Особенности акустической обстановки при эксплуатации объектов вооружения и военной техники в Вооруженных силах Российской Федерации

Полный текст

Введение. Шум занимает одно из ведущих мест среди неблагоприятных факторов в Вооруженных силах (ВС) Российской Федерации (РФ), его воздей- ствие приводит к снижению военно-профессиональ- ной работоспособности и увеличению заболеваемо- сти военнослужащих [1-3]. Этому способствуют вы- сокая механизация и энерговооруженность объектов вооружения и военной техники (ОВВТ), отсутствие или недостаточное количество табельных средств защиты от шума, которые в большинстве случаев об- ладают низкой акустической эффективностью [4-6]. В последние годы отмечается увеличение к о л и ч е с т в а и м о щ н о с ти а н тр о п о г е н н ы х и с т о ч ников шума и инфразвука (ИЗ). Акустическому загрязнению окружающей среды способствует и учебно-боевая деятельность ВС. Среди населения выявлен рост заболеваемости, обусловленной акустическим воздействием. Повышенная акусти- ческая нагрузка на население при эксплуатации военной техники способствует росту социального напряжения вплоть до обращения в судебные ин- станции [7-9]. Цель работы. Систематизировать сведения об акустических источниках высокой интенсивности в ВС, выявить особенности акустической обстановки ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 105 Клинические исследования на ОВВТ и определить экологическую и социальную значимость акустического загрязнения окружающей среды при эксплуатации ОВВТ. Материалы и методы. Экологические аспекты воздействия акустических колебаний на окружа- ющую природную среду исследовались в связи с УЗД - до 115-129 дБ. Максимум частотного спектра смещается в область низкочастотного диапазона и ИЗ. На рабочих местах членов экипажа танка УЗД в диапазоне частот 2-16 Гц достигает 115-129 дБ, на частотах 31,5-250 Гц - 102-120 дБ, а в области частот 2-8 кГц - 72-83 дБ. Обследование ОВВТ на колесном шасси ((боевая машина пехоты - БМП), учебно-боевой деятельностью войск в местах постоянной дислокации и на полигонах, расположенных бронетранспортер (БТР)) показало, что L экв. колевблизи населенных пунктов. Исследование вредных производственных факторов проводилось согласно приказу Минздравсоцразвития РФ от 27.04.2012 г. № 417н «Об утверждении перечня профессиональ- ных заболеваний» [13]. В соответствии с ним про- водилась специальная оценка условий труда, по ре- зультатам которой устанавливаются классы условий труда (КУТ) на рабочих местах. Для определения фактических отклонений значений вредностей и блется в диапазоне 82-87 дБА с максимумом УЗД в низкочастотном и инфразвуковом диапазонах (92-118 дБ). Основными источниками шума в автомобилях яв- ляются двигатели внутреннего сгорания, при работе которых образуется аэродинамический и структурный шум. Обследование автомобилей различного пред- назначения (ГАЗ-66, ПАЗ-672, МАЗ-500, Урал-4320, Урал-375, боевая машина реактивной системы залпо- вого огня (РСЗО) «Смерч») показало, что в кабине авустановления КУТ по шуму использовали гигиенические нормативы - предельно допустимые уровни томобилей с бензиновыми двигателями Lэкв. во время (ПДУ) эквивалентного уровня звука (Lэкв.) децибел акустических (дБА) и уровень звукового давления (УЗД) децибел (дБ) в полосе частот 31,5-8000 Гц, а по ИЗ -ПДУ эквивалентного УЗД (Lэкв.узддБ) и УЗД (дБ) в полосе частот 2-16 Гц, которые в настоящее время действуют на федеральном уровне (СанПиН 2.2.4.3359-16) [14]. Результаты и их обсуждение. Значение шума как фактора военного труда возрастает с каждым годом, чему способствуют увеличение энергонасы- щенности войск, появление новых видов и образцов вооружений и военной техники. Известно, что увели- чение размеров, скорости перемещения, мощности двигателей ОВВТ, оснащение их современными ди- зелями и газотурбинными установками приводит к увеличению уровней шума и возрастанию удельного веса в частотном спектре инфра- и низкочастотных составляющих [10, 11]. Источниками шума в бронетехнике на стоянке являются работающий двигатель, а при движении - двигатель, трансмиссия и ходовая часть (гусе- ничная или колесная). Наиболее высокие уровни шума регистрируются в ОВВТ на гусеничном шас- си; к ним относятся самоходные артиллерийские установки, танки, бронетранспортеры. В обитаемых отделениях бронетехники при работе двигателя на стоянке эквивалентный уровень звука (Lэкв.) соответствует 84-90 децибел акустических (дБА), а общий уровня звукового давления (УЗД) - 90-102 дБ. Шум широкополосный с максимумом спектра в области 31,5-250 Гц достигает УЗД 106 дБ. В среднечастот- ном (500-1000 Гц) и высокочастотном (2000-8000 Гц) звуковом диапазоне УЗД колеблется от 58 до 98 дБ, а в области ИЗ - от 70 до 92 дБ. На марше бро- нетехники Lэкв. возрастает до 96-106 дБА, а общий движения достигает 75-88 дБА, а общий УЗД - 97-107 дБ; шум широкополосный с максимумом спектра в области низких звуковых частот и инфразвука, где УЗД колеблются от 76 до 95 дБ и от 68 до 103 дБ со- ответственно. В среднечастотном и высокочастотном звуковом диапазоне УЗД находятся в диапазоне 50-71 дБ. У автомобилей с дизельным двигателем уровни звука и общий УЗД на рабочих местах водителей выше на 2-7 дБА и 5-11 дБ соответственно. УЗД также уве- личены во всех диапазонах от 4 до 31 дБ, особенно в области ИЗ. Таким образом, шум на рабочих местах экипажей бронемашин и водителей автотранспорта можно ха- рактеризовать как постоянный, интенсивный, широ- кополосный с максимумом спектра в низкочастотной области и наличием ИЗ. Шум, создаваемый при работе судового обо- рудования надводных кораблей, представляет со- бой акустические колебания в широком частотном спектре, включая инфразвуковой диапазон. Шум от источников распространяется в основном дву- мя путями: по воздуху (воздушный шум) и в виде звуковой вибрации по корпусным конструкциям судна (структурный шум). Воздушный шум является определяющим в основном для судовых помещений, где размещены его источники. Структурный шум распространяется от механизмов и устройств че- рез фундаменты или всевозможные опорные связи (трубопроводы, тяги крепления и др.) корпусных конструкций судна. Шум от турбин, дизелей, генера- торов и другого оборудования электромеханической боевой части (БЧ-5) довольно значителен, и Lэкв. может достигать 120 дБ. Определяется четкая тенденция сдвига спек- тральных составляющих в сторону низкочастотного диапазона и увеличение доли ИЗ (УЗД 85-89 дБ). На большинстве рабочих мест БЧ-5 Lэкв. находится 106 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Клинические исследования в диапазоне 97-101 дБА. Характерным для шума большинства вспомогательных помещений БЧ-5 является широкополосный спектр с высоко- (УЗД 50-94 дБ), средне- (УЗД 66-98 дБ) и низкочастот- ными (УЗД 71-97 дБ) составляющими. В других служебных помещениях корабля (главный командный пункт, ходовая, штурманская рубки и прочие) УЗД меньших значений (34-78 дБ), но шум приобретает выраженный низкочастотный характер, а уровни ИЗ (до 91 дБ) вполне сопоставимы по значениям с ИЗ в машинных отделениях. Lэкв. находится в диапазоне 43-78 дБА. Lэкв. в жилых и общественных помеще- ниях в большинстве случаев не превышает 58 дБА, но при работе системы вентиляции и кондициони- рования воздуха находится в диапазоне 60-70 дБА. Спектры шума большинства помещений содержат низкочастотные (УЗД 41-72 дБ) и ИЗ (УЗД 80-92 дБ) составляющие. Использование на кораблях до- полнительных мощных источников шума, таких как авиация, артиллерийские и ракетные установки, вы- двигает шум на первый план среди прочих факторов обитаемости. На отечественном авианесущем крей- сере УЗД в машинном отделении достигает 108 дБ, гидроакустическом отсеке - 97 дБ. Величина уровня звука на полетной палубе зависит от расстояния до самолета и колеблется от 123 дБА (на удалении 25 м) до 138 дБА (9 м). Спектр шума равномерный - на частоте 31,5 Гц уровни от 112 до 120 дБ, на частоте 63 Гц - 118-125 дБ. В помещениях полетной палубы уровни звука достигают 85-122 дБА. Особенностью кораблей на воздушной подушке (КВП) является то, что наряду с традиционными ис- точниками шума мощными источниками низкоча- стотного шума и ИЗ на них являются газотурбинные установки и вентиляторы, создающие воздушную подушку. Так, в необитаемых помещениях главного двигателя и нагнетателей отмечается шум до 127-133 дБА, в десантных кубриках и на боевых постах - 103 дБА. В низкочастотном диапазоне (31,5-63 Гц) УЗД колеблется от 81 до 120 дБ. На посту у главного дви- гателя КВП «Джейран» УЗД в октавных полосах частот 2-16 Гц достигают 98-115 дБ, в помещениях главного двигателя - 120 дБ, вспомогательных механизмов - 104-118 дБ, нагнетателя - 100-108 дБ. В помещениях десанта и других обитаемых помещениях уровни ИЗ составляют 105 дБ. Основными источниками шума на подводных лод- ках являются силовые установки, системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Техническая модерни- зация позволила резко снизить уровень шума внутри подводных лодок. Исследование шума на современ- ных подводных лодках показало, что для жилых поме- щений характерным является широкополосный шум с уровнем звука не более 77 дБА и с преобладанием ИЗ (до 80 дБ). В служебных помещениях регистрируется уровень шума 66-73 дБА, а в области ИЗ - 87 дБ. Таким образом, шум на рабочих местах специ- алистов Военно-морского флота (ВМФ) можно характеризовать как постоянный, интенсивный, широкополосный с максимумом спектра в низкоча- стотной области и наличием высокоинтенсивного ИЗ. Уровень шума на подводных лодках значительно ниже, что обеспечивает скрытность их перемещения и снижает вероятность обнаружения. Особенностью шума, действующего на плавсоставе ВМФ, является продолжительное воздействие (круглосуточное и многодневное). Образование шума в кабинах и салонах лета- тельных аппаратов (ЛА) обусловлено внутренними источниками шума, в первую очередь - силовыми установками, и внешними источниками за счет фор- мирования аэродинамических воздушных потоков вокруг планера во время полета. На рабочих местах летно-подъемного состава (ЛПС) во время полетов УЗД в звуковом диапазоне изменяются от 72 до 112 дБ. Наименьшие УЗД выявлены на ЛА дальней ави- ации (77-91 дБ), а наибольшие - у ЛА армейской авиации (вертолеты) (66-112 дБ) и военно-транс- портной авиации (72-110 дБ). Величины УЗД на рабочих местах экипажей истребительной авиации несколько ниже (86-98 дБ). Шум представлен во всех октавах звукового диапазона, то есть широкополос- ный. Максимум частотного спектра шума во время полетов у ЛА истребительной авиации приходится на 1000-8000 Гц при УЗД 94-98 дБ, у ЛА военно-транс- портной и армейской авиации - на 31,5-250 Гц при УЗД 78-112 дБ и дальней авиации - на 500-1000 Гц при УЗД 81-91 дБ. Lэкв. в кабинах и салонах воздушных суден (ВС) во время полетов находился в диапазоне от 94 до 104 дБА. В области ИЗ УЗД колебались от 60 до 105 дБ, достигая максимальных значений в ЛА военно-транспортной и армейской авиации. Общий УЗД составляет 87-105 дБ. В наземных условиях при подготовке ЛА к полету источником шума являются работающие основные и вспомогательные силовые установки ЛА и вспомога- тельное оборудование (кондиционеры, электрогене- раторы и др.), используемое на этапе предполетной подготовки. На рабочих местах инженерно-техниче- ского состава (ИТС) при подготовке ЛА к вылету УЗД в звуковом диапазоне изменяются от 96 до 123 дБ. Шум широкополосный. Максимум частотного спектра шума приходится на средне- и высокочастотный диапазоны. Lэкв. на рабочих местах ИТС находился в диапазоне от 94 до 118 дБА. В области ИЗ УЗД колеблется от 93 до 107 дБ, достигая максимальных значений в ЛА истребительной и армейской авиации. Общий УЗД составляет 95-111 дБ. Таким образом, шум на рабочих местах авиаци- онных специалистов можно характеризовать как непостоянный, высокоинтенсивный, широкополосный с наличием ИЗ. Максимум частотного спектра ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ 3 (63) - 2018 107 Клинические исследования Источники ИШ в различных видах и родах войск ВС РФ Таблица Источник ИШ Категория специ- алистов Параметры импульса Количество импульсов Источник ИШ Категория специ- алистов Длитель- ность, мс Пиковый уро- вень звука, дБА Lmax, дБА Максимум частотно- го спектра, Гц Количество импульсов РСЗО Члены боевого рас- чета 50-200 151-169 151-169 16-250 24-72 Артиллерия Члены боевого рас- чета 1,3-6,0 166-191 156-181 8-250 5-20 Стрелковое оружие Стрелки 1-2 160-170 154-164 250-1000 244 Средства ближнего боя Стрелки Экипажи 1-30 170-190 160-180 8-250 33 зависит от типа ЛА. ЛПС подвергается воздействию постоянного шума при полете, но этот шум меньшей интенсивности по сравнению с ИТС. При артиллерийской стрельбе источником им- пульсного шума (ИШ) является возникающая в резуль- тате выброса с большой скоростью из канала ствола пороховых газов и их расширения дульная ударная волна. Увеличение мощи современных образцов артиллерийского вооружения, применение дульных тормозов-компенсаторов ведет к увеличению уров- ней давлений ИШ. В таблице приведены основные источники ИШ в ВС РФ. Акустические импульсы, возникающие при пу- сках ракет из РСЗО, характеризуются достаточно большой продолжительностью импульса (50-200 мс). Уровни максимального звукового давления (Lmax) составляют от 151 до 169 дБА. В кабинах боевых машин РСЗО регистрируются импульсы с меньшими значениями Lmax, однако более длительные, чем на открытой местности. Спектральный анализ показывает, что максимум акустической энергии при пусках ракет приходится на диапазон 16-250 Гц. Продолжительность акустических импульсов при артиллерийской стрельбе (пушки, гаубицы) в зави- симости от условий стрельбы, вида заряда и места измерения достигает 1,3-6,0 мс, а при стрельбе из средств ближнего боя (минометы, гранатометы и др.) - 1-30 мс. Lmax составляет от 156 до 181 дБА. Увеличение калибра образцов приводит, как прави- ло, к повышению значений пикового давления. На рабочих местах членов экипажей (расчетов) под- вижных ОВВТ (средства активной обороны (САО), БТР, танки) при стрельбе Lmax достигают 140-175 дБА, при этом продолжительность импульсов может колебаться от 1 до 40 мс и больше. Спектральный анализ показывает, что максимум акустической энергии при выстрелах из пушек и гаубиц прихо- дится на 8-31,5 или 31,5-250 Гц. Таким образом, при проведении артиллерий- ских стрельб и ракетных пусков личный состав подвергается воздействию интенсивных акустических импульсов, имеющих выраженную низкочастотную и инфразвуковую компоненты. При использовании оружия крупного калибра, при регистрации импуль- сов в замкнутых помещениях (кабины, отсеки боевых машин, фортификационные сооружения) отмечается увеличение длительности акустических импульсов и смещение максимальной спектральной плотности в низкочастотную область. При стрельбе из огнестрельного оружия (писто- леты, винтовки, автоматы, пулеметы, минометы, гранатометы, реактивные штурмовые гранаты и др.) действию ИШ подвергаются стрелки, экипажи и рядом находящийся личный состав. Амплитудно- временные и спектральные характеристики им- пульсов определяются видом и калибром оружия, а также условиями его применения (свободное или замкнутое пространство). Акустические импуль- сы из стрелкового оружия имеют длительность в условиях свободного поля 1-2 мс, которая суще- ственно увеличивается в условиях реверберации. Lmax одиночного импульса не превышает 154-164 дБА. Акустические импульсы средств ближнего боя имеют длительности от 1 до 30 мс, и Lmax достигает 160-180 дБА. Максимум акустической энергии при выстрелах из стрелкового оружия приходится на октавные полосы 250-1000 Гц, из гранатометов - на 8-250 Гц. С увеличением калибра объекта воору- жения возрастает доля низких частот и происходит смещение спектра в более низкие частоты. При стрельбе в закрытых помещениях за счет ревербе- рации наблюдается повышение в 2 -3 раза энергии акустического процесса преимущественно за счет низкочастотных составляющих ИШ. Таким образом, в ВС имеется многообразие источников, генерирующих шум и ИЗ достаточно высоких уровней. Широкая распространенность источников шума в войсках способствует тому, что большое количество военнослужащих подвергается высокой акустической нагрузке. 108 3 (63) - 2018 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ Клинические исследования Доля обращений граждан на действие шума в ряде субъектов РФ превышает 70% от общего количества жалоб на воздействие физических фак- торов. Источниками шума, влияющего на населе- ние, являются промышленные и военные объекты и автомобильный, железнодорожный и особенно авиационный транспорт. Проблема социальной без- опасности является особенно актуальной для ВВС. Известно, что при равных уровнях авиационный шум вызывает чувство раздражения у гораздо большего числа обследуемых, по сравнению с шумом от авто- мобильного и железнодорожного транспорта. Объ- яснением этому является наличие в его спектре как высоких частот звукового диапазона, действие кото- рого сопровождается неприятными субъективными ощущениями, так и низких частот и ИЗ, которые также оказывают негативное действие на психику человека. Авиационный шум является на сегодня одной из наиболее актуальных проблем населенных пунктов, так как количество жалоб населения на шум от пролетающих самолетов гражданской и военной авиации неуклонно растет, вызывая социальное на- пряжение среди населения, проживающего вблизи крупных авиационных ОВВТ (аэродромы, заводы, полигоны и др.) [7, 16-19]. Заключение. Анализ акустической обстановки при эксплуатации ОВВТ позволяет выделить сле- дующие особенности: 1) многообразие и широкая распространенность в различных видах и родах ВС источников шума; 2) в большинстве случаев ОВВТ являются источником высокоинтенсивного шума, превышающего предельно допустимый уровень; 3) наличие в спектре шума, образующегося при эксплу- атации ОВВТ, низких частот и ИЗ достаточно высокого УЗД. Широкая распространенность акустических ис- точников в войсках и во флоте как вредного профес- сионального фактора способствует тому, что большое количество военнослужащих подвергается высокой ненормируемой акустической нагрузке, что создает высокие риски заболеваемости военнослужащих шу- мовой и инфразвуковой этиологии, особенно органа слуха [17-21]. Это требует проведения комплекса профилактических мероприятий, обеспечивающих акустическую безопасность личного состава, в первую очередь - использования средств индивидуальной защиты от шума [17-21]. Проблема шумового и инфразвукового загрязне- ния окружающей среды входит в число приоритетных экологических проблем, стоящих перед ВС, решение которых будет способствовать снижению шумовой нагрузки на окружающую среду и население.

Об авторах

В В Дворянчиков

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

И М Ахметзянов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

И В Миронов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

Е К Гаврилов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: vmeda-nio@mil.ru
Санкт-Петербург

В Н Зинкин

Центральный научно-исследовательский институт Военно-воздушных сил Минобороны Российской Федерации

Щелково, Московская область

П С Гущин

Филиал № 5 442-го Военного клинического госпиталя

Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы