Медицинские аспекты проблемы
Для нормального функционирования человеческого организма жизненно важно, чтобы гемоглобин был насыщен кислородом. Хотя с повышением высоты давление наружного воздуха уменьшается, а вследствие этого уменьшается и парциальное давление кислорода, в начале процесса на насыщение гемоглобина кислородом это мало влияет. Несмотря на то, что при подъеме с поверхности до высоты 10 000 футов давление воздуха уменьшается на 25 процентов, насыщение гемоглобина кислородом сокращается незначительно (с 98 до 90 процентов). Это практически не влияет на большинство функций человеческого организма, если не принимать во внимание постепенное, но значительное ухудшение ночного зрения - на 30 процентов на высоте 10 000 футов. Однако выше 10 000 футов количество гемоглобина в крови начинает снижаться быстрее, более того – значительно быстрее темпа снижения давления воздуха. На высоте 20 000 футов, концентрация гемоглобина в крови составляет только 65 процентов, и на таких высотах нормальное функционирование человеческого организма заметно ухудшается, а с течением времени отрицательные эффекты усиливаются. Еще выше они быстро усугубляются.
Технические средства защиты
На воздушных судах, летающих на высоте более 10 000 футов, пассажирские салоны герметизированы таким образом, чтобы давление в них не снижалось ниже уровня, соответствующего высоте 8000 футов - не зависимо от фактической высоты полета в рамках максимальных значений, предписанных в Руководстве по летной эксплуатации самолета (AFM). Парциальное давление кислорода должно быть эквивалентно «высоте в пассажирском салоне» - "Cabin Altitude". Из-за «наддува» пассажирского салона, обеспечивающего более высокое давление воздуха, чем в окружающей среде, возникает перепад давления. В соответствии с имеющимися требованиями системы герметизации воздушного судна (Aircraft pressurisation systems) работают в автоматическом режиме и контролируют показатели давления с учетом «высоты в пассажирском салоне», «вертикальной скорости набора высоты и снижения в пассажирском салоне» и перепада давления.
Сценарии возможных рисков
Риск возникновения гипоксии может возникнуть по двум разным причинам:
- мгновенной разгерметизации пассажирского салона на большой высоте в результате внезапной потери давления (explosive decompression) – которая, как правило, следует за разрушением конструкции воздушного судна; и
- постепенной, но постоянной разгерметизации на высоте свыше 10 000 футов в отсутствие нормального «наддува» пассажирского салона. Это может произойти при наборе высоты более 10 000 футов при отключенной или неправильно работающей системе герметизации.
Защита от мгновенной гипоксии
Время активного сознания (Time of Useful Consciousness) может быть очень непродолжительным, поэтому:
- Летный экипаж – должен пройти соответствующее обучение, чтобы инстинктивно и мгновенно надевать кислородную маску в случае явных признаков неожиданной разгерметизации, при этом пилоты обязаны проверить, что воздушное судно последовательно реагирует на их команды. Кратчайшее располагаемое время реагирования имеют пилоты легких воздушных судов на большой высоте.
- Пассажиры – должны внимательно слушать информацию о безопасности в пассажирском салоне, содержащуюся в предполетном инструктаже, и в случае необходимости действовать, как предписано, поскольку в случае неожиданной разгерметизации бортпроводники не смогут помочь им.
Защита от постепенной гипоксии
К числу первых симптомов гипоксии не относятся ощущения дискомфорта или боли, скорее их может заметить пассажир, который подвергся этому явлению в меньшей степени. Существуют такие признаки, как более частое и глубокое дыхание, но бывает и другая реакция, характерная для конкретного человека.
Летный экипаж обязан строго соблюдать Стандартные эксплуатационные правила (SOP), предусматривающие проверку герметизации, что позволяет определять первые признаки возможных отказов до поступления сигналов от систем предупреждения. В случае поступления сигналов о разгерметизации, следует действовать в соответствии с инструкциями Краткого справочника (QRH). Своевременное реагирование предотвратит необходимость для летного экипажа надевать свои кислородные маски, а пассажирам прибегать к использованию масок, автоматически выпадающих в салоне (как правило, эта автоматика срабатывает начиная с высоты 14 000 футов, но на некоторых воздушных судах существует режим ручной настройки).
Библиография
- Time of Useful Consciousness
- Crew Incapacitation
- Explosive Depressurisation
- Emergency Depressurisation
- Aircraft Pressurisation Systems
Дополнительная литература
- OGHFA Briefing Note on Hypoxia
Два примера постепенной гипоксии: - B733, Helios Airways, Athens Greece, 2005 (HF LOC)
- RJ1H, Malmo Aviation, Stockholm Sweden, 2007 (HF LOC)
- См. Документ Федерального авиационного управления США (FAA) "Lessons Learned from Transport Airplane Accidents": Pressurization / Decompression Failures
Справочно:
Таблица времени активного сознания (TUC)
при наступлении разгерметизации на различных высотах
1 фут = 0,3048 м
|
Время активного сознания
|
||||
|
Высота (футы)
|
Эшелон
полета
|
Давление
(hpa)
|
Температура
(C) (МСА)
|
Время сознания
|
|
15,000
|
150
|
571.8
|
- 14.7°C
|
30 минут или больше
|
|
18,000
|
180
|
20-30 минут
|
||
|
22,000
|
220
|
5-10 минут
|
||
|
25,000
|
250
|
376.0
|
- 34.5°C
|
3-5 минут
|
|
28,000
|
280
|
2,5-3 минуты
|
||
|
30,000
|
300
|
300.9
|
- 44.4°C
|
1-3 минуты
|
|
35,000
|
350
|
238.4
|
- 54.2°C
|
30-60 секунд
|
|
40,000
|
400
|
147.5
|
- 56.5°C
|
15-20 секунд
|
|
45,000
|
450
|
9-15 секунд
|
||
|
50,000
|
500
|
6-9 секунд
|
||
Важная информация
· Время активного сознания (TUC) зависит от физического состояния человека. У больного оно меньше.
· TUC меньше у людей, находящихся под физической нагрузкой, например, перемещающихся по салону.
В случае мгновенной декомпрессии TUC может сократиться вдвое из-за быстрого выделения кислорода из тканей человека.
Источник: http://www.skybrary.aero
Перевод подготовлен Дмитрием Тарасевичем, директором программ Некоммерческого партнерства «Безопасность полетов»
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Из практики работы российских эксплуатантов:
Случаи разгерметизации ВС, отказов систем наддува, растрескивания лобового (бокового) стекла в полете за период 2008 – август 2009 г.г.
11 января 2008, самолет АТR-43 VP-BPK, авиакомпания «ЮТэйр». После взлета в аэропорту Внуково, при полете на высоте 10000 футов сработала сигнализация «EXCESSCABINALT» («Высота в кабине более 10000 футов») системы АРД. Экипаж, действуя согласно руководству по эксплуатации систем ВС, перешел на ручной режим работы системы АРД, но это положительных результатов не дало. КВС принял решение прекратить выполнение задания и произвести возврат на аэродром вылета. Посадка выполнена благополучно.
28 января 2008, самолет А-319 VP-BHV, авиакомпания «Сибирь». При полете в районе аэропорта Домодедово произошла разгерметизация кабины ВС. КВС принял решение следовать на аэродром Домодедово. Посадка выполнена благополучно.
29 февраля 2008, самолет B767-300 VP-BWV, авиакомпания «Аэрофлот-РАЛ». В аэропорту Шереметьево после запуска двигателей на экране высветилась индикация о не включении отбора воздуха от двигателя № 1. ВС было отстранено от полетов.
07 апреля 2008, самолет А-319 VP-BTU, авиакомпания «Сибирь». После взлета в аэропорту Домодедово произошел отказ второй системы управления давлением в салоне. КВС принял решение произвести возврат на аэродром вылета. Посадка произведена благополучно.
22 апреля 2008, самолет Ту-154 85619, авиакомпания «Сибирь». После взлета в аэропорту Новосибирск (Толмачево) экипаж доложил о разгерметизации кабины и принял решение произвести возврат на аэродром вылета. После выработки топлива до допустимой посадочной массы посадка была произведена благополучно.
17 июня 2008, самолет В737-500 VP-BTE, авиакомпания «Сибирь». После взлета в аэропорту Домодедово, при полете на высоте 8100 м экипаж доложил о «свище» из левой передней двери пассажирского салона и падении давления в кабине и салоне. КВС принял решение произвести снижение до 4500 м и произвести возврат на аэродром вылета. Органами ОВД борту было обеспечено беспрепятственное снижение и спрямление маршрута на Домодедово. Посадка в аэропорту Домодедово выполнена благополучно.
23 июля 2008, самолет В767-300 EI-DBU, авиакомпания «Трансаэро». В полете по маршруту на эшелоне 10100 м треснуло лобовое стекло в кабине экипажа со стороны правого пилота. Экипаж произвел снижение до высоты 5700 м и принял решение произвести посадку на запасном аэродроме Новосибирск. Посадка произведена благополучно
23 августа 2008, самолет В737-500 EI-CDG, авиакомпания «ГТК «Россия». Экипаж выполнял пассажирский рейс по маршруту: Палермо – Внуково. На борту ВС находилось 6 членов экипажа и 107 пассажиров, в числе которых – один служебный пассажир.
В полете на заданном эшелоне произошла разгерметизация салона. Экипаж произвел аварийное снижение и затем выполнил незапланированную посадку в аэропорту Будапешт. Посадка выполнена благополучно.
29 августа 2008, самолет А-320 VP-BIU, авиакомпания «ГТК «Россия». Экипаж выполнял рейс по маршруту: Екатеринбург (Кольцово) – Пулково (Санкт-Петербург). На борту ВС находилось 6 членов экипажа и 109 пассажиров.
При полете в Пермской воздушной зоне на эшелоне 10600 м сработала сигнализация «ICAM»: «ПОЛОЖЕНИЕ РУЧНОЕ». Высота в кабине стала расти, в салоне выпали кислородные маски для пассажиров. Экипаж перешел на ручное управление давлением в кабине, а КВС принял решение произвести возврат в аэропорт вылета Екатеринбург (Кольцово). Посадка выполнена благополучно. Пострадавших нет.
06 мая 2009, самолет В767 EI-CXZ, авиакомпания «Трансаэро». После взлета в аэропорту Домодедово с целью выполнения рейса по маршруту: Домодедово - Южно-Сахалинск при полете на высоте 8100 м экипаж доложил о разгерметизации ВС. КВС принял решение произвести возврат на аэродром вылета. Органами ОВД борту было обеспечено спрямление маршрута и снижение до высоты 2400 м.
04 июня 2009, самолет В737-500 VP-BFN, авиакомпания «Небесный экспресс». В полете на эшелоне 9600 м произошло падение давления в кабине. Экипаж объявил аварийную ситуацию, выполнил аварийное снижение до высоты 3000 м и запросил процедуру векторения для захода на посадку в аэропорту Внуково. Посадка выполнена благополучно.
28 августа 2009, самолет В737 EI-CHH, авиакомпания «КД авиа». После взлета в аэропорту Уфа КВС доложил о проблеме с герметизацией кабины и принял решение следовать на базу в Калининград на эшелоне 3000 м, так как запас топлива обеспечивал полет до Калининграда и уход на запасной. Посадка в аэропорту Калининград выполнена благополучно.
Всего с января 2008 по август 2009 года зарегистрировано 138 инцидентов, которые можно расценивать как предпосылки к гипоксии. Причем, в 26 случаях отмечено нарушение герметичности салона воздушного судна, в 70 случаях имели место отказы систем наддува, а 42 случая связаны с растрескиванием стекол пилотской кабины.
Наибольшее количество инцидентов по этим причинам приходится на воздушные суда зарубежной постройки (В-737 -57 случаев, А-320 – 15 случаев, А-319 – 10 случаев). В целом на воздушные суда зарубежной постройки приходится 101 инцидент из 138, то есть 73 процента.
Уникальный случай в воздухе
7 июля 2000 года было предотвращено тяжелое авиационное происшествие самолета Ан-72, выполнявшего перевозку пассажиров по маршруту Моздок - Чкаловский. На 27 минуте полета, на высоте 3900 м, произошла разгерметизация кабины, загорелось табло «Пользуйся кислородом». В сложной метеорологической обстановке (по району мощно-кучевая облачность и ливневые осадки) экипаж воспринял сигнал как ложный и продолжил набор высоты. Из-за наступившей гипоксии (кислородного голодания) экипаж и пассажиры полностью потеряли работоспособность, самолет с высоты 8500м в неуправляемом полете по крутой спирали начал снижаться с большой вертикальной скоростью. Один из пассажиров, полковник запаса Шалагин В.Г., придя в сознание, сумел пройти в кабину экипажа падающего самолета и вывести самолет в положение, близкое к горизонтальному, на высоте 1800 м. Некоторое время воздушное судно выполняло полет в различных направлениях до окончательного восстановления работоспособности экипажа. Под управлением органов воздушного движения самолет выполнил посадку в аэропорту г. Ростов.
Полковник запаса Шалагин Валерий Геннадьевич, за действия, проявленные в нештатной ситуации, принятие мер, не предусмотренных должностными инструкциями и руководящими документами, позволивших спасти жизни людей, авиационную технику отмечен в 2003 году наградой Партнерства «Безопасность полетов» «За героизм, мужество и находчивость».