振动生理效应,是指周期性的加速度和减速度作用于人体所引起的生理反应。振动对人体的作用可分为局部振动和全身振动两类,在空中飞行时具有较大意义的振动是低频全身振动,对人体生理心理及行为都能产生影响。不同类型的飞行器和在不同的飞行环境中其振动频率和强度均不相同。人体像是一个弹力系统,对低频振动的耐受力较差,在发生共振时,低频振动可使机体某些器官发生较大的位移。在振动强度不太大的情况下,一般症状表现为不舒适、疲劳、瞌睡、注意力分散等;若振动强度加大,作用时间更长则可引起器官组织的机械性损伤,产生血管痉挛、血压上升、过度换气、呼吸困难、胃肠道损伤和功能性紊乱、眩晕、肌肉骨髓疼痛、精力不能集中、注意力分散、说话困难、视力下降等症状,由于动作不协调可导致操纵失误。防护措施主要是在飞机的设计和制造中使振动降低,此外还可以配置防振弹性坐垫、束带系统、合适的座椅等。
振动生理效应,是指周期性的加速度和减速度作用于人体所引起的生理反应。振动对人体的作用可分为局部振动和全身振动两类,在空中飞行时具有较大意义的振动是低频全身振动,对人体生理心理及行为都能产生影响。不同类型的飞行器和在不同的飞行环境中其振动频率和强度均不相同。人体像是一个弹力系统,对低频振动的耐受力较差,在发生共振时,低频振动可使机体某些器官发生较大的位移。在振动强度不太大的情况下,一般症状表现为不舒适、疲劳、瞌睡、注意力分散等;若振动强度加大,作用时间更长则可引起器官组织的机械性损伤,产生血管痉挛、血压上升、过度换气、呼吸困难、胃肠道损伤和功能性紊乱、眩晕、肌肉骨髓疼痛、精力不能集中、注意力分散、说话困难、视力下降等症状,由于动作不协调可导致操纵失误。防护措施主要是在飞机的设计和制造中使振动降低,此外还可以配置防振弹性坐垫、束带系统、合适的座椅等。
振动生理效应 physiological effect of vibration
螺旋桨飞机的振动较大,其频率范围为10~1000赫。直升机产生较强的低频振动,振动频率与旋翼转速和叶片数有关,主要频率范围为10~30赫。喷气式飞机的振动较小,但高性能飞机(如低空高速飞机)和大型飞机有明显的次声频随机振动。航天器的振源主要来自运载火箭发动机的点火、燃烧、级间分离及发射时严重的大气紊流作用,其主要振动频率范围为2~15赫。
最重要的积极措施是在航天器和飞机的设计和各种技术措施中,使振动降低,达到一定的安全标准(舒适界限、工效界限或露限度)。采用防振弹性垫,将振动减弱到对人体只有极小的传递。此外,还可采用束带系统,防止胸腹部内脏位移,配置适宜坐姿的座椅等。
影响程度与振动的频率、加速度、作用方向(X轴表示胸→背向,Y轴表示左→右向,Z轴表示头→脚向)和作用时间有关。人体是一个复杂的共振系统,对低频振动的耐受力较差。低频振动会使某些器官或结构发生较大的位移。Z轴方向的 4~6赫的振动可引起胸腹部的共振,12赫左右可引起脊柱的共振,15~25赫可引起头部相对于躯干的波动。
在全身振动作用下,人的生理反应特点决定于两个方面:一是与组织器官的位移和变形直接有关,具有明显的频率响应特征;二是与应激的非特异性全身性反应有关,具有较明显的强度响应和时间效应。在次声频中等强度(1~10米/秒)作用下,心肺的反应表现为心率、心输出量、呼吸率、肺通气量、氧摄取量增加。振动可改变大脑的醒觉水平,1~2赫的振动具有催眠作用,高频较强的振动或不稳定的振动则提高醒觉水平。重复性慢性应激会引起代谢指标的轻度紊乱。重复露时,组织器官的长时间反复变形和生理应激的累积作用,是慢性损伤和致病的主要因素。
振动对人的工作能力的影响是多方面的。人体或目标的振动会使视觉模糊,对仪表判读困难。在1~10赫时,损害阈振动加速度为1米/秒左右肢体和人机界面的振动使动作不协调,操纵误差增加,5赫左右误差最大;全身颠簸会使语言明显失真或间断,在4~10赫、振动加速度大于3米/秒时,语言品质下降,难以维持足够的清晰度。由于振动使脑中枢机能水平降低、注意力分散、容易疲劳,从而加剧振动的心理损害。