Канал «Прогулки в стратосфере» приступает к новому формату изложения уникальных материалов о высотной авиации и космонавтике в виде интервью со специалистами высокого уровня.
Сегодняшний гость канала «Прогулки в стратосфере» его постоянный читатель и подписчик, коллега автора, один из ведущих специалистов в области высотной физиологии и медицинских проблем разработки средств защиты и спасения летного состава, д.м.н., профессор, полковник медицинской службы в отставке, испытатель авиационного и космического снаряжения проработавший более 45 лет в НИИЦ АКМ и ВЭ - Михаил Вячеславович Дворников.
«Прогулки в стратосфере»: Здравствуйте Михаил Вячеславович, спасибо что согласились уделить время и внимание каналу «Прогулки в стратосфере», лично автору, но прежде всего, подписчикам канала. Давно хотел задать Вам вопрос: в ряде публикаций встречается информация и Ваши воспоминания об экспериментах с подъемом в барокамере на высоту 30 км в полнолицевой кислородной маске.
Расскажите, что это были за исследования, с каким снаряжением и в чем их уникальность и каковы были последствия парогазовой эмфиземы?
«Михаил Вячеславович» -
Кислородная маска (КМ) - это не только средство защиты от гипоксии путем подачи кислорода на дыхание, но и средство обеспечения профессиональной деятельности летчика в полете. С появлением реактивной авиации, позволяющей летать на высотах более 12 -13 км, выяснилось, что даже 100% кислород от гипоксии на защищает. Оказывается в стратосферных условиях для защиты от гипоксии в легких должно поддерживаться абсолютное давление кислорода на безопасном уровне, равном125 - 45 мм рт.ст. . Его обеспечивает современная кислородно-дыхательная аппаратура. Абсолютное давление кислорода это сумма окружающего давления на конкретной высоте и избыточного давления, создаваемого в кислородной маске при вдохе и выдохе. Всем хорошо известно, что дышать в противогазе тяжело, а величина сопротивления дыхания составляет 100-150 мм вод.ст. Для защиты летчика в стратосфере сопротивление дыханию в зависимости от высоты может достигать от 300 до 1000 мм вод.ст. а в условиях близких к вакууму – 2000 мм вод.ст.
Но оказалось, что снижение переносимости такого дыхания зависит не от респираторной нагрузки (сопротивления), а от нарушения кровотока в организме, т.е от гемодинамических расстройств. Действительно, увеличив давление в легких, мы одновременно повышаем давление в сердце, на которое давят легкие, и соответственно, в артериальных сосудах. Но организм способен справиться с этим без средств защиты кратковременно и при величинах ИД (избыточное давление) 300-400 мм вод.ст. Давление в сосудах увеличивается на величину избыточного давления. Кровь депонируется в венозной системе, при этом нарушается венозный возврат крови к сердцу. Объем циркулирующей крови резко уменьшается как при обильно кровотечении.
Получается, что с гипоксической гипоксией ИД в КМ помогает справиться, а для устранения циркуляторной гипоксии потребовались дополнительные средства. Эту функцию выполняют высотные компенсирующие костюмы различного типа. Задача ВКК (высотно-компенсирующий костюм) создать противодавление на тело, чтобы компенсировать ИД и не допустить депонирование крови. А физиологический механизм защитного действия состоит в обеспечении венозного возврата крови к сердцу.
История разработки способа кислородного обеспечения в стратосферных полетах - это история определения пределов переносимости человеком такого воздействия, поиск способов гемодинамической поддержки организма, разработка средств защиты.
Оказалось, что даже при использовании ВКК переносимость ИД в авиационной КМ тоже имеет пределы. ИД более 1000 мм вод.ст. человека перестает защищать. Причина – депонирование крови в мягких тканях лица, воздействие ИД на глаз и барабанную перепонку.
Веки быстро отекают, появляется слезотечение, летчик просто перестает видеть. А повышение глазного давления, давления в сосудах сетчатки на 75-80 мм рт.ст. уже не безопасно для зрения. Таким образом, КМ можно применять при ИД не более 75 -80 мм рт.ст. Это эквивалентно высотам 18 -20 км.
На больших высотах нужно использовать гермошлем (ГШ), который создает идеальное противодавление на область головы. Переносимость ИД возрастает в два и более раз. Все замечательно, только ГШ существенно тяжелее, ограничивает обзор и подвижность головы, требует обязательно притяга. Причем все эти ограничения беспокоят летчика в неосложненном полете. На фоне повышения надежности систем наддува гермокабины, случаи разгерметизации существенно уменьшились, а мучаться летному составу приходится постоянно.
Так появилась идея создать средство альтернативное ГШ. Для этой цели разработали полнолицевую КМ (ПКМ), которая обеспечивала компенсацию ИД в области глаз. Устойчивость барабанной перепонки оказалась существенно выше, чем глаз. Это позволило повысить переносимость человеком ИД до 1600-1800 мм вод.ст. и возможность защиты летчика на высотах до 30 км. Помехи от ПКМ многократно меньше, чем от ГШ, повышается удобство летчика в полете.
Исследования, о которых Вы спрашивали, были проведены. Они и сейчас имеют важное теоретическое и практическое значение для высотной физиологии и авиационной медицины. Мне пришлось не только участвовать в разработке и проверке гипотезы, но и лично в участвовать в экспериментах. На 25 км число испытателей было более 10, а на 30 км поднимались пятеро.
Интересный физиологический факт был получен в этих исследованиях. Я специально на эксперимент пошел без компенсирующих перчаток. Отсутствие противодавления на кисти показало, что некомпенсируемое избыточное давление в тканях кистей вполне переносимое. Кисти были отечны, дискомфорта я не испытывал, нарушений функции в работе пальцев не было. Примерно на пятой минуте пребывания на высоте 30 км. появились признаки локальной парогазовой эмфиземы. Припухлось кожи, поскрипывание при нажатии на поверхность кисти. Боль отсутствовала. По мере спуска все явления исчезли. Остаточных явлений на земле не было.
С физиологической точки зрения этот феномен я могу объяснить следующим образом. Отсутствие противодавления на кисти приводило к депонированию крови и жидких сред в этой области, а тургор кожи частично выполнял функцию средства компенсации избыточного давления в тканях кисти. Компенсация была не полной, давление в подкожной клетчатке достигло величины эквивалентной высоты 19-20 км, может и больше. Температура жидкости в этой области тоже могла быть ниже 37 градусов, что и привело к парогазовой эмфиземе т.е. внутритканевому кипению жидкости при температуре при пониженном давлении.
Применение обычных шевретовых перчаток у других испытателей никаких нарушений не выявило. Такое давление обеспечивает защиту летчика от гипоксии на высотах 18-20 километров. Большинство современных самолетов и у нас в стране и за рубежом имеют максимальную высоту полета 18-20 км и такой способ защиты летчика в аварийных ситуациях всех устраивает. Но если увеличивается высота полета или время пребывания на ней, то КМ не гарантирует защиты от гипоксии на высотах 25 или 30 км., где барометрическое давление составляет 19 и 9 мм.рт.ст. соответственно, а величина избыточного давления 126 и 136мм.рт.ст. или 1700 - 1850 мм.вд.ст. При использовании ГШ-6 и ВКК-6 дыхание под таким давлением затруднено, но вполне переносимо.
Такое давление обеспечивает необходимое парциальное давление кислорода в легких и одновременно с помощью ВКК такое же давление в тканях организма. Это эквивалентно пребыванию летчика на высоте 12 км при дыхании чистым кислородом. На высотах более 20 километров комплект кислородного оборудования ККО-5 обеспечивает эту же величину абсолютного давления кислорода эквивалентно высоте 12 км.
«Прогулки в стратосфере»: Благодарю Вас за подробный и интереснейший рассказ, дух захватывает от ваших «приключений». Надеюсь, Вы найдете время и желание еще раз прийти в гости на канал «Прогулки в стратосфере», ведь вопросов еще очень и очень много.
«Михаил Вячеславович» - С большим удовольствием.
