Návraty k zemi (8)

Plk. Ing. Vlastimil Podzimek, pplk. Ing. Miroslav Zamykal LaPVP 1987 ?

BOLESTI V ZÁDECH PILOTŮ VRTULNÍKŮ

Člověk nemusí strávit mnoho času v místnosti pro odpočinek pilotů, aby pochopil, že značný počet pilotů vrtulníků trpí chronickými bolestmi v zádech. Lze namítnout, že bolestmi v zádech trpí kdekdo, i ti, co vrtulník znají jen z doslechu - že je to daň za náš, zpravidla pohybově omezený způsob života. Jakýsi progresivní desátek civilizaci. Jeden z pilotů vrtulníku, který na něm nalétal více než 3000 hodin, sarkasticky k tomu poznamenal: "Ale nás bolí záda všechny. Kdybych necvičil, snad bych ráno ani nedošel na letiště". Nepřeháněl?

Francouzští výzkumníci shledali, že 87,5 procenta vyšetřovaných pilotů, kteří měli nalétáno aspoň 500 hodin, trpělo bolestmi zad při létání. Většina z nich zakoušela bolest v oblasti dolní části páteře, u některých se vyskytly bolesti v šíji. Jejich počet byl také velmi vysoký. Bolesti začínaly přibližně po 300 hodinách létání a objevily se v případě, když předcházející intenzita létání byla vysoká.

Zajímavé bylo zjištění, že u pilotů, trpících již dříve těmito obtížemi, se bolest objevila již mezi 50 a 100 hodinami létání. Když se příznaky jednou objevily, jakýkoliv prodloužený nebo obtížný let se projevil bolestí. Tak tomu bylo zvláště při letech, které od pilota vyžadovaly soustředěnou koncentraci v omezeném operačním prostoru.

Vývoj příznaků je v podstatě funkcí létání. Frekvence letů, která pravděpodobně nejvíce ovlivňuje bolest v zádech, představuje více než 5 hodin denně a více než 40 až 50 hodin za měsíc.

Existují dva základní faktory, které podporují bolesti v zádech. Jedním z nich je pozice pilota, jeho umístění na stanovišti. Druhý, neméně důležitý faktor představuje vibrace vrtulníku za letu.

POZICE PILOTA NA STANOVIŠTI

Zvláštní ovládací systém vrtulníku vyžaduje od pilota, aby se přizpůsobil svému neobvyklému stanovišti.

Za účelem ovládání páky kolektivu je pilot nucen naklánět se doleva. Levá ruka, která ovládá tento kolektiv, je zpolovice ohnuta. Pravá paže, ovládající řídící páku (cyklika), je ohnuta v lokti téměř v pravém úhlu. Rukojeť je obyčejně příliš vysoko, než aby ruka mohla spočívat na stehně pilota. Pilot drží zpravidla ruku tak nízko, jak je to jen možné, aby tento stav vykompenzoval.

Pilot se tedy naklání nad řídící páku. To má za následek, že jeho páteř se odklání od opěradla sedadla a tak jím nemůže být podepřena. Aby pilot lépe viděl přes přístrojový panel, má tendenci držet hlavu nakloněnou trochu nahoru. To platí především pro menší piloty. Pozice pilota vrtulníku za letu je znázorněna na obr. 1.

Ovládání nožních pedálů vyžaduje mírně ohnuté nohy pilota. Koleno je ale přitom strnulé a tak dlouhodobé udržování této pozice způsobuje únavu.

Pozice pilota na stanovišti tedy zdaleka není dobrá, protože poloha je nehybná, napjatá a asymetrická. Pilot je nucen ji udržovat po celou dobu trvání letu. Je to konstantní napětí ve svalstvu, jehož výsledkem je nakonec vznik bolesti. Bolest nutně rozptyluje pozornost pilota. Signalizuje, že něco není v pořádku.

Sedící poloha vytváří tendenci tlačit těla obratlů v přední části k sobě a vzdalovat je od sebe vzadu, jak je patrné z obr. 2. Tento rozdíl tlaků na meziobratlové ploténky bude tlačit jádro plotének dozadu. Radiální trhliny jádra ploténky jsou důsledkem procesu stárnutí a opakovaných traumat. Začínají ve středu jádra a postupují odstředivě. Vlivem nerovnoměrného tlaku uvnitř jádra odstředivě postupující trhlina může způsobit vydutí disku. Tak se vytvářejí podmínky pro to, aby i malé zatížení, např. tvrdé přistání, uspíšilo vyhřeznutí ploténky.

Páteř pilota vrtulníku, traumatizovaná četnými malými poškozeními, je zvláště zranitelná v degenerativním postižení vazivově chrupavčité ploténky. To vytváří podmínky pro konečné stlačení jádra dozadu. Je drážděn vazivový systém a také nervové kořeny, důsledkem čehož je bolest v zádech.

V případě těžkého přistání nebo pádu může tato zranitelná situace způsobit vážné poškození obratlů a tříštivé zlomeniny.

VIBRACE VRTULNÍKU ZA LETU

Na vrtulníku jsou značné vibrace. Největší intenzity dosahují při vzletu a přistání. Jsou složité, kolísavých frekvencí, významné ve vertikální, boční a horizontální ose. Vibrace vrtulníku vznikají z celé řady mechanických zdrojů.

Vibrace v rozsahu 3 až 12 Hz jsou indukovány rotorovými listy. Frekvence je úměrná jejich počtu. Ocasní rotory indukují vibrace o vysoké frekvenci v rozsahu 20 až 25 Hz. Tolerance lidského těla na vibrace je v rozsahu 4 až 8 Hz v důsledku zesílení vibrace přirozenou rezonancí lidského těla. (Herz je kmitočet periodického děje, jehož jedna perioda trvá jednu sekundu. Perioda je doba úplného kmitu, cyklu nebo děje).

Základním problémem je odizolovat vibrace mezi rotorem a trupem vrtulníku. Ovlivnění trupu vrtulníku nízkou frekvencí vibrace rotoru nepříznivě působí na ovládání vrtulníku, činnost jeho podsystémů a pohodlí osádky.

Úsilí o redukci oscilačních sil mělo omezeny úspěch, jakož i snaha vyhnout se rezonancím vůbec. Žádoucí je i nalezení nějakého způsobu izolace systému. Tyká se to zejména dvoulistých rotorů s nízkou frekvencí a vysokou hodnotou sil od rotoru.

Vibrace jsou přenášeny na pilota prostřednictvím jeho nohou a sedadla. Velikost frekvence je tedy počet pravidelně se opakujících kmitů za jednotku času, je rozdílná v závislosti na druhu vrtulníku.

Z mechanického hlediska je lidské tělo složitá pružná soustava a struktura, ve které jsou pružné přilnavé měkké tkáně drženy a svázány s kostrou, chovající se víceméně jako pevné těleso.

Toto těleso je možno považovat za systém zavěšené hmoty, oddělené pružinami. Když je podrážděno určitou vstupní frekvencí, může se vyskytnout rezonance, samobuzené kmitání určité části těla. Deformace nebo pohyb orgánů člověka je mnohem větší při rezonanční frekvenci než při jiných frekvencích. Změny fáze rezonance budou působit zejména na bederní ploténky. Podpírající "svalové pružiny" musí důsledně pracovat, aby absorbovaly vibrace a odtud rychle přicházející zdroje bolesti. Účinky neabsorbovaných vibrací na ploténky mohou vést k jejich chronickému poškození.

Zatížením páteřního systému budou vzrůstat problémy, způsobené nevhodnou pozicí zaujmutou pilotem v sedadle. Svůj negativní vliv má i značné samobuzené kmitání rotorových listů vrtulníku v rovině jejich rotace a samotného vrtulníku stojícího na podvozku, vzniklé mechanickou vazbou mezi rotorem a podvozkem vrtulníku, resp. příslušným uložením motoru. Potřebná energie je odebírána otáčejícímu se rotoru.

Snad tedy nebude přehnané, řekneme-li, že stanoviště pilota a vibrace jsou dvě hlavní příčiny zdravotních potíží u pilotů vrtulníků. Sedadlo ve vrtulníku stále ještě zdaleka není tím křeslem, které by pilot potřeboval a které bychom mu upřímně přáli.

NENÍ NAD PREVENCI

Za nejideálnější metodu pro předcházení bolestí zad a zranění páteří pilotů vrtulníků lze považovat souhrn takových konstrukčních opatření, která by byla uplatněna již v čase tvoření koncepce vrtulníku.

Všimněme si alespoň několika příkladů možných řešení, i když jsou převážně v rovině rekapitulace a úvah.

· Ovládání vrtulníku může být navrženo a realizováno tak, aby se zlepšilo umístění pilota. Řídící páka ovládání by měla být uzavřena v tělese, rukojeť dostatečně nízko pro předloktí, aby spočívalo na pravém stehně. Ovládání kolektivu by mělo být takové, aby zabránilo pilotovi naklánět se doleva. Přiměřená opora by měla být poskytnuta jeho pravému lokti.

· Nožní pedály by mohly být přizpůsobené nejen ve vodorovném směru, ale i vertikálně tak, aby chodidlo vždy tvořilo pravý úhel s nohou a pata přitom mohla spočívat na podlaze.

· Přístrojový panel by neměl omezovat prostor výhledu a musel by mít dostatečný sklon k pilotovi tak, aby čtení přístrojů nevyvolávalo potřebu naklánět se dopředu a pilot mohl současně co nejpřirozeněji držet v ruce řídící páku.

· Sedadlo by mělo být přizpůsobeno k plynulému pohybu (obdoba automatického podélného a příčného vyvažování) nejen podélně, ale i vertikálně. Široký rozsah v rozměrech pilotů a možnosti pro relaxaci to vyžadují.

· Je žádoucí, aby opěradlo sedadla odpovídalo obrysu páteře člověka v její optimální poloze. Přestavitelná opěra by měla zabránit ohýbání páteře jako celku.

· Polštářované tvarované sedadlo by mělo mít takový tvar, aby umožňovalo určitý stupeň opory i pro stehna pilota.

· Bylo by účelné zamyslet se i nad tím, jak zmírnit přenos vibrací z konstrukce vrtulníku na pilota a jak omezit vliv nepříznivých, na něho působících sil.

Tato, a bezpochyby i další vhodná opatření, by nemálo přispěla ke zlepšení pracovního prostředí pilota jako celku a z toho plynoucích důsledků pro jeho činnost za letu - ale zejména by šetřila jeho zdraví, což má nejen aspekt morální.

NA BOLEST JE LÉK

Současné vrtulníky budou v provozu dlouhou dobu bez reálných možností zpětných vhodných konstrukčních změn a přizpůsobení zdravotním potřebám pilotů. Piloti vrtulníků budou tedy muset s nimi žít "v symbióze" ještě určitý čas. Existují však nápravné programy, jejichž využití umožňuje oddálit bolesti v zádech a minimalizovat degenerační proces struktur páteře člověka.

Patří mezi ně udržování optimální hmotnosti pilota, zabraňujíc neúměrnému sčítání stresů na páteř. Pravidelné programovaně plánované cvičení k posílení břišního a páteřního svalstva a vzrůstu ohebnosti je naprostou nezbytností.

Běžným požadavkem je i náročné lékařské vyšetření pilotů vrtulníků, zahrnující RTG vyšetření páteře s cílem vyloučit preexistující páteřní nemoc a deformace.

Považuje se za nutnost trvat na omezení letových hodin maximálně na 5 hodin denně a 50 hodin měsíčně. Přilba pilota by měla být co možno nejlehčí a se širokým zorným úhlem, což obojí nebývá.

Ze zdravotního hlediska by bylo prospěšné lety na vrtulnících obměňovat s lety na klasických letounech a tak předcházet rychlému akumulování hodin na vrtulnících. Jsou však závažné důvody z hlediska bezpečnosti letů, pro které je toto považováno doposud za nerealizovatelné.

Někdy i jednoduchá pomůcka přináší ulehčení. Bylo prokázáno, že zaujmutá pozice v sedadle vrtulníku je po dlouhé období lépe snášena, jestliže bederní část páteře je podepřena, jak je znázorněno na obr. 4. Bylo použito obyčejné podušky přibližně osm centimetrů silné a dostatečně vysoké, aby podepřela celou bederní krajinu. Je uchycena pomocí plátěných popruhů a přizpůsobena výšce určitého pilota.

O ČEM JSME PŘESVĚDČENI

Změnit uspořádání kabiny pilota vrtulníku z hlediska jeho zdravotních potřeb je nemalý technicky problém. Velkým problémem je, jak jsme již napsali dříve, zlepšit možnosti záchrany osádek vrtulníků v havarijních případech. Největším problémem vždy ale zůstane - dnes, právě tak jako zítra - navrátit zdraví člověku, nemůžeme-li anebo nedokážeme-li mu už vrátit život.

Jsme přesvědčeni, že budoucí generace vrtulníků již bude mít "Křeslo pro pilota". Takové, které si pilot pro svou a za svou práci zasluhuje. Aby se z letů, tak jako Martenkovi ptáci, vždy vracel bez bolesti a aby zde na zemi, mezi námi, jsme pilota vrtulníku i po letech potkávali vždy jen vzpřímeného.