Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика. Программа книгоиздания России

• Название: Программа книгоиздания России
• Анкор: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Дата: 14.05.2017
• Размер: 4.12 Mb.
• Имя файла: Мунипов В.М., Зинченко В.П. Эргономика.docx
• Тип: Программа; #7546
• страница: 39 из 64

213

которыми сталкиваются эргономисты в земных делах. "Когда мне задали вопрос,— записал в дневнике В.В.Лебедев,— что было самое трудное в подготовке, я ответил откровенно: экипаж во время нее оказывается в фокусе всех работ, выполняемых конкретными людьми, группами, коллективами, в каждой из этих работ, в одной меньше, в другой больше, есть мелочи, которые пропустили или не обратили на них внимание. У каждой группы таких «мелочей» немного, но по кораблю, станции, научной программе они накапливаются. Можно, конечно, требовать устранения всех замечаний, а можно молчать, создавая впечатление хорошего, покладистого человека. В первом случае ты все время в напряжении, нервничаешь, переживаешь, доказывая и отстаивая свою точку зрения, за которой кто-то должен признать свою недоработку, и, конечно, нередко все это чревато личными обидами в твой адрес... Во втором случае это беспринципная позиция — быть для всех хорошим и подчинить все одному, лишь бы слетать — это не по мне" [87, с.11 — 12].

Конструкторы и другие инженерно-технические специалисты, принимая во внимание сопряженную с риском деятельность космонавтов в полете и ее влияние на функционирование системы "космический корабль — экипаж" в целом, вынуждены все же чаще прислушиваться к эргономическим по своему содержанию предложениям членов космических экипажей, чем это делают по отношению к эргономистам их коллеги, разрабатывающие машины и системы для земных условий.

Рассказывая об отличиях космического корабля "Салют-6", на котором В.В.Лебедев прошел подготовку по полной программе, и станции "Салют-7", где он длительное время работал и жил вместе со своим напарником, космонавт отметил, что эти два корабля только внешне похожи. На самом деле огромный опыт, накопленный во время пятилетних полетов станции "Салют-б" многими экипажами длительных экспедиций и экспедиций посещения, а это около тысячи их предложений и замечаний по совершенствованию систем, узлов и оборудования, нашел отражение при создании станции "Салют-7". На этой станции почти полностью обновился интерьер: стала более удобной компоновка оборудования для работы, его обслуживания и ремонта; введена новая система "Родник"— по сути дела на борту появился водопровод; изменилась и система питания — теперь космонавты сами составляют меню и выбирают продукты из буфета по желанию; установлена более совершенная медицинская аппаратура "АЭЛИТА"; на иллюминаторах предусмотрены защитные крышки от загрязнения их компонентами топлива от работающих двигателей и попадания микрометеоритов и внесено много других усовершенствований.

Неверно представлять, однако, что совершенствование космических кораблей с целью создания лучших условий труда и жизни космонавтов проходит без участия эргономистов, специалистов в области космической медицины и биологии, психологии, физиологии. Ученые этих специальностей принимали участие уже в подготовке первых полетов человека в космос. Для решения многообразных задач космической эргономики необходим тщательный и глубокий анализ деятельности космонавтов, в профессиограмме которых уже на первоначальном этапе космических полетов с человеком на борту, выделяли следующие моменты и особенности:

1) непрерывность деятельности;

2) обязательный или принудительный порядок работы;

3) дефицит или лимит времени;

4) постуральный фактор, объединяющий такие воздействия на космонавта, как изменение давления на площадь опоры, изменение ее положения, отсутствие площади опоры (при невесомости) или ее утрата (как побочный эффект при некоторых эволюциях корабля). С ним связано возникновение психологического стресса при переживаниях иллюзии падения, проваливания, а также трудности обучения пилота-космонавта;

5) фактор новизны;

6) гиподинамия, связанная с расхождением между потребностью в двигательной активности и условиями, которые этому препятствуют;

7) ограничение объема малых помещений;

8) ограничение сенсорной информации;

9) монотонность, вызывающая целую гамму психических состояний, начиная от обыденного ощущения скуки и непреодолимой сонливости. Сравнительно простые воздействия — мелькание, повторяющиеся негромкие звуки — могут вызывать различные психические состояния;

10) продолжительное по времени функционирование автономных групп, устойчивость и эффективность деятельности членов которых определяется не столько индивидуальным вкладом каждого из участников, сколько характером и степенью их взаимодействия. Нарушение групповой деятельности может произойти из-за развития конфликтов, одной из причин которых может стать конкуренция между членами экипажа в лидерстве или достижении цели. Обосновано положение о пространственном ареале, который означает минимум пространственной потребности человека и который принимается во внимание при организации рабочих мест, интерьера корабля и станции, включая и отсеки для отдыха;

11) мотивы и цели деятельности космонавта, его эмоциональные реакции [89].

Исследователи и проектировщики условий жизни и работы космонавтов столкнулись с проблемами, связанными с недостаточностью наших знаний о нормальных условиях жизнедеятельности людей. Оказалось, что медицина знает здорового человека значительно хуже, чем больного. В космической эргономике, психологии и физиологии изучаются сенсорные, психомоторные и интеллектуальные способности, определяющие возможности человека в условиях космоса, а также работоспособность человека в условиях действия устойчивых перегрузок и других факторов космического полета. Наука крайне мало занималась изучением требований к среде замкнутых помещений малого объема, в которых человек пребывает длительное время. Исследования среды космического корабля, включающей и такие элементы компоновки, как цвет, свет, звуки, рассматриваются как одно из важных направлений оптимизации условий жизни и деятельности космонавтов в полете.

214

Длительное пребывание космонавтов в замкнутой кабине сопровождается воздействием на организм ряда неблагоприятных факторов. Их условно подразделяют на внешние, обусловленные динамикой полета (вибрации, перегрузки, невесомость и т.д.), средой обитания (шум, замкнутое пространство ограниченного объема, монотонность и пр.), условиями профессиональной деятельности (дефицит или лимит времени, дефицит или избыток информации, принудительный характер радиосвязи), и внутренние, связанные, в частности, с новизной обстановки, высокой ответственностью за качественное выполнение программы полета, сознанием риска и опасности, имеющих самостоятельное психологическое значение в механизме развития стрессовых реакций [90].

Работа по жесткому графику, повторяемость рабочих операций, дефицит новых впечатлений делают жизнь и работу космонавтов, с одной стороны, строго регламентированной, а с другой — достаточно однообразной. В замкнутой среде обитания ограничен выбор видов деятельности и форм, средств досуга. Повторяемость многих вспомогательных, формализованных операций, по мнению космонавта Г.М.Гречко,— главный источник физической и психической усталости в полете.

Основная причина утомления космонавтов связана с тем, что рабочий день на станции длится фактически круглосуточно, с перерывом на сон. Однако спят они своеобразно, так как ушки у них, как говорят космонавты, во время сна "топориком", они сразу вскакивают, если вдруг что-то изменилось в "звучании" приборов и систем. "В 11:30 Москва передала нам сообщение о том,— вспоминает Н.П.Каманин,— что Хабаровск по KB принял от «Ястреба» (В.Быковский.— В.М., В.З.) тревожное донесение: «В 9 часов 5 минут был космический стук...» На мой первый вопрос о характере стука Валерий ответил, что он не понимает, о каком стуке идет речь. Я сказал ему, что речь идет о космическом стуке, который он слышал. Быковский расхохотался и сказал: «Был не стук, а стул, стул, понимаете?,— и добавил,— я сходил по-большому, покакал, покакал, понимаете?» Этот ответ на КП был встречен гомерическим хохотом. Мы поздравили Быковского с «мировым рекордом» (он первым из людей сделал это в космосе) и пожелали ему счастливого полета" [86, с.295].

Пребывание в невесомости, отсутствие привычной площади опоры формируют у космонавтов своеобразное ощущение безопорного пространства, что требует от них изменения уже освоенного стереотипа движений, принципиально иного по сравнению с земными способами передвижения ("реактивное движение") и фиксации поз. Невесомость в полете, как отмечают многие космонавты,— удивительная, фантастическая, непонятная и в то же время реальная, осязаемая.

Когда на Земле космонавты изучают станцию, то по ее интерьеру у них складывается представление, где верх, где низ, т.е. где потолок, а где пол. А в космосе это не имеет значения, здесь в одном объеме можно увидеть несколько комбинаций интерьера в зависимости от положения человека: как бы в одной обставленной комнате можно видеть несколько разных комнат. "Вот эта особенность невесомости,— делает В.В.Лебедев эргономический и дизайнерский прогноз,— несомненно, будет использоваться в архитектуре будущих орбитальных и межпланетных пилотируемых систем, когда компоновкой бытовых и производственных помещений можно добиваться полного использования их объема, создавая круговым интерьером всевозможные функциональные и эстетические композиции" [87, с.73].

В невесомости берешь, например, раму прибора, рассказывает В.В.Лебедев о работе на станции, пытаешься ставить, кажется, на место, а она не подходит, и начинаешь вращаться через голову, чтобы восстановить картину той обстановки, в которой ты снимал ее. И это может продолжаться долго, пока космонавт найдет то положение, в котором снимал раму, а может так и не найти, так как забыл его, ведь нет в земных условиях привычки запоминать свое положение. "Еще один момент — устанавливаешь контейнер, крутишь и так его и сяк, а он не проходит через узкое место в ферменной конструкции или, наоборот, не можешь его вытащить, и усилия прикладываешь, а сделать ничего не можешь. Оставил его, занялся другим, вдруг смотришь, а он сам неожиданно встал на свое место. В невесомости подчас надо идти за предметом, а не навязывать ему свою динамику движения, не угадаешь" [87, с.69].

Невесомость коварна и опасна для здоровья космонавтов и их деятельности. При возвращении на Землю космонавты испытывали трудности в передвижении, оказывались не в состоянии эффективно поддерживать вертикальную позу, становились временно нетрудоспособными. При деятельности их в условиях невесомости возникает много неожиданных моментов.

Космические пилотируемые аппараты (КПА) включают следующие объекты эргономического и дизайнерского проектирования:

1) планировочные решения отсеков КПА, оборудование рабочих мест, пульты управления, инструменты, специальные кресла, размещение исследовательского оборудования и т.д.;

2) проектирование световых, цветовых, звуковых, климатических и других условий среды обитания, выбор декоративно-отделочных материалов для интерьера и оборудования;

3) специфические для космического интерьера элементы и детали, как, например, поручни, скобы, притяги, фиксаторы;

4) места хранения, приготовления пищи, оборудование для этого, упаковка для продуктов питания, специальная посуда, столовые приборы и пр.;

5) специальная одежда и личное снаряжение космонавта, предметы личного пользования (приборы для бритья, фены и т.д.);

6) места личной гигиены, технические средства по сбору и удалению отходов, ухода за телом (душевые установки, санитарные узлы);

7) условия для активного и пассивного отдыха (оборудование для занятий физкультурой, игр и развлечений);

8) скафандры;

9) индивидуальные ракетные установки (космический мотоцикл, планетоходы, например луноходы, марсоходы и

215

другие транспортные средства для передвижения космонавтов в открытом космическом пространстве и на поверхности планет) [91, с.5].

Проблема распределения функций между космонавтами, бортовой техникой и наземными центрами управления приобретает особую значимость и является постоянным предметом эргономических исследований при подготовке космических полетов. Большую часть функций управления космическим кораблем выполняет автоматика, а экипаж в основном занят контролем за состоянием всех систем, работой с бортовой аппаратурой, ведением связи и научным экспериментом [92].

В функционировании сложного технического оснащения космического корабля (множество бортовых систем и сотни приборов) бывают отказы или отклонения, от которых во многом защищает автоматика (переходом на резерв или выключением). Глубокое диагностирование, ремонт, устранение отказов космонавты выполняют сами с участием ученых и специалистов из центров управления полетом. Создание для этого наилучших условий в конструкции корабля — задача совместной деятельности инженеров и эргономистов.

Эргономисты принимают участие в проектировании основных рабочих помещений и бытовых отсеков. При этом возникают большие трудности из-за ограниченного объема космического корабля. "Представьте на минуту, — вспоминает летчик-испытатель Ю.Шеф-фер, — спускаемый аппарат. Это небольшой шар, в котором космонавты сидят вплотную друг к другу. И в этой тесноте после приводнения каждый испытатель должен снять скафандр, переодеться в комплект одежды из носимого аварийного запаса (НАЗ), который прикреплен где-то за головой, натянуть специальный прорезиненный костюм, забрать сам НАЗ, надеть плавсредства и покинуть спасательный аппарат через люк. Это сделать непросто, потому что в шторм шарик так бросает, что только бока успеваешь подставлять и следить за тем, как бы язык не прикусить. У нас к тому же отказала система вентиляции. Стало трудно дышать и вообще двигаться" [93].

Системы отображения информации, органы управления космического корабля проектируются, естественно, на основе эргономических исследований. Много проблем возникает при создании космических скафандров и инструментов для работы в космосе. Современные космические скафандры — сложные инженерные сооружения, снабженные автономной системой обеспечения,что позволяет проводить человеку многочасовые рабочие операции в открытом космосе. Исследования связаны с решением ряда проблем скафандро-строения и прежде всего с повышением эффективности рабочих операций и биомеханических характеристик движений человека в скафандре при минимальном напряжении физиологических функций организма. Подвижность в скафандре, отмечает В.В.Лебедев, достаточна, правда, все зависит от того, какие выполняются операции. Если надо что-то снять, поставить или переместить из одной рабочей зоны в другую, то это вполне доступно. При длительной, непрерывной работе космонавт потеет и, бывает, влага выступает на остеклении шлема, из-за этого плохо видно ручку регулирования охлаждения. При положении регулятора охлаждения на позициях 3 — 4 ноги мерзнут так сильно, что ноют в коленях, а для спины и тела — комфорт, духоты нет. Космонавты должны внимательно следить за температурой и ритмом работы в скафандре.

Особое значение скафандру придавалось при подготовке первого выхода в открытый космос. Работа строилась по специальной программе, с частыми поездками космонавтов в конструкторское бюро и на завод: там шла "подгонка" экипажа к кораблю, выходному люку — лазу и креслам, уточнялся покрой скафандров. Для космонавтов это были "натурные пробы", для разработчиков — мучительный поиск "недостающих миллиметров". О первом выходе в открытый космос А.Леонова рассказано немало. Но и "за кадром" осталось многое, быть может, даже самое главное, как сегодня свидетельствуют странички из секретного досье М.Реброва, прошедшего тренировки в Звездном городке. Приведем только описание возвращения космонавта из космоса на корабль. А.Леонов подтянулся к обрезу люка. Инструкция предписывала "входить" ногами вперед. Космонавт попробовал, но втиснуться в шлюз не смог. Напрягся, пошевелил ногами — мертвый номер. Еще раз, еще — все напрасно. Только сейчас он заметил и осознал, что скафандр в вакууме повел себя иначе, чем предполагалось — раздулся, стал жестким. Сил втиснуться в отверстие шлюза не хватило. "Мне конец,— подумал сначала спокойно, но тут же почувствовал, что сердце готово вырваться из груди.— Конец, дурацкий конец!".

А.Леонов стал пробовать "обратный вариант". Начал пробираться головой вперед, подтягиваясь на уставших руках и упираясь коленями. Руки не слушались, пот заливал глаза, в горле хрипело, клокотало, булькало, в висках стучало, и он отчетливо слышал этот глухой нарастающий шум. Ноги соскальзывали. Каждый сантиметр продвижения давался огромным трудом.

"Еще чуть-чуть, еще...". Это был безмолвный, душераздирающий крик, когда все человеческое существо лишь одно горло и ком боли и отчаяния. Отказ принять смирение, гнев и протест — все слилось в этом безмолвном душащем крике.

Наконец он втиснулся, переполз в кабину, втянул камеру и тяжело выдохнул. П.Беляев смотрел на него с немым вопросом в глазах.

"Восход-2" продолжал полет. С.П.Королев успокоился: "Главное сделано, остальное — приложится". В тот момент он не мог даже предположить, что основные сюрпризы экипажу судьба уготовила на потом.

"Каждый полет в космос — особый..." Это сказал Юрий Гагарин. Очередной "Прогресс" (с индексом М-24),— описывает М.Ребров аварийную ситуацию с другими космическими кораблями,— подвели к "Миру" автоматические системы. Попытки состыковать два объекта не завершились успехом. Автоматика не сработала. У Центра управления полетом не оставалось иного выхода, как доверить эту сложнейшую операцию человеку. И командир экипажа Ю.Маленченко сделал то, что не смогла "машина".

216

Сделал спокойно и уверенно. А ведь у него оставалась лишь одна попытка. В случае неудачи "Прогресс", истративший все топливо, необходимое для выхода в "точку" стыковки, оказался бы вне досягаемости и в конце концов его обломки, несгоревшие в атмосфере, рухнули бы в произвольном районе. Экипажу станции пришлось бы покинуть "Мир", дальнейшее поведение многомодульной "сцепки" стало бы непредсказуемым. "Ни какая техника, даже самая умная,— делает общий вывод М.Ребров, имеющий принципиальное значение для космической эргономики,— никогда не заменит человека. Или справедливее так: Человека. С большой буквы. Потому что, когда она откажет, именно Человек берет в руки свою судьбу. И свое дело. И дело тех тысяч людей, которые готовят полет, создают космическую технику. И престиж страны тоже" [95, с.143].

Однако, к сожалению, работе космонавтов на орбите до сих пор уделяется гораздо меньше внимания, констатировал как-то В.Лазарев, чем самому факту их пребывания на орбите [95]. Проявляется это в большом и малом.

Работая с панелью "Исток", на которой несколько рядов болтовых соединений, требующих разных усилий при отворачивании и заворачивании болтов специальным ключом, В.В.Лебедев обнаружил, что инструмент неудобен в работе. При его использовании необходимо все время переносить правую руку на скобу для фиксации головки болта в гнезде ключа или его освобождения. Поэтому на рукоятках надо иметь две скобы: одну для фиксации, другую для расфиксации. При той же конструкции ключа, которой пользовался космонавт, работу можно выполнять, но она оказывается достаточно трудной и напряженной. Другой же инструмент, которым пользовался космонавт, оказался удобным в работе и доставил ему удовольствие: головка ключа и ручка выполнены на шарнире, поэтому можно рукой залезать в очень труднодоступные места, захватывать головку болта и отворачивать в любом положении, не снимая ключа.

Вообще конструктор, эргономист, рабочий и другие специалисты незримо присутствуют на космическом корабле, давая о себе знать и в большом и малом. Решили космонавты сфотографировать себя, станцию, Землю, однако возникла сложность — нащупать пусковую кнопку в перчатках трудно. Когда принимали душ, только начали застегивать "молнию" оболочки — вдруг она вся расползлась.

Особый комплекс эргономических проблем связан с построением систем отображения информации для Центров управления космическими полетами, обеспечивающих взаимодействие оперативного персонала с объектами управления. В Центре управления космическими полетами (ЦУП) размещаются специалисты всех организаций, участвующих в обеспечении программы полета. Из ЦУП можно управлять одновременно несколькими космическими аппаратами, основной режим работы центра — четырехсменный, обеспечивающий непрерывность управления. Численность одной смены персонала — до нескольких сотен человек. Все средства отображения информации представляют единый комплекс, который обеспечивает необходимой информацией персонал управления полетом, технические и другие службы и подразделения ЦУП [94].

Сложный комплекс эргономических проблем связан с созданием космических тренажеров, каждый из которых представляет уникальный технический комплекс, создаваемый в единственном экземпляре, а модели бортовых систем пилотируемых космических аппаратов зачастую оказываются по технической реализации сложнее самих систем. На тренажерах осуществляется непосредственная подготовка экипажа к космическому полету. Моделирующие стенды используются также для проведения эргономических исследований и подготовки на их основе предложений по совершенствованию бортовых систем управления, устройств и оборудования, систем обеспечения жизнедеятельности.

Космодромы представляют собой научно-технические комплексы, оснащенные новейшей техникой. "Представьте себе громадное стартовое хозяйство, напичканное сложнейшей техникой: тысячи километров кабелей, миллионы деталей, механизмов, узлов. Плюс ракета и космический корабль или аппарат. И где-то в этом океане схем замкнулся маленький, с булавочную головку, контактик. Попробуй, отыщи!" [88, с.21].

В нашей стране по-настоящему эти сложнейшие сооружения еще не стали объектом эргономических исследований и разработок. Может быть, потому что о людях, работающих на космодромах, и об условиях их жизни меньше всего думают и заботятся в отечественной космонавтике. Вот как описывает начальный этап строительства стартовой площадки для нового космического корабля (несколько десятков сооружений, более 50 сложнейших технологических систем и более двухсот технических систем) главный инженер космодрома Байконур: "Не было площадок разгрузки, не было зон хранения... И приходилось солдатам да офицерам — специалистам по системам управления и двигательным установкам сражаться с этими тысячами тонн прибывающего оборудования, разгружая его неприспособленными кранами, перевозя на самодельных нештатных трайлерах, складывать в голой степи... Что скрывать, гибли люди при такой разгрузке, горело и растаскивалось оборудование на миллионы рублей... Экономили сотни тысяч, а теряли миллионы" [88, с. 164].

О напряженной деятельности людей со сложнейшей техникой на космодроме можно судить хотя бы потому, что при проверке системы стартового комплекса идет опрос по телеметрическим каналам состояния ракеты, орбитального корабля по 20 тысячам параметров. По некоторым из них опрос осуществляется до 128 раз в секунду. Особенно напряженный момент — заправка ракеты компонентами топлива. Малейшая ошибка — и последствия непредсказуемы. Высочайшая степень автоматизации позволила учесть возможность многих нештатных ситуаций — выход из них заранее заложен в программу. Таких ситуаций — более 500. Приводя характеристики одной из лучших российских ракет-носителей и используя при этом эпитет замечательная, главный инженер космодрома обращает внимание на три основных ее недостатка. "Эти недостатки известны уже около