости органов пищеварения (6,8; 51,0 и 54,4% соответственно). Высокую степень значимости психодинамических факторов, воздействующих на летный состав, подтверждает также анализ дисквалификации летного состава. В структуре дисквалификации летного состава в Афганистане преобладали неврозы (16,2–23,1%), а на 2–3-м месте находились язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки (17,9–21,6%), хронический гастрит и гастродуоденит (14,2–23,1%).

Резюмируя все вышесказанное, необходимо отметить, что специфические условия жизнедеятельности и интенсивная летная нагрузка приводили к существенному ухудшению профессионального здоровья летного состава в Афганистане. Субъективно отмечаемое ухудшение самочувствия, изменение функционального состояния и реактивности организма в отношении профессиональной деятельности, нервно-психических нагрузок, условий среды обитания регистрировались практически постоянно в течение всего периода пребывания в Афганистане. Особенно неблагоприятное влияние на функциональное состояние летного состава оказывала резкая смена климатических условий при проведении замены в летний период. Объективно регистрируемые показатели, свидетельствующие о снижении приспособительных возможностей сердечно-сосудистой системы, в том числе и степень кровенаполнения сосудов мозга, проявление признаков коронарной недостаточности, значительный дисбаланс лабиринтной функции (вестибуловегетативной устойчивости), снижение мышечной выносливости и координации совместной деятельности зрительного и двигательного анализаторов, ухудшение состояния нейродинамических процессов и потеря массы тела подтвердили субъективные оценки летного состава. Выделяют два периода существенного ухудшения функционального состояния летного состава. К ним относятся первые два-три месяца при замене в летний период и последние три-четыре месяца независимо от срока замены.

Практически у большинства летчиков в периоды интенсивной летной нагрузки отмечались дизадаптационные явления, проявлявшиеся в форме изменения реактивности организма, явления хронического утомления и переутомления, которые в сочетании с нарушениями нервно-психического статуса и пониженной мотивации приводили к заболеваемости или снижению профессиональной надежности летного состава. По всей видимости, изменения в функциональном состоянии летчиков наряду с недостаточной профессиональной подготовкой, техническими и эргономическими недостатками авиационной техники способствовали увеличению боевых потерь ЛА и гибели людей, а также небоевых потерь. И если летчики, имевшие те или иные заболевания, нуждались в лечении, то для летчиков с проявлениями дизадаптационных явлений требовалось применение медико-психологических средств сохранения и коррекции функционального состояния.

Глава 3. Изменение психофизиологического состояния человека-оператора при воздействии высоких температур

3.1. Аналитический обзор

С учетом материалов предыдущей главы, свидетельствующих о воздействии на летчика в кабине летательного аппарата высоких внешних тепловых нагрузок, в рамках данной главы необходимо было определить: во-первых, оказывает ли высокая температура влияние на работоспособность человека-оператора в реальном масштабе времени выполнения полетного задания летным составом; во-вторых, соответствует ли субъективная оценка качества выполнения деятельности объективно регистрируемым параметрам, в частности, насколько правомочны анкетные данные, свидетельствующие о снижении работоспособности у летчика в жаркий период года и возможном времени ее сохранения в условиях экстремально высоких температур в кабине ЛА; в-третьих, оценить, какова структура психофизиологических изменений при воздействии температурного фактора, что наряду с использованием общепринятых критериев теплового состояния может иметь важное самостоятельное значение при изучении эффективности методов повышения тепловой устойчивости у лиц операторского профиля.

Необходимость изучения поставленных вопросов была продиктована данными анализа материалов специалистов по авиационной медицине (Ажаев А. Н., 1979, Ажаев А. Н., 1986, Ажаев А. Н., Зорилэ В. И., 1980, Ажаев А. Н., Зорилэ В. И., 1988, Ажаев А. Н., Кузьмин А. С., 1992), свидетельствующими об отсутствии влияния высоких температур на работоспособность человека-оператора во временных интервалах, имеющих практическое значение. Так, по данным А. Н. Ажаева с соавт. (Ажаев А. Н., 1979, Ажаев А. Н., 1986, Ажаев А. Н., Зорилэ В. И., 1980), не зарегистрировано существенного изменения управления в режиме двухмерного слежения в течение 6 часов пребывания при температурах 45°С. При температурах 50 и 55°С значимые изменения качества деятельности были отмечены только в конце 4-го и 2-го часов воздействия, соответственно. Близки к указанным и данные об ухудшении работоспособности, полученные Ю. И. Приемским (1979). В свою очередь, В. А. Ефимову с соавторами (1982) не удалось найти изменений качества управления в режиме слежения при 60-минутных температурных воздействиях от 30 до 65°С. В то же время ранее приведенные нами собственные данные экспертной оценки летным составом времени сохранения работоспособности в условиях пребывания при температурах 30–45–55°С значительно ниже полученных указанными авторами.

Анализ доступных литературных источников также не позволил однозначно ответить на поставленные вопросы. Опубликованные в последнее время по материалам иностранной печати обзоры (Ажаев А. Н., Малинин И. Д., 1987, Grather W. F., 1973, Hancock P. A., 1984) преимущественно констатируют противоречивость данных о влиянии высоких температур на психофизиологическое состояние человека. Проведенный более системно обзор литературных данных позволил П. Ханкоку (Hancock P. A., 1982) заключить, что пороги понижения работоспособности при выполнении задач различной категории сложности находятся в обратно пропорциональной зависимости от прироста температуры тела. В частности, порог снижения простейших видов умственной работоспособности соответствует повышению температуры тела на 1,33°С, порог снижения выполнения слежения – 0,9°С и порог ухудшения комплексной работоспособности (двойные задачи) – повышению температуры тела на 0,22°С.

Не останавливаясь пока на результатах работ отдельных авторов, в целом, можно заключить, что сложившиеся к середине 60-х годов две точки зрения на характер изменения психофизиологического состояния человека под влиянием высоких температур находят своих сторонников и до настоящего времени. Инициатор первой точки зрения П. Уэбб (Webb P., 1961) считал, что снижение работоспособности под влиянием теплового стресса, является функцией приближающегося термофизиологического коллапса. Так, он писал: «…общее правило гласит: работоспособность начинает ухудшаться в любых заданных условиях, требующих трех четвертей переделов физиологической переносимости». Другой точки зрения придерживался Дж. Винг (Wing J., 1965), считающий, что кривая длительности температурной устойчивости при решении психофизиологических задач находится гораздо ниже сопоставимой кривой физиологической устойчивости к воздействию тепла в каждый момент времени.

Среди возможных причин отсутствия до настоящего времени единого мнения о характере влияния высоких температур на психофизиологическое состояние человека-оператора, что объясняется, по нашему мнению, рядом различных переменных, которые не могли не сказаться как на результатах, так и на выводах исследователей. Анализ работ позволил сгруппировать их в следующем виде.

А. Методические особенности моделирования теплового стресса и порядка тестирования в ходе экспериментальных исследований.

При первом варианте воздействие на испытателей высоких температур, кроме нагревания, проводимого в климатической камере с параллельным выполнением тестовых задач (Jampietro P. F., 1961, Mackworth N. H., 1950), использовалось предварительное нагревание в течение 60–120 мин с последующим определением работоспособности при высокой температуре (Alnutt M. F., 1971, Epstein J., 1980, Grather W. F., 1973, Wilcinson R. T., 1964), комфортной температуре (Марьянович А. Т., 1981, Садиков Г. Н., Азонова Е. К., 1982, Coutright J. F., 1982, Kenneth A., 1974).

При втором варианте прирост теплосодержания создавался с помощью костюма с водяной регуляцией температуры (Gibson T. M., 1979, Gibson T. M., 1980, Nunneley S. A., 1982), пребыванием в ванне, имеющей воду, нагретую до 41°С (Lind A. R., 1963), при выполнении в резиновом костюме ходьбы на тредбане (Benor D., 1971) с одновременной регистрацией психофизиологического состояния.

При третьем варианте – после работы на велоэргометре (Павлов А. С., 1990), выполнения марш-броска (Angus R., 1980).

Особенности используемых методических, подходов, вероятно определяют и существенные различия в состоянии организма испытателей к моменту проведения оценки работоспособности: развитие первичных адаптационных изменений к действию высоких температур при проведении предварительного в течение 60–120 мин теплового воздействия до начала тестирования, способное привести к существенному уменьшению интеркурентных взаимоотношений приспособительных реакций к звену «среда – деятельность», кроме того, исключение мощного потока импульсации с кожных терморецепторов при тестировании в комфортных условиях при первом варианте; исключение нагрева головы и испарительной теплоотдачи с туловища и конечностей, близкая к комфортной температуре вдыхаемого воздуха при втором варианте; при третьем варианте к некоторым из указанных недостатков первого и второго вариантов возможно приобщилось дополнительное влияние усталости или же повышение реакции активации после выполнения физической работы.

Б. Многообразие методов оценки работоспособности.

Обычно в исследовании используются от 1 до 3–5 методов оценки работоспособности; при этом, кроме простой и двухвыборной реакции, только в отдельных из представленных ниже работах они повторяются. В качестве иллюстрации мы их приводим в хронологическом порядке:

1) определение уровня бодрствования, считывание цифровых таблиц, тест на время реакции (Wilcinson R. T., 1964);

2) словообразование из 2 наборов букв (Konz S. A., 1969);

3) одномерное преследующее слежение, устный счет, двухвыборная реакция на свет (Jampietro P. F., 1969);

4) двухвыборная реакция на свет (Rota P., 1970);

5) скорость опознания звукового сигнала, время реакции на звуковой раздражитель (Benor D., 1971);

6) «полет» на тренажере (Jampietro P. E., 1972);

7) двухмерное компенсаторное слежение в сочетании с двухвыборной реакцией на свет (Приемский, 1978);