Микроклимат в кабине боевого самолета напрямую влияет на работоспособность экипажа и способность выполнять поставленные задачи. Применение боевой авиации во время войны в Афганистане выявило ряд проблем, связанных с неспособность систем кондиционирования обеспечивать приемлемый тепловой режим на некоторых этапах полета.
Факторы, влияющие на ухудшение микроклимата в кабине ЛА
Неблагоприятные условия микроклимата в кабине самолетов возникают в результате внешней тепловой нагрузки окружающей среды, повышения температуры кондиционируемого воздуха, аэродинамического нагрева поверхностей ЛА, солнечной радиации, тепла выделяемого бортовым оборудованием, и метаболического тепла членов экипажа.
Наиболее высокие температуры воздуха в кабине ЛА отмечаются в летний период года перед взлетом, при полетах на малых высотах и сразу после посадки на ВПП. При закрытом фонаре и интенсивной солнечной инсоляции создается парниковый эффект, что вызывает нагрев воздуха в кабине на 8-20 градусов выше наружной температуры.
Реальная температура в кабине ЛА в условиях жаркого климата Афганистана
Так, в кабине самолета на этапе «руление-взлет» при закрытом фонаре температура воздуха к 11:00 часам дня в Афганистане достигала 42-45 градусов. Такой же температурный режим наблюдался и в течение первых 10-15 минут полета на высоте 5км. В дальнейшем температура воздуха постепенно снижается. При снижении и заходе на посадку температура в кабине снова начинает возрастать. Таким образом, при выполнении 50-минутного полета, время, при котором система кондиционирования создавала относительно приемлемую температуру внутри кабины (26-30 градусов), составляло порядка 15 минут.
Исследование условий труда летного состава, выполняющего полеты в умеренном климате подтверждают, что несмотря на существенное улучшение работы системы кондиционирования воздуха, приблизительно 55% летчиков считают, что при выполнении полетов при температуре в тени более 22-25 градусов (температура в кабине 27-32 градуса) создаются неблагоприятные микроклиматические условия, что сопровождается ухудшением самочувствия, работоспособности и переносимости пилотажных перегрузок. Объясняется это не только существенным увеличением остекления фонаря, приводящего к повышению интенсивности солнечной радиации, но и отягощающим действием защитного снаряжения.
Влияние высокой температуры в кабине ЛА на работоспособность экипажа
Измерения температуры в кабине самолета в наземных условиях и в полете, при базировании в умеренном климате, свидетельствует, что при выполнении полетов на 600-1000м над уровнем моря и наружной температуре у земли 25-27 градусов, температура воздуха в кабине ЛА доходит до 33-35 градусов. Выполнение деятельности в подобных условиях ограниченно и не превышает 40-70 минут в зависимости от сложности полетного задания.
Ожидание вылета при закрытом фонаре и при температурах в тени, не превышающих 30-32 градуса, в течение 5-15 минут приводят к увеличению температуры летчика на 0,2-0,3 градуса, частоты сердечных сокращений на 10-20 ударов в минуту. Теплоощущения характеризуются как «жарко-очень жарко». Особенно неблагоприятные условия создаются при использовании защитного снаряжения в случае отсутствии его вентиляции.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что в течение первых 10-15 минут после закрытия фонаря кабины, т.е. от момента закрытия фонаря и до взлета, когда начинает эффективно функционировать система кондиционирования воздуха, у летчика, выполняющего полеты в жаркое время суток, с высокой степенью вероятности появляются признаки перегревания, сопровождающиеся потоотделением и неблагоприятными теплоощущениями.
Субъективная оценка теплового состояния летчиками во время работы в Афганистане
Общим, практически для всех типов ЛА, имеющих фонарь кабины, является тот факт, что, как на этапе «руление-взлет», так и при выполнении полетов на малых высотах, наиболее выраженный перегрев отмечается в области спины, головы и груди.
В условиях жаркого климата теплоощущения в области головы, груди и спины на этапе «руление-взлет», характеризуются преимущественно как «очень жарко-непереносимо жарко», в полете на малых высотах - «жарко-очень жарко» у 60-100% летчиков в зависимости от этапа полета.
Неблагоприятное влияние теплового стресса выявляется и при проведении сравнительной оценки ухудшения самочувствия, познавательных и психомоторных качеств в летний и зимний периоды года у летного состава. В летний период при выполнении полетов практически в 2-3 раза чаще (у 50-56% летчиков) отмечается головная боль, сердцебиение, пульсация в висках и раздражительность. В 1,5-2 раза (у 30-40%) по данным субъективной оценки летного состава увеличивается вероятность ухудшения внимания, возрастает время принятия решения и скорость реагирования на поступающую информацию.
О необходимости защиты головы от солнечной инсоляции свидетельствуют данные обследования в 1986 г. летчиков Су-25, выполнявших полеты в Афганистане. При этом, одна из жалоб была на то, что защитный шлем ЗШ-5 «прожигает» кожу головы и вызывает не только перегревание головы, но и боль. Подробно познакомиться с конструкцией защитного шлема ЗШ-5 можно перейдя по этой ссылке.
Работа системы кондиционирования воздуха в кабине боевого ЛА.
Несимметричность разводки СКВ относительно продольной оси летчика приводила к значительным температурным перепадам между левым и правым участками тела членов экипажа и достигала 5-8 градусов.
Вообще разводка коллекторов СКВ в кабине сталкивается с двумя противоположенными требованиями: 1-е – минимальный вес и объем и 2-е- максимальная рассредоточенность, необходимая для уменьшения локальных тепловых воздействий в зоне выхода коллекторов.
Таким образом, существующая система кондиционирования воздуха на самолетах фронтовой авиации 3 и 4 поколения не обеспечивает оптимального теплового состояния летчика и с высокой вероятностью (0,3-0,6) сопровождается ухудшением самочувствия и работоспособности летчика в полете.
При включенной системе кондиционирования воздуха 70-80% летчиков на этапе «руление-взлет» и 35-40% в полете на малых высотах оценивают свои ощущения как «тепло-жарко-очень жарко».
Ну и в дополнении (усиление) к вышесказанному, я решил добавить в статью отрывок комментария читателя одной из моих статей:
"...Первый раз в кабину Су-15УМ я залез в июле 78 года при жаре. Ощущения отвратительные (!!!). ГШ + жара + длительное нахождение в готовности для запуска в ограниченном пространстве..."