Слышать только то, что нужно

Слышать только то, что нужно
Экипаж пилотской кабины должен слышать то, что ему нужно
слышать, и должен быть защищен от того, что ему не нужно слышать.
Наиболее важным источником информации для пилотов, конечно, является
визуальная информация, но речевые сообщения от других членов экипажа и
диспетчеров УВД, а также звуковые сигналы от электронных бортовых
систем жизненно важны для безопасности полетов. Поэтому на воздушном
транспорте широкое распространение получили авиационные головные
телефоны, которые увеличивают способность пилота слышать разговорную
речь и сигналы на протяжении всего полета и ослабляют посторонние шумы,
мешающие нормальной работе экипажа.
Постоянный шум в пилотской кабине не только снижает рабочие
характеристики и безопасность экипажа, но может привести к потере слуха.
Он затрудняет коммуникации, маскируя важные аудио сигналы. Маскировка
– это такой процесс, когда один из двух одновременных сигналов делает
невозможным услышать другой. Например, звук от воздушного потока
может маскировать инструкции службы УВД или предупреждения бортовых
систем сигнализации. Исследования авиационных медиков показывают, что
постоянный шум в кабине снижает пунктуальность человека и негативно
влияет на выполнение сложных заданий, требующих внимания к восприятию
идущих вразнобой звуковых сигналов. Шум – не безобидная помеха, он
может стать источником не только физиологических нарушений таких как
головная боль, усталость, тошнота, бессонница, но и психологических
расстройств: раздражительность, беспокойство, замедленная реакция,
рассеяние внимания и потеря чувства времени. Тяжелым последствием
постоянного воздействия шума может стать полная потеря слуха. Она может
быть временной и постоянной. Временная потеря слуха может произойти под
действием короткого мощного звукового импульса, превышающего 90 дБ,
но это не опасно, - нормальный слух возвращается быстро, после
прекращения звука. Но если чрезмерный шум повредит тонкие волоски в
улитке уха, последствия могут быть необратимыми и вызвать частичную или
даже полную потерю слуха.
От внешнего шума пилотов призван защищать головной телефон,
объединяющий вместе наушники и микрофон. Первый радиотелефон
изобрел Натаниел Болдуин, который будучи студентом Стэнфордского
университета (Калифорния, США), запатентовал его почти 100 лет тому
назад, - в 1910 году. Мало кто проявлял к этому устройству интерес и так бы
он и пролежал на полке, если бы не грянула Первая мировая война. В первый
же год военно-морской флот США закупил партию из 100 радиотелефонов, а
дальше, пошло-поехало, заказы посыпались тысячами.
Головные телефоны делятся на тяжелые, которые крепятся на голове
пилота, закрывая оба уха, и легкие, напоминающие бытовые наушники для
прослушивания музыки. В конструкции головных телефонов применяются
две технологии. Одна из них основана на пассивном уменьшении шумов,
классическим примером которой служит обычная затычка для ушей, вторая –
на активном, а более точно электронном, подавлении шума. Обычный
головной телефон (гарнитура)
первого типа включает муфту из
звуконепроницаемого материала, заключенную в пластмассовую чашку.
Будучи правильно настроенным, он снижает уровень шума на 30-35 дБ во
всем шумовом диапазоне. Звуки высокой частоты, производимые голосом
или радиосигналами, достигая чашки, заставляют ее вибрировать, это
вызывает вибрации воздуха внутри чашки, снижаемые звукоизоляцией.
Низкочастотные волны, производимые например, потоком воздуха, не имеют
достаточно энергии, чтобы заставить вибрировать чашку, и следовательно,
они не слышны.
Телефоны с активным шумоглушением впервые появились в 1930-х гг.,
были усовершенствованы в 1950-х гг., но получили признание в авиации
только с 1990- х гг. В таких телефонах частота и амплитуда звуковых
сигналов в полости наушника измеряются портативным микрофоном, после
чего генерируется сигнал с диаметрально противоположными фазовыми
характеристиками, который тоже посылается в наушники и накладываясь на
исходный сигнал, уничтожает его. Для генерации сигнала телефон
оборудуется источником энергии. Эта технология наиболее эффективно
работает с низкочастотными составляющими звука, уровень которых удается
снизить на 20дБ. Снижая «маскировку» значимой звуковой информации
посторонними шумами, такие телефоны пропускают чистую речь, фильтруя
ее от помех. Особенно они эффективны для отсеивания низкочастотных
звуков от поршневых двигателей и воздушных винтов. Но для
газотурбинных двигателей, шум которых находится в средне- и
высокочастотном диапазоне, они менее эффективны. В идеале, детальное
знание параметров шумового спектра силовой установки и самолета, в
сопоставлении с характеристиками шумопоглощения активного головного
телефона, позволит каждому пилоту подобрать себе гарнитуру по своему
вкусу. К сожалению, индивидуальные характеристики восприятия у людей
сильно различаются, так же как и шумы разных типов ВС, поэтому
универсальной гарнитуры не существует.
Для экипажей вертолетов разработаны специальные пенистые ушные
вкладыши, которые применяясь отдельно или в комбинации с наружными
шумоглушащими наушниками и миниатюрным микрофоном, прекрасно
передают человеческую речь, снижая грохот двигателя, втулки ротора,
лопастей и трансмиссии до минимального уровня. Проведенные испытания
показали, что снижение уровня шума от их применения достигает 30 и более
дБ в низкочастотном сегменте спектра, превалирующем для вертолетов.
Сейчас на рынке работают более 25 производителей, предлагающих
более 100 различных моделей головных авиационных телефонов ценой от
100 до более 1000 долл. США. Какой из них выбрать ? Американская
авиационная администрация FAA, как и некоторые организации, работающие
в области защиты от шума, рекомендует выбирать как обычные затычки
(вкладыши) для ушей, так и головные телефоны (гарнитуры) пассивного и
активного типа. Хотя FAA не предъявляет требований к головным
телефонам, но она разработала технические стандарты TSO-C139 и TSOC57а к авиационным аудио-системам, головным телефонам и микрофонам,
определяющие спецификацию изделий, выпускаемых промышленностью.
Перевел Аралов Г.Д., Журнал «Aviation Safety World», 2006 г., № 5, стр. 4245.