Эргономические требования подлодок

Экипаж современной подводной лодки, имеющей большую автономность, длительное время работает в замкнутом пространстве, что приводит к повышенной его утомляемости. Поэтому при проектировании внутренних помещений ПЛ необходимо учитывать условия, при которых человек работает с наименьшей утомляемостью.

При обосновании гигиенических, медико-технических норм и требований к площадям, объемам обитаемых помещений, бытовому оборудованию, а также к пультам управления, важнейшими критериями служат анатомо-морфологические признаки человека, в частности, антропометрические показатели. Только основываясь на характеристиках тела человека, можно рассчитать необходимые степени свободы передвижения в отсеках и помещениях, обеспечить доступ к оборудованию, беспрепятственное выполнение рабочих операций, а также полноценный пассивный и активный отдых.

Антропометрические показатели определяются по результатам измерений достаточно многочисленной группы (не менее 1 тысячи человек) людей определенного возраста. По каждому антропометрическому признаку определяется среднее арифметическое значение, среднее квадратичное отклонение и размах изменчивости. Антропометрические показатели по практической значимости принято разделять на две большие группы:

1) классические размеры, используемые для сравнительной морфологической характеристики групп населения и изучения пропорций тела;

2) эргономические размеры, характеризующие некоторые основные размеры и габариты тела.

При проектировании подводных лодок и оборудования для них необходимо учитывать примерно 26 классических размеров и 41 эргономический.

По способам измерения антропометрические характеристики человека подразделяют на линейные и периметровые (обхватные). В отдельную группу выделяют так называемые габаритные показатели, т.е. наибольшие размеры тела в различных функциональных и рабочих позах. Особо важное значение при этом придают показателю роста и пропорциям частей тела. Все продольные размеры имеют характер основных критериальных величин при проектировании обитаемых объектов и рабочих мест.

Линейные размеры широко используются при проектировании жилых помещений, определении ширины проходов, величины отдельных пространств и параметров рабочих мест.

Насыщение ПЛ сложными электронными комплексами, внедрение автоматизации и дистанционного управления существенно изменили и характер деятельности экипажа, которая все в большей степени становится операторской и попадает под понятие системы «человек - машина». Соответственно, возникли и становятся все более важными присущие операторской деятельности проблемы, которые следует учитывать при проектировании корабля, его вооружения и технических средств.

Основные рабочие места экипажа на ПЛ — пульты управления в ГКП и на постах в отсеках.

Пульт — элемент системы управления, на лицевых частях которого (панелях) размещены средства отображения информации и органы управления», с помощью которых человек — оператор воздействует на управляемые объекты. Если органы управления и средства отображения информации удобно располагаются на панелях общей шириной не более 1500 мм, то пульт может состоять только из фронтальных панелей. При недостатке места применяют пульты трапециевидной, многогранной или полукруглой формы. Количество органов управления на пульте принимают минимальным, но достаточным для эффективного выполнения задач управления. Форму, размеры и местоположение органов управления выбирают такими, чтобы оператор мог длительно работать с наименьшей затратой сил. Все органы управления размещают так, чтобы рабочие движения оператора сводились к движениям пальцев рук, кисти и предплечья. Движения плечевого сустава допускаются только в виде исключения.

В процессе работы за пультом движения рук оператора должны быть простыми и ритмичными, с плавным переходом от одного движения к другому. При этом необходимо учитывать, что движения рук по окружности выполняются в 1,5 раза быстрее, чем по ломаной траектории; движения рук в горизонтальной плоскости точнее и менее утомительны, чем в вертикальной плоскости. Если работа выполняется в положении «сидя», то движения рук оператора более точны, чем выполняемые в положении «стоя». В процессе работы сидя руки не должны подниматься выше плеч.

При работе одной рукой движения наиболее точны и быстры, когда они совершаются под углом 60° к направлению прямо вперед, при работе двумя руками одновременно — под углом 30°. Когда оператор работает двумя руками, движения рук должны быть симметричными и синхронными во времени, т.е. начинаться и кончаться одновременно. Движение рук по направлению к себе быстрее, чем от себя, но последнее отличается большей точностью. Движения вперед-назад выполняются быстрее, чем слева-направо. Скорость движения слева-направо для правой руки меньше, чем в обратном направлении. Приборы на панелях пульта размещают так, чтобы они всегда находились в поле зрения оператора, причем наиболее важные и часто применяемые органы управления группируются в зоне наилучшей досягаемости и обзора (рис. 6.24).

Органы управления и функционально связанные с ними индикаторы располагают вблизи друг от друга, функциональными группами, таким образом, чтобы орган управления или рука оператора при манипуляциях с ним не закрывали индикатора. Органы управления располагают в соответствии с последовательностью действий, выполняемых оператором. При большом количестве органов управления достаточная легкость их распознавания достигается за счет варьирования формы и цвета приводных элементов или цвета отдельных зон на панели. Поверхность панелей делают матовой, чтобы в поле деятельности оператора не появлялись блики. Для окраски поверхностей панелей используются спокойные светлые цвета приглушенных тонов. Поля панели, где расположены важнейшие индикаторы, окрашивают в светлые яркие тона. Для быстрого снятия показаний со шкал, расположенных на панели, предусматривается резкий цветовой контраст между фоном шкалы и самой шкалой, стрелкой и цифрами делений.

Приборам на панелях по возможности придают одинаковое оформление. Приборы, контролирующие однородные параметры, группируют вертикальными рядами, а приборы, контролирующие различные параметры одного процесса или агрегата, — горизонтальными рядами. Основные индикаторы снабжают подсветкой с регулировкой силы света. Аварийные сигналы дублируют на световом табло (мигающие индикаторы) и звуком (сирена). Начало отсчета на шкалах всех информационных приборов располагают одинаково, чтобы оператор не тратил дополнительное время на оценку показаний шкал. Все надписи на панели ориентируют горизонтально относительно предполагаемой линии зрения, читаются они слева направо. Для надписей применяют прописные буквы. Все надписи на панели располагают единообразно.

При организации рабочего места необходимо принимать во внимание рабочую позу оператора: «сидя», «стоя» или «сидя - стоя». При положении «стоя» обеспечивается хороший обзор, облегчается передвижение. Длительно фиксированные рабочие позы при работе стоя нежелательны, так как наблюдается застой крови в мышцах ног. Кроме того, в положении «стоя» в условиях качки и вибрации требуется значительная работа мышц по удержанию равновесия тела, соответственно, повышается расход энергии. При работе стоя нежелательно, чтобы наклоны вперед превышали 15°. Наклоны назад и в стороны следует исключить вообще. При длительной и непрерывной деятельности оператора предпочтительнее рабочая поза «сидя». В этом случае увеличивается площадь опоры, устойчивость тела, значительно снижаются нагрузка на мышцы ног, энергетические затраты. Для длительной работы в положении «сидя» в качестве рабочих сидений применяют кресла, в конструкцию которых входят сиденье, спинка и подлокотники. Кресло должно обеспечивать рациональную рабочую позу человека в соответствии с характером и условиями труда, не затруднять рабочих движений, поддерживать корпус с сохранением естественных изгибов позвоночника.

Высота поверхности сидения определяется высотой подколенной ямки над палубой, измеренной в положении «сидя» с учетом выступа каблука. Если высота кресла не регулируется, то ее принимают исходя из антропометрических данных низкорослого человека. Ширина поверхности сиденья определяется наибольшей шириной бедер высокого человека, глубина сиденья — из расчета 2/3 длины бедра человека среднего роста. Переднюю кромку сиденья скругляют, чтобы не было препятствий кровообращению. Ширину подлокотников принимают равной 60.. .80 см.

При работе сидя величина углов в тазобедренных, коленных и голеностопных суставах должна составлять не менее 90°. Исходя из общих эргономических требований к рабочей мебели, кресло оператора должно иметь следующие параметры: плоскость сиденья выполняется приподнятой в передней части на 4°, а в задней (на 1/3 расстояния) — на 10°. Спинка кресла имеет наклон к вертикали в пределах 5... 15° и два изгиба: нижний выпуклый — для поясничной части позвоночника, верхний вогнутый — для грудной. Высота спинки и сиденья должна регулироваться применительно к конкретному человеку (в диапазоне от антропометрических данных низкого человека до данных высокого).

Пульты управления для работы в положении «сидя» должны иметь пространство для ног оператора. Высота этого пространства должна составлять не менее 600 мм, глубина на уровне колен — 375 мм, на уровне пола — 600 мм, ширина — 500 мм. Для удобства работы операторов у пультов предусматривают подставки для ног. Если оператор во время работы должен видеть пространство поверх пульта, высота пульта управления должна быть не более 1100 мм от пола. Кроме основной рабочей позы, принимаемой во время рабочего процесса, оператор вынужден принимать ряд иных поз с целью осмотра и ремонта техники. Поэтому при организации рабочего места должны быть предусмотрены свободные зоны, размеры которых выбираются исходя из соответствующих антропометрических данных человека.

Характерные размеры пультов управления с учетом зон досягаемости и удобства размещения оператора показаны на рис. 6.25.