ОПАСНОСТЬ ОТ НЕДОПОНИМАНИЯ. Безопасность экипажа и пассажиров при разгерметизации воздушного судна на больших высотах полета

 

Михаил ДВОРНИКОВ, доктор медицинских наук, профессор

Тимофей МАТЮШЕВ, доктор биологических наук, кандидат технических наук

Александр МЕДЕНКОВ, доктор медицинских наук, кандидат психологических наук, профессор

 

Анализ случаев разгерметизации кабин (салонов) воздушного судна (ВС) свидетельствует о наметившейся тенденции роста опасных ситуаций в высотных полетах. Так, по данным зарубежных источников только за период с января 2008 года по август 2009 зарегистрировано 138 авиационных инцидентов (АИ), которые можно рассматривать как предпосылки к возникновению гипоксии, среди которых 26 случаев разгерметизации салона ВС, 70 случаев отказов системы наддува и герметизации, 42 случая связаны с растрескиванием остекления кабины.

Разгерметизация кабины остается одним из наиболее опасных осложнений высотного полета в современной авиации, при котором экипаж и пассажиры могут подвергаться воздействию не только выраженного кислородного голодания (гипоксии), но и больших по величине и скорости изменений барометрического давления (гипобарии и декомпрессии). Возможности организма человека противостоять этим факторам весьма ограничены, поэтому безопасность высотного полета во многом зависит от эффективности и надежности функционирования технических средств защиты, а также от психофизиологической готовности к выживанию самих пострадавших.

Помимо гипоксии, не менее опасной является и гипобария, особенно в условиях быстрой декомпрессии, которая может проявляться в виде высотных декомпрессионных расстройств, наиболее опасным вариантом которых является высотная декомпрессионная болезнь (ВДБ). Причиной ее возникновения является внутрисосудистое и внутритканевое газообразование из-за того, что при быстром падении окружающего давления воздушных масс ткани не способны удерживать в растворенном состоянии весь тот газ, который был растворен и накоплен в земных условиях в жидкости (крови человека) при более высоком атмосферном давлении.

Это подтверждает и печальный опыт нескольких авиационных происшествий (АП), которые закончились гибелью летчиков. Так, к примеру, причиной одной из катастроф на современном самолете-штурмовике проявилось внезапное нарушение работоспособности летчика в условиях продолжительного полета в негерметичной кабине на высоте выше 6000 метров, что спровоцировало тяжелую форму острой цереброваскулярной высотно-декомпрессионной болезни (ВДБ). Тогда у летчика в полете развился парез левой руки, но ни он сам, ни его ведомый коллега, оказывающий посильную консультативно-психологическую поддержку своему ведущему группы, ни руководство полетами в ситуации не смогли разобраться. Вместо принятия решения на катапультирование была предпринята неудачная попытка экстренной посадки боевого самолета летчиком, имевшим тяжелую форму поражения нервной системы (См. также: Ю. Воловик. К катастрофе могут быть причастны декомпрессия и солнечная активность. – «Авиапанорама» №3-2020. – Прим. ред.)

Причиной гибели летчика – ведущего группы другого самолета-истребителя, выполнявшего перелет по маршруту: Андреаполь – Пермь, также стала высотно-декомпрессионная болезнь.  Как показало расследование, причиной АП стала разгерметизация кабины на самолете ведущего из-за отказа выпускного клапана 520Т, обусловленного многолетним накоплением отложений (частиц пыли, ворса, пуха) на его рабочей поверхности. По этой причине полет проходил в негерметичной кабине более 1,5 часов.

После выполнения посадки самочувствие летчика стало ухудшаться. Однако жалоб на состояние здоровья медицинскому персоналу он не предъявлял (по незнанию возможных проявлений  физиологических особенностей организма после выполнения высотного полета). Через 6 часов в период послеполетного отдыха к нему был вызван врач части, а затем бригада скорой медицинской помощи, которая в ходе проводившихся реанимационных мероприятий зафиксировала смерть летчика.

Комиссией Службы безопасности полетов авиации Вооруженных Сил Российской Федерации в результате расследования АП определено, что причиной гибели летчика после выполнения полета явилась высотно-декомпрессионная болезнь, возникшая после выполнения продолжительного полета на большой высоте в разгерметизированной кабине.

Аналогичные авиационные происшествия могут быть обусловлены:

— чрезмерно большой скоростью набора высоты при разгерметизации кабины с выраженной недостаточной степенью десатурации крови в организме (время от взлета до выхода на максимальный эшелон полета за период менее 5-8 минут);

— бессимптомным протеканием в полете высотно-декомпрессионной болезни тяжелой степени в отставленной форме с прогрессирующим ухудшением состояния здоровья после посадки;

— недооценкой летчиком опасной динамики изменения состояния своего здоровья после посадки и не предъявление им жалоб медицинскому персоналу на нарастающее ухудшение состояния здоровья после выполнения полета;

— отсутствием методических рекомендаций и специальных средств у медицинского персонала авиационных частей (подразделений) по оказанию неотложной помощи при тяжелых формах высотно-декомпрессионной болезни.

Авиационному происшествию могли способствовать следующие опасные факторы: отсутствие аварийной сигнализации о разгерметизации кабины; не распознание летчиком факта разгерметизации кабины; отсутствие в нормативных правовых актах требований о регламентации проведения специальных профилактических мероприятий с использованием кислородно-дыхательной аппаратуры (десатурации) перед выполнением высотных полетов.

Высокая степень опасности ВДБ связана не только с особенностями физиологических механизмов ее развития, но и с недооценкой степени ее опасности. Как показал опрос не только летного состава, но и многих авиационных врачей, уровень знаний по механизму развития ВДБ, а также навыков по ее профилактике и способам оказания помощи   чрезвычайно низок.

Ретроспективный анализ сведений публикаций в научных и популярных изданиях позволил выявить ряд случаев, которые закончились относительно благополучно, но при их детальном изучении оказалось, что многие из них имели негативные эффекты. Так, еще один случай при выполнении длительного высотного полета, связанный с разгерметизацией кабины. Имея исправное кислородное оборудование, экипаж принял решение продолжить выполнение боевого задания. Полет был выполнен, но полуторачасовое пребывание в условиях гипобарии на высоте 7800 стало причиной развития отставленной тяжелой церебральной формы высотной декомпрессионной болезни, которая была воспринята экипажем как утомление. Редкость таких случаев в летной практике того времени не вызвала настороженности ни у летчиков, ни у авиационного врача. Анализ методических рекомендаций прошлого показал, что вопросы профилактики и оказания помощи при подозрении развития ВДБ в этих документах отсутствуют. Существующее кислородное оборудование и высотное снаряжение само по себе полноценной защиты от ВДБ не обеспечивает – это методическим порядком до летного, инженерно-технического и авиационного медицинского состава целенаправленно не доводится и не разъясняется. Дело в том, что для защиты от ВДБ необходимо проведение достаточно длительной предварительной десатурации организма от излишков азота из организма.

Об аналогичном случае разгерметизации на одном из реактивных транспортных самолетов: в полете в салоне резко падает давление, о таком аварийном событии удалось узнать из публикаций одной из местных газет, в которой описывался мужественный поступок одного из авиаторов, летевших этим бортом в качестве пассажира. Авиатору не только удалось распознать опасное явление гипоксии, но и «проникнуть» в кабину пилотов, включить им кислородное оборудование и тем самым обеспечить спасение 35 пассажиров и экипаж (см. также В. Шалагин. Полет на «чебурашке». Второе рождение. – «Авиапанорама» №3-2017. –Прим. ред.).

Кстати, впоследствии этот поступок был отмечен международной премией по безопасности. Но должной оценки со стороны авиационной медицины не последовало. Позднее авиационному специалисту еще раз «посчастливилось» побывать в подобной ситуации и повторно спасти себя и людей. А о том, что В. Шалагину и нескольким его коллегам потребовалась медицинская помощь для купирования симптоматики отставленной формы ВДБ, стало известно гораздо позже. Специалисты гипербарического центра ГНЦ ИМБП РАН во главе с Б.Н. Павловым сумели провести им  лечебный сеанс в гипербарической камере. Симптоматика была полностью купирована и летчики продолжили свою службу. Недооценка опасности этих случаев в какой-то степени способствовала возникновению катастроф, произошедших в 2006 – 2009 годах.

В настоящее время проблеме ВДБ стали уделять определенное внимание. Но эта работа должна быть постоянной, а не эпизодической, от случая к случаю. А содержание публикаций должно быть расширено и возможными методическими рекомендациями.

Прогресс авиации, рост скорости, продолжительности и дальности полетов, увеличение высоты полетов активизировали интерес к созданию сверхзвуковой авиационной техники гражданского и военного назначения. Все привыкли к тому, что в полете пассажирам гарантируют комфортные условия, а при необходимости – индивидуальную кислородную маску и достаточно приличный запас кислорода. Но о том, что 100 % кислород способен защитить человека только до высоты 10-12 км, знают не многие.  На высотах более 12-13 км даже при дыхании чистым кислородом развиваются тяжелые формы гипоксии.  На высотах 15 км человек гарантированно теряет сознание при дыхании чистым кислородом через 10-15 секунд. К этому надо добавить, что существующие аварийные системы с непрерывной подачей и негерметичной маской – 100 % содержания кислорода не гарантируют, т.е. гипоксия разовьется намного быстрее. Эти обстоятельства требуют новых подходов к усовершенствованию системы безопасности пассажиров и экипажа. Нужны новые кислородные системы, новая эффективная система сигнализации, системы компенсации утечки воздуха при разгерметизации, а также готовности авиационных специалистов компаний к оказанию помощи пострадавшим, т.к. отставленные формы ВДБ, бессимптомное ее протекание не гарантирует безвредность воздействия аварийной декомпрессии, даже если она не приводит к тяжелой гипоксии.

Перечисленные ограничения защитных возможностей кислородных систем требуют активизации исследований по обеспечению безопасности полетов, особенно высотных.

Пространственно-временная динамика возникновения и развития нештатной ситуации и работы технических средств защиты ВС (гермокабины и комплектов кислородного оборудования), а также адекватность действий экипажа по своевременному и безошибочному выявлению отказов и принятию решения по их парированию в целом определяет характер исхода аварийного события.

Именно от тщательности всестороннего анализа принципов работы средств защиты, а также от алгоритмов действия наземной службы подготовки ВС к полету и действий самого экипажа в полете зависит эффективность выявления потенциально опасных ситуаций. Существенное место в этой процедуре занимает учет «человеческого фактора», т.е. возможностей и ограничений организма человека в условиях воздействия на него экстремальных факторов высотного полета.

Как было показано выше, важной особенностью аварийных ситуаций в высотных полетах, произошедших в последние годы, стало увеличение риска возникновения высотно-декомпрессионной болезни непосредственно в полете или сразу после его завершения. Обнаружилось, что и летный состав, и руководители полетов, и даже авиационные врачи оказались не готовыми к этой ситуации ни в теоретическом, ни в практическом плане…

Сформированная в 1950-1960 годы века методология профилактики ВДБ у летного состава базировалась на трех важных положениях:

1) тестировании индивидуальной предрасположенности летчиков к ВДБ;

2) регламентировании безопасных уровней давлений в герметичной кабине или высоты полета в негерметичной кабине;

3) проведении десатурации организма от азота перед высотным полетом путем дыхания чистым кислородом, начиная с земли.

Однако по мере резкого сокращения количества высотных полетов постепенно вводились послабления в эту методологию. На фоне роста надежности гермокабин воздушных судов и ограниченности запасов кислорода на борту постепенно из руководства по летной эксплуатации исчезли рекомендации по проведению десатурации перед вылетом. Кроме того, из-за низкой информативности методики оценки предрасположенности организма к ВДБ с 1981 года в основном отказались от обязательного обследования летчиков в барокамере.

Следует отметить, что в 1980-х годах при медицинском обеспечении боевых действий в Афганистане у летчиков, летающих на самолетах Су-25 и вертолетах Ми-8, был отмечен рост так называемых отставленных форм ВДБ, возникающих после полетов на больших (6000 м и выше) высотах. После прекращения боевых действий и вывода ограниченного контингента войск из Афганистана серьезный анализ этого феномена не был проведен.

При современном направлении развития авиационной техники актуальность проблемы возникновения ВДБ в военной авиации возрастает. Это связано с тем, что на смену традиционному кислородному оборудованию, использующему баллоны с криогенным и газообразным кислородом, приходит новое поколение кислородных систем (КС) с бортовыми кислородно-добывающими установками (БКДУ), использующими технологии получения неограниченного количества дыхательной смеси, обогащенной кислородом, который вырабатывается прямо из воздуха при выполнении полета.

Несомненные эксплуатационные и некоторые физиологические преимущества современных КС, к сожалению, не всегда с высокой степенью надежности могут обеспечивать возможность проведения профилактической десатурации от азота в организме членам экипажа на земле до вылета. При этом использование БКДУ потребует более тщательного выбора режимов выведения летательного аппарата на крейсерские режимы и высоты, строгого контроля изменения режимов давления в кабине во время полета, а также более внимательного отношения к летному составу со стороны авиационной медицинской службы в послеполетный период.

Таким образом, существующий комплекс организационных, технических и медицинских мероприятий, направленных на повышение безопасности высотных полетов на современной и перспективной авиационной технике, использующей новое поколение кислородных систем, нуждается в существенном усовершенствовании по следующим направлениям.

  1. Нуждаются в оптимизации технические средства нового поколения СОЖ с БКДУ, которые должны обязательно иметь в своем составе дополнительные элементы контроля и сигнализации, позволяющие не только оценивать уровень содержания кислорода в газовой смеси (в составе КС предусмотрен газоанализатор) и отслеживать факт подачи этой смеси на дыхание (в составе КС имеется датчик подачи кислорода), но также иметь датчики, позволяющие непрерывно контролировать уровень давления в гермокабине и обеспечивать своевременную сигнализацию в случае разгерметизации или при их нештатной работе.
  2. Необходимо разрабатывать, внедрять и расширять возможности систем информационной поддержки экипажа при возникновении опасных ситуаций, угрожающих безопасности полета. Речь идет о бортовой активной системе безопасности полета (БАСБП) типа ИКСЛ-2 (информатор критического состояния летчика), СПРП-27 (системы предупреждения потери работоспособности пилота), разработанных и испытанных соответственно на высокоманевренных самолетах типа Миг-29 и Су-27. В настоящее время разработана математическая модель скорости десатурации от азота в зависимости от уровня давления и процентного содержания кислорода в газовой смеси, а также алгоритм прогноза риска возникновения ВДБ в случае разгерметизации кабины ВС в высотном полете, которые могут быть реализованы в составе БАСБП.
  3. Требуют скорейшего внедрения медицинские технологии обследования летного состава, а также оказания помощи в случае возникновения симптоматики ВДБ. Речь идет о разработке усовершенствованной методики оценки индивидуальной предрасположенности летного состава к ВДБ, позволяющей использовать не только качественные (наличие симптоматики), но и количественные критерии (скорость образования газовых пузырьков и эффективность их выведения из организма через легкие), а также об оснащении медицинских пунктов аэродромов подвижными камерами для проведения гипербарической оксигенации (ГБО).
  4. Нуждаются в пересмотре многие организационные вопросы подготовки летного состава к выполнению особых видов полетов. Это может быть успешно решено в рамках психофизиологической подготовки к высотным полетам, которая должна проводиться в специальных центрах с привлечением специалистов и на тренажной технике. Необходимо широко использовать экспертно-консультативные системы для самостоятельной индивидуальной подготовки летчиков (например, в спеццентрах «боевого выживания»). Целесообразно внедрить практику регулярной сдачи зачетов по основам авиационной медицины военными летчиками, как это имеет место в гражданской авиации. Требуется усилить подготовку по авиационной медицине лиц из группы руководства полетами, а также внедрение технических средств информационной поддержки экипажа по медицинским вопросам со стороны группы руководства полетами.

Таким образом, для реализации перечисленных мероприятий необходимо эффективное внедрение информационных технологий в систему обеспечения безопасности полетов, в основе которых лежит рациональное использование методов математического моделирования опасных (нештатных) ситуаций, учитывающих: психологические и физиологические механизмы неблагоприятного влияния различных высотных факторов полета на человека, качественные и количественные параметры характера, тяжести, динамики и вероятности развития опасных состояний у экипажа, оцениваемые как на популяционном уровне, так и с учетом индивидуальных резервных возможностей организма конкретного летчика. Индивидуальные резервные возможности могут быть определены по результатам тестирования с использованием функционально-нагрузочных проб с учетом данных о принципе работы технических средств защиты и режимах их функционирования в штатных, нештатных и  аварийных ситуациях.

Кроме того, возможности пространственно-временного и математического моделирования будут востребованы также при расследовании авиационных происшествий, при проведении наземной подготовки различных категорий летного и инженерно-технического состава, а также в бортовых средствах информационной поддержки экипажа и справочных базах данных группы руководства полетами.

 

Литература

  1. Тарасевич Д. Гипоксия (кислородное голодание) // Проблемы безопасности полетов, вып. 11, 2009.
  2. Гусев А.Н. Человеческий фактор: в зоне ответственности заказчика // Авиапанорама, № 1, 2011.
  3. Дворников М.В. Проблемы и перспективы внедрения активной системы безопасности полетов  // Человеческий фактор: проблемы психологии и эргономики, № 1, 2003.

 

 

 

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика