Resistance to the action of flight work factors of vietnamese pilots operating russian aviation equipment

Andrey A. Blaginin; Благинин Андрей Александрович; Irina I. ZHil’cova; Жильцова Ирина Игоревна; Quok H. Dang; Данг Куок Гуй; Van H. Le; Ли Ван Хуонг; Yurii A. Emelianov; Емельянов Юрий Александрович; Nicolai V. Al’zhev; Альжев Николай Витальевич

doi:10.17816/brmma112253

Resistance to the action of flight work factors of vietnamese pilots operating russian aviation equipment

Authors: Blaginin A.A.¹, ZHil’cova I.I.¹, Dang Q.¹, Le V.¹, Emelianov Y.A.¹, Al’zhev N.V.¹
Affiliations:
1. Kirov Military Medical Academy
Issue: Vol 25, No 1 (2023)
Pages: 51-58
Section: Original Study Article
Submitted: 08.11.2022
Accepted: 08.02.2023
Published: 13.04.2023
URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/112253
DOI: https://doi.org/10.17816/brmma112253
ID: 112253

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

This study analyzed the tolerability of factors of flight work by Vietnamese pilots. The effects of aerobatic overloads (statoergometry), hypoxia (hypoxic test), and statokinetic loads (Otolith reaction-10 test) were simulated. To assess the functional state, computer stabilography and psychophysiological techniques were used to determine the reaction of choice and the critical frequency of light flashes. Height, bodyweight, blood pressure, heart rate, and blood oxygen saturation were recorded. In this study, 17 Vietnamese (group 1) and 24 Russian (group 2) pilots aged 19–22 years were examined. Significant differences in height and bodyweight were found between the groups, which affected the tolerance of static muscle loads. Only 12% of the Vietnamese pilots completed the statoergometric test, and only one of the Russian ones did not reach the fifth stage. The conducted tests did not significantly affect the psychophysiological indicators, although they had multidirectional changes. Thus, when performing a normobaric hypoxic test, the blood pressure, heart rate, and blood oxygen saturation at the 5^th minute of the recovery period returned to their original values. A slight increase in the pulse rate did not reach statistical significance. In general, the tolerance for normobaric hypoxia in both groups was good. However, a significantly smaller area of displacement of the pressure center of the statokinesiogram indicated a greater strain of adaptation mechanisms in group 1 than in group 2. The reaction to the statokinetic effect also indicated a satisfactory tolerance of the vestibular test “Otolith reaction-10”. Moreover, the tension of adaptive mechanisms in group 1, in contrast to group 2, was more pronounced. In addition, changes in the indicators of computer stabilography suggest a greater strain of adaptive mechanisms in Vietnamese pilots than in Russian pilots. The results indicate the need to develop methods of preparation for flights with aerobatic overloads and a system of psychophysiological training of pilots of the Socialist Republic of Vietnam to increase resistance to the influence of professional factors of flight work and the successful operation of Russian aviation equipment.

Keywords

factors of aviation labor, static muscle loads, statoergometric test, normobaric hypoxia, vestibular test, computer stabilography, functional state, psychophysiological indicators, aviation equipment

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время во Вьетнаме эксплуатируются современные высокоманевренные летательные аппараты российского производства. Летчик испытывает на себе воздействие комплекса неблагоприятных факторов полета. В сохранении здоровья и профессионального долголетия летного состава первостепенную роль играет переносимость специфических факторов летного труда. Поэтому важное значение приобретает оценка особенностей влияния факторов полета на функциональное состояние и работоспособность летного состава Социалистической Республики Вьетнам (СРВ), эксплуатирующего современные образцы российской авиационной техники [1–4]. На данном этапе в медицинском обеспечении полетов во Вьетнаме не разработана система психофизиологической подготовки к полетам на высокоманевренных самолетах [5]. Страны Североатлантического альянса (North Atlantic Treaty Organization — NATO), Япония, Китай, Индия, Швеция, Россия имеют системы обучения летчиков, включающие тренировки на специальных тренажерах и в барокамерах [6, 7]. В связи с этим представляется актуальным проведение исследований реакций организма вьетнамских авиационных специалистов на воздействие значимых профессиональных факторов летного труда, разработка методик специальной психофизиологической подготовки и рекомендаций по совершенствованию существующей системы медицинского обеспечения полетов.

Цель исследования — разработать рекомендации по повышению переносимости профессиональных факторов, оказывающих неблагоприятное воздействие на состояние здоровья и работоспособность летного состава, эксплуатирующего современные образцы российской авиационной техники.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на базе кафедры авиационной и космической медицины Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. Проведено экспериментальное исследование с участием 17 вьетнамских (1-я группа) и 24 российских (2-я группа) летчиков мужского пола в возрасте от 19 до 22 лет.

Исследовалась переносимость испытуемыми таких факторов полета, как перегрузки, нормобарическая гипоксия и статокинетические воздействия с помощью статоэргометрической, гипоксической и вестибулярной проб «Отолитовая реакция-10» (ОР-10), регистрировались рост и масса тела.

Для оценки функциональных возможностей и физической подготовленности к перенесению пилотажных перегрузок использовалась статоэргометрическая проба в полном объеме [2; 8; 9]. Пробу выполняли 17 человек 1-й группы и 10 человек 2-й группы. Проба имитирует напряжение мышц брюшного пресса и нижних конечностей, возникающее при пилотажных перегрузках у летчика. После 5-минутного пребывания в покое и регистрации фоновых данных обследуемый по команде ногами создавал ступенчато-возрастающее усилие величиной 120, 160, 200, 240 и 280 кгс с удержанием каждого из них в течение 30 с. Выполнение пробы прекращалось при отказе обследуемого продолжать работу вследствие мышечного утомления или по показаниям.

Одним из факторов авиационного труда, характеризующегося широким спектром физиологических изменений функционального состояния организма, является гипоксия. Для определения устойчивости к ней проводилась нормобарическая гипоксическая проба (НГП) у 12 испытуемых 1-й группы и 24 испытуемых 2-й группы. В процессе выполнения НГП испытуемый непрерывно дышал гипоксической газовой смесью с содержанием кислорода 11 % в течение 20 мин в нормобарических условиях с использованием гипоксикатора «Био-Нова» (Москва).

Уровень статокинетической устойчивости оценивался с помощью вестибулярной пробы ОР-10 (в 1-й группе — 5 человек, во 2-й группе — 24 человека) [2]. Испытуемый размещался на электровращающемся кресле, закрывал глаза и наклонялся на 90^° вперед. В таком положении его вращали в течение 10 с со скоростью 180° в секунду. Затем кресло останавливали, выжидали 5 с и просили обследуемого открыть глаза и выпрямиться. После минутного перерыва вращение продолжали в том же объеме, но в противоположную сторону. Такие циклы повторяли 10 раз. Уровень статокинетической устойчивости оценивался по степени выраженности вегетативных и соматических реакций. До, после и во время проб регистрировались артериальное давление, частота сердечных сокращений, а также сатурация крови кислородом при гипоксической пробе.

В качестве неспецифического индикатора функционального состояния (ФС) организма до и после проб применялась компьютерная стабилография, оценивающая функцию равновесия человека посредством регистрации перемещения центра давления на стабилоплатформе [10, 11]. Методика доказала высокую информативность и достоверность в оценке ФС организма при воздействиях различных факторов летного труда [12–14]. Получаемая информация о постуральной устойчивости представляет собой результат сочетанной работы вестибулярного, зрительного, слухового, проприо- и интероцептивного анализаторов, а также центральной нервной системы, что позволяет расценивать ее как интегральный показатель ФС организма человека [8, 11, 12, 14].

Компьютерная стабилография проводилась с использованием компьютерного стабилоанализатора «Стабилан-01-2» закрытого акционерного общества (ЗАО) «ОКБ Ритм» (Таганрог). Обследование осуществлялось путем выполнения пробы Ромберга, заключающейся в нахождении испытуемого в вертикальном положении (европейская стойка) в течение 20 с с открытыми глазами, затем 20 с — с закрытыми. Стопы обследуемого располагались на платформе в соответствии с методическими рекомендациями, разработанными в ЗАО «ОКБ Ритм» [10].

При закрытых и открытых глазах анализировались площадь статокинезиограммы (S), радиус отклонения центра давления (R), скорость перемещения (V) и интегральный показатель — качество функции равновесия (КФР). Увеличение показателей S, R и V свидетельствует об ухудшении функции равновесия, а КФР — об улучшении. При напряжении механизмов адаптации при закрытых глазах или после воздействия факторов показатели не увеличиваются, а уменьшаются [10–15]. Кроме того, до и после проводимых воздействий исследовались психофизиологические показатели: критическая частота слияния световых мельканий (КЧСМ) и реакция выбора [16].

Полученные количественные данные обрабатывали с использованием пакета прикладных программ Statistica 12.0 и процессора электронных таблиц Microsoft Excel 2010 на персональной электронно-вычислительной машине. Поскольку распределение признака не соответствовало нормальному, применялись непараметрические методы математического анализа. Использовались критерии Манна — Уитни и Вилкоксона. Расчитывались: Ме — медиана, Q25 — нижний квартиль, Q75 — верхний квартиль.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При выполнении статоэргометрической пробы 2 человека 1-й группы остановились на 2-й ступени (160 кгс), 9 человек достигли 3-й ступени (200 кгс), 4 человека — 4-й (240 кгс) и только 2 человека — 5-й (280 кгс). Поэтому для дальнейшего анализа обследуемые 1-й группы были разделены на две подгруппы: 1₃— дошедшие только до 2-й и 3-й ступеней (11 человек) и 1₅(6 человек), преодолевшие 4-ю и 5-ю ступени. Во 2-й группе пробу выполняли 10 человек, из которых 9 человек достигли 5-й ступени и 1 —3-й.

В 1-й группе средний рост испытуемых составил 169 см, масса тела — 60 кг и индекс массы тела (ИМТ) — 21,2 усл. ед. Во 2-й группе средний рост составил 179 см, а масса тела — 77 кг, ИМТ — 23,4 усл. ед., что статистически значимо отличается от показателей 1-й группы (табл. 1). Такие же значимые различия наблюдались при сравнении показателей 2-й группы с показателями обеих подгрупп 1-й группы.

Таблица 1. Рост, масса тела и ИМТ обследуемых обеих групп, а также 1₃ и 1₅ подгрупп, Ме [Q25; Q75]

Table 1.. Height, bodyweight, and body mass index of both groups and 1₃ and 1₅ subgroups, Ме [Q25; Q75]

Показатель

Группа

Подгруппа

р =

1-я

2-я

1₃

1₅

Рост, см

169

179

168

169,5

0,0001 (1–2)

0,00014 (2–1₃)

0,0076 (2–1₅)

Масса тела, кг

[58; 64]

[70; 85]

[58; 64]

59,5

[58; 64]

0,00016 (1–2)

0,00054 (2–1₃)

0,0028 (2–1₅)

ИМТ, усл. ед.

21,2

[20, 5; 21, 7]

23,4

[22, 2; 24]

21,2

[20, 4; 21, 8]

21,2

[20, 8; 21, 6]

0,0026 (1–2)

0,0125 (2–1₃)

0,0176 (2–1₅)

Примечание: При сравнении 2-й группы с подгруппами брались 9 человек, дошедшие до 5-й ступени.

При анализе показателей компьютерной стабилографии до и после статоэргометрической пробы в 1-й группе статистически значимых изменений не выявлено. Однако направленность изменений показателей S, R, V в сторону уменьшения вместо ожидаемого увеличения говорит о напряжении адаптационных механизмов, но поскольку КФР практически не изменился, то оно не существенно.

В подгруппах 1₃ и 1₅ наблюдались разнонаправленные изменения исследуемых показателей. Так, в подгруппе 1₃показатели S, R и V после пробы уменьшались как при открытых (ог), так и закрытых глазах (зг), а статистическая значимость показателя R указывала на существенное напряжение механизмов адаптации в этой подгруппе (табл. 2).

Таблица 2. Показатели статокинезиограммы у обследуемых обеих подгрупп до и после статоэргометрической пробы, Ме [Q25; Q75]

Table 2. Statokinesiogram indicators in both subgroups before and after the statoergometric test, Ме [Q25; Q75]

Показатель до после				Статоэргометрическая проба		р =
Показатель до после				до	после	р =
S, мм²	Подгруппа	1₃	ог	73,8 [55, 3; 115, 2]	44,7 [40, 5; 79, 3]	0,286
		1₃	зг	128,2 [97, 5; 166, 5]	73,5 [63, 7; 128, 9]	0,075
		1₅	ог	52,1 [37, 2; 64]	55,4 [47, 1; 72, 8]	0,600
		1₅	зг	121,1 [67, 2; 255, 5]	103,7 [74; 164, 3]	0,753
R, мм		1₃	ог	3,1 [2, 5; 4, 43]	2,5 [2, 2; 2, 8]	0,026*
		1₃	зг	4,1 [3, 6; 4, 3]	3,1 [2, 9; 3, 8]	0,110
		1₅	ог	2,7 [2, 5; 3, 2]	2,8 [2, 4; 3, 4]	0,600
		1₅	зг	3,7 [3; 5, 3]	3,3 [3; 4, 4]	0,753
V, мм/с		1₃	ог	7,6 [6, 2; 8, 4]	7,2 [5, 6; 10, 4]	0,534
		1₃	зг	10,8 [8, 5; 15, 7]	10,8 [8, 5; 13, 7]	0,657
		1₅	ог	7,5 [5; 8, 4]	11,9 [7, 3; 13, 2]	0,028*
		1₅	зг	11,4 [9, 9; 15]	15,6 [10, 3; 18, 7]	0,249
КФР, %		1₃	ог	88 [85, 1; 92]	90 [78; 93, 9]	0,534
		1₃	зг	77,3 [59; 86, 5]	75 [65, 1; 85, 4]	1,00
		1₅	ог	88 [87; 94]	73 [67; 88]	0,028*
		1₅	зг	75 [59; 80]	75 [59; 80]	0,249

Примечание: ог — открытые глаза; зг — закрытые глаза.

В подгруппе 1₅, наоборот, данные показатели несколько увеличивались после пробы при открытых глазах, причем это изменение становилось статистически значимым в случае показателя V. При закрытых глазах эти показатели уменьшались, за исключением V. Что касается интегрального показателя КФР, то в данной группе он статистически значимо ухудшился при открытых глазах (на 17 %, р < 0,05) и фактически не изменился при закрытых глазах. В подгруппе 1₃ он существенно не менялся.

В подгруппе 1₅изменения показателей компьютерной стабилографии не достигли статистической значимости. Если сравнить эти данные с результатами подгруппы 1_3,то можно отметить_,что показатель площади статокинезиограммы (S) в этой подгруппе был значительно больше (73,8 мм² при открытых глазах и 128,2 мм² при закрытых глазах), чем в подгруппе 1₅ (52,1 мм² при открытых глазах и 121,1 мм² при закрытых глазах), р < 0,05 при открытых глазах и р < 0,01 при закрытых глазах. В целом изменения показателей компьютерной стабилографии в подгруппе 1₃ были направлены на улучшение, а в подгруппе 1₅ на ухудшение.

Психофизиологические показатели в подгруппах и группах имели такие же разнонаправленные, но статистически не значимые изменения. Так, психофизиологические показатели в 1-й группе не претерпели изменений после гипоксической пробы. Показатели артериального давления, частоты сердечных сокращений и сатурации крови кислородом на 5-й минуте востановительного периода фактически возвращались к исходным величинам. Небольшое учащенние пульса не достигло статистической значимости.

Гипоксическая проба по показателям компьютерной стабилографии в 1-й группе переносилась удовлетворительно, без статистически значимых сдвигов. После гипоксического воздействия наблюдалось некоторое уменьшение площади перемещения, что указывает на напряжение механизмов адаптации. Но так как интегральный показатель КФР не изменился при закрытых глазах, а при открытых глазах несколько ухудшился, уровень напряжения не столь значителен.

Во 2-й группе значимых изменений после гипоксического воздействия тоже не наблюдалось, но направленность их была иная, чем в 1-й группе. В 1-й группе уменьшались S, КФР при открытых глазах, во 2-й группе S и R увеличивались, КФР не изменялось. Вместе с тем в 1-й группе площадь перемещений центра давления при открытых глазах как до, так и после воздействия была очень небольшой, еще более уменьшаясь после гипоксии. Разница со 2-й группой стала статистически значимой после пробы (рис.).

Рис. Изменение показателей площади статокинезиограммы в обеих группах при открытых глазах, р < 0,05

В 1-й группе проба ОР-10 не оказала значимого влияния на психофизиологические показатели. Так, КЧСМ до пробы составляла 49 Гц [49; 49, 5], после нее — 48 Гц [45, 5; 49, 5]. Реакция выбора до пробы составляла 314,3 мс [302, 3; 348, 2], после нее — 309,65 мс [300, 1; 392, 7] (р > 0,05). По показателям компьютерной стабилографии статистически значимо изменился интегральный показатель КФР при открытых глазах с 92 до 88 % (соответственно до и после пробы), таблица 3.

Таблица 3. Интегральный показатель КФР у обследуемых 1-й (n = 5) и 2-й (n = 24) групп до и после пробы ОР-10, % (Me [Q25; Q75])

Table 3.Integral index of the equilibrium function in groups 1 (n = 5) and 2 (n = 24) before and after the OR-10 test, % (Me [Q25; Q75])

Группа	Глаза	Интегральный показатель КФР		р =
Группа	Глаза	до	после	р =
1-я	открыты	92 [92; 93]	88 [87; 89]	0,043
1-я	закрыты	78 [67; 88]	80 [79; 82]	1,00
2-я	открыты	88,2 [84, 4; 94, 4]	88,6 [80, 5; 92, 7]	0,079
2-я	закрыты	83,1 [68, 9; 90]	77,3 [58; 89, 3]	0,106

Показатели S, R и V при закрытых глазах после пробы несколько уменьшились, тогда как при при открытых глазах — увеличивались. Это указывает на стадию напряжения адаптационных механизмов [14]. Показатели статокинезиограммы во 2-й группе после вестибулярного воздействия статистически значимо не изменились.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ полученных результатов выявил особенности переносимости нагрузочной пробы на статоэргометре у обследуемых 1-й группы, имеющих более низкий рост и массу тела. Так, физическая подготовленность и функциональные возможности у них оказались ниже, 5-й ступени достигли только 2 человека из 7, тогда как во 2-й группе 9 из 10 обследуемых. Это совпадает с данными, полученными Хоанг Ань Тует [5]. В ее исследовании в этой же возрастной группе средний рост обследуемых составил 169 ± 0,9 см и средняя масса тела — 65 ± 0,9 кг (в нашем исследовании рост 169 см и масса тела 60 кг), а индекс Габбса (отклонение от должной массы) у 43,5 % выявил недостаток массы тела свыше 10 усл. ед.

При оценке изменений функционального состояния по показателям компьютерной стабилографии значимых изменений между группами не выявлено. Однако если сравнить показатели тех кто достиг 5-й ступени, то в 1-й группе они были несколько хуже, чем во 2-й группе. А если сравнивать с подруппой 1₃, то у них направленность изменений свидетельствует о более выраженном напряжении адаптационных механизмов, чем во 2-й группе. Переносимость нормобарической гипоксии в обеих группах была хорошей. Однако значимо меньшая площадь перемещения центра давления статокинезиограммы в 1-й группе также свидетельствует о большем напряжении механизмов адаптации, чем во 2-й группе. Реакция на статокинетическое воздействие также указывает на удовлетворительную переносимость вестибулярной пробы ОР-10, но в 1-й группе напряжение адаптационных механизмов более выражено.

Таким образом, у лиц, имеющих меньший рост и массу тела, выявлен недостаточный уровень статической мышечной выносливости. При этом безопасное пилотирование самолетов четвертого поколения, с большими по величине (до 9–10 ед.), длительности (десятки секунд) и скорости нарастания (до 3–5 ед/с) пилотажными перегрузками, существенно зависит от устойчивости организма летчика к их воздействию [16–18].

На сегодняшний день на вооружении Военно-воздушных сил Вьетнама находятся 11 высокоманевренных образцов самолетов российского производства, однако в авиационных частях СРВ проводятся только базовые тренировки для пилотов и отсутствует психофизиологическая подготовка летного состава к перегрузкам. Проведенные исследования показали насущную необходимость разработки методик подготовки к полетам с пилотажными перегрузками и в целом системы психофизиологической подготовки летчиков СРВ для повышения устойчивости к действию профессиональных факторов летного труда, что позволит им более эффективно эксплуатировать современные образцы российской авиационной техники.

About the authors