振動生理效應

振動生理效應

交替變化的加速度引起人體的生理反應。也就是由振動引起的人體生理性改變。生理效應大小與振動頻率、振動強度、振動方向、作用部位和暴露時間有關。振動還可以引起如下的生理反應:交感神經興奮,內分泌系統紊亂,血壓升高,心跳加快,呼吸次數增加,能量代謝率增高,體溫升高,腸胃內壓增高,腸胃運動抑制,失眠,眼壓升高,眼調節能力減弱,聽力下降和骨骼系統受到影響等。

振動生理效應

正文

交替變化的加速度引起人體的生理反應。振動對人體的作用可以分為局部振動和全身振動兩類。飛機、太空飛行器的振動對人體產生全身振動。振動對人體生理、心理和行為都有一定影響。航空航天環境的振動頻率和強度分布因飛機和太空飛行器類型、飛行階段而各異。
螺旋槳飛機的振動較大,其頻率範圍為10~1000赫。直升機產生較強的低頻振動,振動頻率與旋翼轉速和葉片數有關,主要頻率範圍為10~30赫。噴氣式飛機的振動較小,但高性能飛機(如低空高速飛機)和大型飛機有明顯的次聲頻隨機振動。太空飛行器的振源主要來自運載火箭發動機的點火、燃燒、級間分離及發射時嚴重的大氣紊流作用,其主要振動頻率範圍為2~15赫。
振動對人體的影響 影響程度與振動的頻率、加速度、作用方向(X軸表示胸→背向,Y軸表示左→右向,Z軸表示頭→腳向)和作用時間有關。人體是一個複雜的共振系統,對低頻振動的耐受力較差。低頻振動會使某些器官或結構發生較大的位移。Z軸方向的 4~6赫的振動可引起胸腹部的共振,12赫左右可引起脊柱的共振,15~25赫可引起頭部相對於軀幹的波動。
在全身振動作用下,人的生理反應特點決定於兩個方面:一是與組織器官的位移和變形直接有關,具有明顯的頻率回響特徵;二是與應激的非特異性全身性反應有關,具有較明顯的強度回響和時間效應。在次聲頻中等強度(1~10米/秒2)作用下,心肺的反應表現為心率、心輸出量、呼吸率、肺通氣量、氧攝取量增加。振動可改變大腦的醒覺水平,1~2赫的振動具有催眠作用,高頻較強的振動或不穩定的振動則提高醒覺水平。重複性慢性應激會引起代謝指標的輕度紊亂。重複暴露時,組織器官的長時間反覆變形和生理應激的累積作用,是慢性損傷和致病的主要因素。
振動對人的工作能力的影響是多方面的。人體或目標的振動會使視覺模糊,對儀表判讀困難。在1~10赫時,損害閾振動加速度為1米/秒2左右。肢體和人機界面的振動使動作不協調,操縱誤差增加,5赫左右誤差最大;全身顛簸會使語言明顯失真或間斷,在4~10赫、振動加速度大於3米/秒2時,語言品質下降,難以維持足夠的清晰度。由於振動使腦中樞機能水平降低、注意力分散、容易疲勞,從而加劇振動的心理損害。
振動防護 最重要的積極措施是在太空飛行器和飛機的設計和各種技術措施中,使振動降低,達到一定的安全標準(舒適界限、工效界限或暴露限度)。採用防振彈性墊,將振動減弱到對人體只有極小的傳遞。此外,還可採用束帶系統,防止胸腹部內臟位移,配置適宜坐姿的座椅等。

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