Испытатели: будем жить!
"Самозащита без оружия" 4 (15) 2005
Текст: Татьяна Кляйн. Фото: Игорь Яковлев и из архива НИИЦ авиационно-космической медицины и военной эргономики.
Он сказал: «Поехали!», по-детски улыбнулся и унесся туда, где еще никто никогда не бывал. Страна плакала – от гордости и счастья. Мир завидовал. А на Земле, в группе провожающих товарищей, среди военных и штатских, стоял единственный мужчина в белом халате – Лев Григорьевич Головкин. Доктор. Его часть работы в проекте чисто «человеческая»: подготовить космонавта так, чтобы он выжил. Кадры кинохроники скупы. Лица провожающих спокойны, эмоции спрятаны. Военная закалка. Кто знает – каков пульс у доктора в момент запуска корабля? И что стоило ему самому дожить до успешного возвращения первого космонавта на Землю? Есть один секрет. Вернее, правило. Лев Григорьевич Головкин и его коллеги всегда проверяли все на себе, потом обучали других. В том, что Гагарин справится, не сомневались – его полет моделировался на Земле множество раз, его организм готов. И за него доктор был спокоен. Лишь бы техника не подвела да Бог позволил! И Бог позволил, и техника не подвела, и космонавт вернулся на Землю. И улыбался своей мальчишеской улыбкой.
Научно-исследовательский испытательный центр авиационно-космической медицины и военной эргономики в течение долгого времени оставался учреждением, известным не многим. Да и сейчас мало кому посчастливилось попасть в этот небольшой уютный дворик, спрятанный от посторонних глаз глухим забором в районе метро «Динамо».
А для меня даже специально открыли музей – хранилище подлинных реликвий, собранных и сохраненных за 70 лет работы Центра. История в документах, предметах, фотографиях, кинопленках... Первые этапы медико-биологической подготовки человека к полетам в космос. Фото героических дворняжек. Но если Лайка, Белка и Стрелка известны всему миру, то о Цыгане и Дезике знают лишь единицы. Именно они были первыми, кто на отечественной ракете 1РБ 22 июля 1951 года совершили полет в близкий космос на высоту около 100 км и благополучно приземлились на парашюте. Собак крутили здесь на центрифуге, приучали к вибрациям и перегрузкам, терпеливо учили справлять нужду, не поднимая лап. Рядом портреты космонавтов – дорогие, известные всему миру лица. Скафандры, оборудование, системы жизнеобеспечения. Орден Красной звезды как оценка заслуг Центра перед Отечеством. Благодарность Президента В.В. Путина «За большой вклад в развитие космоса». Огромный труд людей, остававшихся, в общем-то, в тени советской космической славы.
Начальник Центра только что закончил совещание. Он встречает меня у двери своего кабинета – доктор медицинских наук, профессор, заслуженный врач РФ Михаил Николаевич Хоменко. Отлично сидящий военный китель, погоны полковника и открытая, почти гагаринская улыбка. – В последнее время мы занимаемся больше авиацией, а не космосом, – уточняет Михаил Николаевич. – В авиации нерешенных задач намного больше. Современная техника с каждым годом совершенствуется и предъявляет новые требования к человеку, которому предстоит этой техникой управлять. Летчика надо защищать, и этим занимаются авиационные медики. В тридцатые и сороковые годы лимитирующим фактором была высота – и в результате разработаны гермокабины, кислородные приборы и маски. В пятидесятые и шестидесятые годы остро встала проблема защиты летчика в стратосферном полете – и тогда создали высотные костюмы и скафандры. В семидесятые и восьмидесятые годы главной проблемой для человека стали маневренные характеристики истребителей. Машины отличные, но летчикам в них приходится туго. И мы ищем ответ на вопрос: что он выдержит, а что нет?
Руководитель Центра вскоре назначает мне сопровождающего. Начальник отдела Михаил Вячеславович Дворников покажет мне центрифугу, барокамеры, стенды, тренажеры и оборудование – все то, что необходимо для изучения пределов физических возможностей человека.
Полеты на центрифуге
Посередине круглого зала вмонтирована в пол центрифуга. Радиус – 7,8 метра. Маленькие кабинки, куда усаживают и обвешивают многочисленными датчиками человека. Пульт управления, монитор, в котором крупным планом лицо летчика, медицинские приборы, снимающие показания пульса, давления... Центрифуга начинает раскручиваться. Лицо летчика становится сосредоточенным, мягкие ткани смещаются под действием перегрузки, в какой-то момент он закрывает глаза. Стоп! На этой центрифуге тренировали космонавтов, теперь тестируют и обучают выживать летчиков-истребителей. Не каждый способен выдержать перегрузки, возникающие при маневрах истребителей четвертого поколения. Ученые Центра с самого начала знали, что есть реальный риск потери сознания летчиком. Предупреждали создателей, когда новые машины были только «на бумаге». Настойчиво искали средства и способы защиты.
Первыми такие самолеты начали испытывать американцы. Тяжело и трагично. Некоторые пилоты, несмотря на имеющиеся технические средства защиты от перегрузок, теряли сознание и погибали. Было потеряно несколько десятков самолетов, экономический ущерб составил миллиарды долларов.
Россия в те годы форсировала работы по созданию МиГ-29 и Су-27, паритет обеспечивался неимоверным трудом. Был проведен огромный цикл исследовательских работ на центрифуге. Установили: частота пульса человека, подвергающегося перегрузкам на новых самолетах с использованием противоперегрузочного костюма, увеличивается до 200 и более ударов в минуту, давление повышается до 240-250 мм ртутного столба. А ведь в принципе сердце не должно выдавать более 170 ударов в минуту, давление – превышать 220 мм рт.ст. Летчик подвергается не предельному, а запредельному воздействию. Если человек на перегрузке 7 единиц открыл рот, то он уже его не закроет. Если он весит 70 кг, то при перегрузке в 8 единиц – это уже 560 кг, а защитный шлем превращается в пудовую гирю. И при этом нужно пилотировать самолет.
И что же? В работах Михаила Николаевича Хоменко было доказано, что невозможного достичь можно, если человек обладает необходимыми средствами защиты, твердостью духа и наработанными навыками. В Центре создали методику, которая позволяла выявить летчиков, способных переносить запредельные воздействия, и разработали специальные тренировки на центрифуге. Все учли. Все предусмотрели. И удалось не только освоить новую технику на более высоком уровне, но и избежать катастроф, связанных с потерей сознания.
А если разгерметизация?
Ситуации, когда происходит разгерметизация кабины пилота, случаются нечасто. 5-10 случаев в год. Современные истребители МиГ-29 и Су-27 взмывают вверх на высоту 16-18 км, тогда как максимальная высота, на которой можно находиться без средств защиты в разгерметизированной кабине военного самолета, – 4 км. Выше нужен кислород. Поднявшись на высоту 7 км, летчик может испытывать боль в суставах – в них начинают образовываться пузырьки азота. А уж если выше 20 км -кровь «закипает» при температуре 37 градусов. При разгерметизации кабины на такой высоте даже при дыхании чистым кислородом, но без специального снаряжения, человек теряет сознание через 8-10 секунд, кислород из него вылетает мгновенно, как брызги шампанского из открытой бутылки. Надо ли говорить, насколько важна проблема защиты летчика!
– Мы проводили эксперименты. Происходило все в этой барокамере при «подъеме» на 7 км, а еще на летном тренажере – там дышали газовыми смесями, эквивалентными по недостатку кислорода высотам 7-8 км. Анализировали, как нарушается работоспособность, что чувствует человек, как изменяется сознание и как оно восстанавливается. Мы стоим возле барокамеры. Дворников рассказывает тихо, будто не хочет лишний раз беспокоить эту «королеву» – огромную, тяжеленную глыбу металла с узким «входом», задраиваемым намертво после того, как в нее попадает подопытный. И мне уже не по себе.
– Стояла задача – разработать систему, позволяющую спасти летчика в критической ситуации, когда он не может уже управлять самолетом. (Человек в условиях гипоксии неадекватен, он теряет способность здраво рассуждать и действует нелогично). Задача выполнена. Теперь летчиков тренируют по специальной методике, их «поднимают» в барокамере на высоту 5-6 км, и там они учатся распознавать гипоксию и с ней бороться. Но главное – созданы автоматизированные средства контроля и информационной поддержки летчика. Система ИКСЛ – информатор критического состояния летчика – узнает об опасности с помощью бесконтактных датчиков, установленных в кабине. Есть датчик в ручке управления самолетом: летчик не должен ее отпускать при маневрировании, если отпустит – сигнал: нелогичное поведение. Есть датчики в педалях – если он не пользуется специальным противоперегрузочным приемом в маневренном полете, это опять системой рассматривается как неадекватное поведение. Есть датчик диагностики вертикального положения головы, а еще один встроен в кислородно-дыхательную аппаратуру. Как только от одного из датчиков передается сигнал тревоги, система срабатывает и подключает речевой информатор. Голос предупреждает: ручку обожми, ноги напряги, голову подними, маску притяни и так далее, всего около 10 команд. Если человек не слушается – система отстраняет его от управления самолетом. Включается автомат, который выводит машину на безопасный режим полета – выравнивает или снижает высоту по обстоятельствам. Тогда прекращается действие перегрузок, и летчик получает время прийти в себя и благополучно завершить полет. Все просчитано до секунды.
Чтобы кровь не «закипела»
– Одна из задач безопасности и спасения в экстремальных ситуациях у летчика – его психологическая готовность и уверенность в тех средствах защиты, которые у него есть, – продолжает свой рассказ Михаил Дворников, демонстрируя мне красивый высотно-компенсирующий костюм. – Этот костюм мне уже мал, а раньше был впору. Если летчик уверен в своем костюме и умеет им пользоваться в критический момент, то он уже не будет тратить силы на страх и опасения. Он может свою энергию направить на поиск оптимального варианта выхода из опасной ситуации в полете. А наша задача – обучить его, все объяснить, вселить уверенность, что высотное снаряжение надежно. Михаил Вячеславович может объяснять очень убедительно. Он имеет опыт подъема на высоту до 30 км во всех вариантах высотного снаряжения и не представляет, как можно работать над созданием, усовершенствованием снаряжения, не испытав, как оно действует на тебя лично. Общее правило: все, что использует летчик в небе, сначала испытывается испытателем на земле. Причем с запасом. Например, если в инструкции говорится, что на высоте до 20 тысяч километров можно летать в высотно-компенсирующем костюме 10 минут, то это значит, что в экспериментах испытатели увеличивали время и до 30 минут, и до часа.
Работа преподносила и неожиданные сюрпризы. Во время испытания полных лицевых масок, своего рода летных противогазов, испытатели «поднимались» в барокамере на высоту 30 км. Защитный костюм, конечно, был, но руки – открыты. В какой-то момент, на 5-8-й минуте, Дворников почувствовал, что кожа на кистях вздулась, при движении и прикосновении поскрипывает. Посмотрел – и сразу все понял: парогазовая эмфизема. То есть «закипела» кровь и межклеточная жидкость. По-настоящему. Забродили-забегали в подкожной клетчатке пузырьки паров воды. Эксперимент прекратили только тогда, когда программа была выполнена. При спуске, уже на высоте 25-20 км, неприятные явления прошли, и, в общем-то, никаких страшных последствий не наблюдалось. Ну, прокипели ручки-то, да и успокоились. Вот если бы не было защитного костюма, тогда все закончилось бы по-другому.
Испытание жарой
Одно время Дворников работал в лаборатории высоких и низких температур.
– Мы сидели в термокамере по несколько часов подряд. Все фиксировалось – и влагопотери, и температура тела и кожи, и частота пульса. Через три-четыре часа нахождения в камере с температурой +50 градусов температура тела повышалась до 39 с лишним градусов. Причем 39 градусов внешней тепловой нагрузки – это не то, что 39 градусов при гриппе. Другие ощущения. Одновременно разрабатывали и испытывали специальные средства – костюмы с вентиляцией воздухом, костюмы с жидкостным охлаждением. Схема работы такова: сначала определить пределы, сколько человек может выдержать, потом разработать костюм который помогает это тепло отводить и сохранять длительную работоспособность, а потом уже – как этот костюм правильно регулировать. Когда был создан вентилирующий костюм, мы думали, все теперь хорошо: летчики в костюмах, на борту есть источник холодного воздуха, повышается температура – подключайся и лети спокойно. Но костюмами почти никто не пользовался. Потому что, как оказалось, боялись: мол, сейчас я мокрый весь, а холодный воздух подам – кто потом радикулит лечить будет? И терпели жуткую жару. Смешно? Да не очень. Пришлось костюм дорабатывать, и было найдено другое парадоксальное решение: сначала вентилировать горячим воздухом и лишь потом постепенно снижать температуру. Вот такая «противорадикулитная» тактика.
Как правильно дышать, если дышать нечем
На большой высоте, когда не хватает кислорода, или при перегрузках очень важно правильно дышать. Почему люди, занимающиеся единоборствами, кричат при броске? Человек кричит – и у него происходит резкий подскок давления, сердце быстро выбрасывает кровь, это повышает его силу. И летчики при больших перегрузках тоже кричат – «и-и-и...» Этому их учат. Сотрудниками Центра разработана система приемов дыхания в экстремальных условиях. Приемы отрабатывались до секунды, до доли секунды. Упустишь момент – и сделать уже ничего нельзя.
– Однажды мы с Сергеем Михайловичем Разинкиным (это он предложил проводить вентиляцию костюма горячим воздухом) попали в неприятную историю в Афганистане. Летели из Кабула в Кандагар. Самолет Ан-12, грузовая кабина негерметична. В гермокабине на 4-5 человек летали женщины, люди в возрасте и... собаки-миноискатели. Собаки плохо переносят кислородное голодание. Мы – в грузовой. Так вот. Кислорода в баллонах нет, высота полета 6,5 км, а лету не менее 40 минут. Мы уже были майорами, в самолете молодых ребят полно. Гипоксию почувствовал скоро. Вспомнил, что резервное время в барокамере на высоте 6,5 км у меня было 25 минут... И вдруг осенило! Есть же дыхательная техника – «дыхание под избыточным давлением без всякого снаряжения»! Набираешь воздух, натуживаешься, повышаешь давление кислорода в легких, и кислород начинает поступать в организм. В глазах светлеет, жить можно. Показал Сергею, потом ребятам. И вот на таком специфическом дыхании мы долетели...
Михаил Вячеславович тут поднатужился и продемонстрировал, как это правильно надо делать. Мне показалось, что я бы так дышать не смогла. Попробовала – кажется, получилось. По крайней мере, голова закружилась. Ничего сложного!
Тайга, пустыня, море и снега
Еще когда я путешествовала по музею Центра, мне показали на одном из стендов фотографию легендарного полярника Виталия Георгиевича Воловича. Это он в 1949 году первым в мире прыгнул на Северный полюс с парашютом. Это по его книгам уже несколько поколений летчиков и просто туристов учатся выживать в экстремальных климатических условиях – в местах, где, в принципе, люди без специальной подготовки и специального снаряжения неизбежно погибают. Еще более удивительно, что этот человек вот уже более 50 лет проработал и продолжает работать в Центре, в последние годы – в отделе Михаила Вячеславовича Дворникова.
Судьба может забросить летчика куда угодно. Как раньше – космонавта. Когда сотрудники Центра больше думали о космонавтах, они в их «шариках» вдоволь напрыгались – и в воду, и на землю. Потом были созданы целые научные направления – как выживать в тайге, джунглях, на далеком Севере, в жарких пустынях. Сотрудника Центра отвозили, например, в пустыню, оставляли ему то, что обычно бывает у летчика (два литра воды, маленький парус из парашюта), и уходили. Смотрели – сколько продержится, насколько рационально использует воду, научился ли нехитрым приемам получать ее в пустыни из воздуха.
На случай, если самолет упадет в море, у летчиков есть маленький плотик. И когда Виталий Георгиевич Волович с коллегами испытывали плотик, его привязали к кораблю, на котором находилась экспедиция. На плотике проводили исследования, отрабатывали навыки автономного выживания, разрабатывали и проверяли рекомендации. Но однажды начался шторм, и плотик от корабля оторвался. Моделирующая ситуация мгновенно превратилась в реально опасную. Выстояли, выдержали, вернулись. Опытом поделились.
– Ну, как вам у нас понравилось? – спрашивает меня напоследок начальник Центра Михаил Николаевич Хоменко, по-прежнему улыбаясь. – Летальную дозу информации уже получили? – И продолжает: - У на еще разработана методика специальной аутогенной тренировки человека, который попадает или может попасть в травмирующую ситуацию. Она и для спортсменов подходит, и для артистов, и для людей, переживших аварии и стрессы, и для врачей, которые работают с пострадавшими, и даже для журналистов. Методика оригинальная. Освоите – и за психику уже можете не волноваться. Кстати, вы попробовали уже испытать свои силы на центрифуге?
Увы. Я так и не решилась «прокатиться». И барокамеру только рукой потрогала. И даже не села в кресло Барани (стул с ручкой, которую крутят, а стул вращается, как волчок, – для тренировки вестибулярного аппарата). Ну и что? Не всем дано мужество быть испытателем!..
