很多飛行員都會發(fā)現(xiàn)自己的聽力能力出現(xiàn)減弱的情況,那么是什么原因?qū)е嘛w行員的聽力弱化呢,又有哪些值得注意的地方呢。我們今天為您介紹一下“航空聽覺和噪聲”。
聽覺
聽覺是指對于聲音信息的處理、轉(zhuǎn)化能力以及靈敏性的綜合體現(xiàn)。聽覺是航空器運行過程中獲取關(guān)鍵信息的又一重要生理感知機(jī)制,其重要性僅次于視覺。聽覺使我們能夠在周圍嘈雜的環(huán)境中接收、處理并識別有用信息。
彈性窗口共振。這樣的震動產(chǎn)生的壓力波作用于耳蝸內(nèi)的淋巴液,使耳蝸內(nèi)壁上數(shù)以千計的纖毛狀感覺接收器產(chǎn)生運動。這樣的運動就好像輕風(fēng)吹拂下的麥浪一樣柔和。傳感器的模擬轉(zhuǎn)化會產(chǎn)生相應(yīng)的電信號由聽覺神經(jīng)傳遞給大腦。然后電信號通過大腦處理并識別為某一種特別的聲音。
△聽覺系統(tǒng)解剖學(xué)和生理學(xué)
聽覺系統(tǒng)由外耳、耳道、耳鼓膜、聽小骨、耳蝸(一個充滿了淋巴液的蝸殼狀結(jié)構(gòu))以及聽覺神經(jīng)組成。
外耳負(fù)責(zé)收集外部聲音,通過耳道向內(nèi)傳播,聲波會導(dǎo)致耳鼓膜震動。耳鼓膜的震動機(jī)械性地傳遞給聽小骨,聽小骨的震動會使耳蝸內(nèi)的一個彈性窗口共振。這樣的震動產(chǎn)生的壓力波作用于耳蝸內(nèi)的淋巴液,使耳蝸內(nèi)壁上數(shù)以千計的纖毛狀感覺接收器產(chǎn)生運動。這樣的運動就好像輕風(fēng)吹拂下的麥浪一樣柔和。傳感器的模擬轉(zhuǎn)化會產(chǎn)生相應(yīng)的電信號由聽覺神經(jīng)傳遞給大腦。然后電信號通過大腦處理并識別為某一種特別的聲音。
聲波
聲波一詞是指在介質(zhì)(比如:固體、液體或氣體)中以縱波形式傳遞的機(jī)械震動產(chǎn)生的能量。聲波是相較于外界穩(wěn)定氣壓而言局部空氣壓力的變化。從實際的角度來看,它所描述的是一種可以被聽覺感知到的感官變化。所有的聲音都有各自獨特的三種變量:頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時間。
頻率
頻率是聲波的物理特性之一,決定了音高。因為聲音能量是以波的形式傳播的,所以可以通過每秒的波振蕩和波周期實現(xiàn)量化,其單位為赫茲(Hz)。人耳可以感知到的聲波的頻率為20-20000赫茲,在這之中聽覺最靈敏的頻率范圍是500-4000赫茲。頻率低于20赫茲或是高于20000赫茲的聲波人耳無法接收。正常的談話產(chǎn)生的聲波頻率在500-3000赫茲之間。
強(qiáng)度
聲波強(qiáng)度和響度之間的相互關(guān)系。分貝是用于衡量聲波強(qiáng)度的物理單位。正常的人耳聽覺靈敏度處在-10到25分貝之間。低于-10分貝的聲波幾乎無法被感知。如果一個飛行員幾乎無法聽到25分貝以下的聲波(在所有可被感知的頻率范圍內(nèi)),基本可以斷定他已經(jīng)失去聽覺。
持續(xù)時間
持續(xù)時間決定了聲波知覺性和辨識度的品質(zhì),同時也決定了高強(qiáng)度聲波環(huán)境中對聽力造成損傷的可能性大小。短時暴露于高強(qiáng)度噪聲中造成的損傷等同于長時間暴露于強(qiáng)度較弱的噪聲中。因此,是否對聽力造成損傷不僅僅取決于暴露于聲波中時間的長短,同樣取決于聲波的強(qiáng)度。
噪聲
噪聲一詞指的是能夠明顯給人帶來不快,或是音量過大的聲音,尤指不悅耳的聲音。換句話來說,噪聲泛指一切有害的或是令人煩躁的聲波。對于噪聲的歸類,其實是非常主觀的。比如,重金屬搖滾對于一些人(通常是青少年)而言是一種音樂享受,而對另一些人(通常是成年人)來說就是一種噪聲。
航空噪聲來源 航空環(huán)境中有多種噪聲來源,不論是在地面還是在空中。從萊特兄弟發(fā)明了第一架由動力驅(qū)動的航空器開始,飛行員就暴露在了噪聲環(huán)境當(dāng)中,而且這個問題從那時起就普遍存在。
飛機(jī)的各個部件設(shè)備都會產(chǎn)生噪聲,包括發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、油泵、螺旋槳、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子、液壓和電氣驅(qū)動器、座艙環(huán)境控制和增壓系統(tǒng)、駕駛艙咨詢和告警系統(tǒng)、通訊設(shè)備等等。
噪聲也可能是氣動噪聲,這是外界大氣(附面層)和機(jī)體表面、機(jī)翼、控制面以及起落架等表面結(jié)構(gòu)相互作用產(chǎn)生的。
通過接收外部聲音信號,飛行員可以藉此評估并監(jiān)控飛機(jī)的運行狀況。所有的飛行員都知道正常運行過程中航空器聽起來應(yīng)該是怎么樣的。
另一方面,突如其來的聲音信號或是必須的聲音信號的缺失會對飛行員產(chǎn)生提醒作用,有助于他們關(guān)注到可能的故障、失效或是危險情況。
每個飛行員應(yīng)該都體驗過駕駛艙過于嘈雜,必須依靠大聲喊話才能實現(xiàn)相互交流的情況。這樣的工作環(huán)境不僅會增加工作負(fù)荷,而且,長此以往,會對聽覺造成永久性損壞。
然而,需要記住的是,即使是遠(yuǎn)離了航空工作崗位,個人在家里、工作中、道路上以及公共場所中都很容易暴露于噪聲環(huán)境中。飛行員在飛行前暴露于噪聲環(huán)境中會對其飛行時的表現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。
聲波/噪聲來源
噪聲的種類
持續(xù)性的 突然或逐漸產(chǎn)生的持續(xù)性噪聲且持續(xù)時間較長(超過1秒)。比如:飛機(jī)發(fā)動機(jī)噪聲,螺旋槳噪聲以及增壓系統(tǒng)噪聲。根據(jù)職業(yè)安全和健康管理局(OSHA)規(guī)定,在持續(xù)性噪聲達(dá)到90分貝的環(huán)境中允許的最長工作時間不得超過8小時。
脈沖/爆炸 噪聲突然產(chǎn)生且持續(xù)時間較短(少于1秒),其強(qiáng)度通常超過140分貝。比如:開槍,點燃鞭炮,活塞式發(fā)動機(jī)回火,無線電設(shè)備高音量雜聲以及突破音障時產(chǎn)生的音爆。高分貝的(140分貝)脈沖/爆炸可能會使耳鼓膜破裂。
暴露于噪聲中對人的影響
生理方面
耳部不適 暴露在120分貝左右的噪聲中可能會導(dǎo)致耳部不適。
耳部疼痛 暴露在130分貝左右的噪聲中可能會導(dǎo)致耳部疼痛。
耳鼓膜破裂 暴露在140分貝左右的噪聲中可能會導(dǎo)致耳鼓膜破裂。
短時聽力損傷 無保護(hù)狀態(tài)下暴露于超過90分貝的持續(xù)性噪聲中,較短時間或是長達(dá)數(shù)小時,可能會導(dǎo)致聽力損傷。這類聽力損傷通常是短暫的,聽力會在噪聲中斷后數(shù)小時內(nèi)恢復(fù)正常。
永久性聽力損傷 常年無保護(hù)狀態(tài)下暴露于巨大噪聲(超過90分貝)中,且每天都超過8小時,可能會導(dǎo)致永久性失聰。永久性聽力損傷最初發(fā)生在4000赫茲附近(在會話范圍之外),并且一段時間內(nèi)不會被個人察覺。還有一點很重要需要記住的是,在1000-6000赫茲的范圍內(nèi),聽覺靈敏度會隨年齡的增長而衰退,通常從30歲左右開始。
心理方面
主觀效應(yīng) 高強(qiáng)度的噪聲可能導(dǎo)致注意力不集中、疲憊、易怒、驚跳反應(yīng)、突然驚醒以及糟糕的睡眠質(zhì)量、食欲不振、頭疼、眩暈、惡心、注意力和記憶力都受損。
言語干擾 噪聲會干擾或掩蓋正常的講話,使人難以理解。
表現(xiàn) 噪聲干擾可能會導(dǎo)致工作中出現(xiàn)差錯的幾率增加。如果暴露在超過90分貝的環(huán)境中,那些需要警惕、高度集中注意力、涉及計算以及判斷時間的工作會極大地受到負(fù)面的影響。
如何保護(hù)聽力
減少暴露于噪聲中的時間 OSHA規(guī)定的工作地點最大允許噪聲值(包括航空器駕駛艙)持續(xù)時間如下:
噪聲環(huán)境持續(xù)時間限制
使用聽力保護(hù)設(shè)備 如果外部環(huán)境噪聲值超過了OSHA規(guī)定的噪聲限制,應(yīng)該使用聽力保護(hù)設(shè)備——耳塞、耳套、通信耳機(jī)或是主動降噪耳機(jī)。即使個人已經(jīng)有一定程度的永久性聽力損傷了,也要求使用聽力保護(hù)設(shè)備,這樣能避免進(jìn)一步的聽力損傷。這類聽力保護(hù)設(shè)備會讓聲波到達(dá)耳鼓膜之前衰減,其中大多數(shù)設(shè)備對于高頻(高于1000赫茲)的聲波具有有效的衰減作用。需要強(qiáng)調(diào)的是在飛行過程中使用這類設(shè)備并不會干擾正常通話,因為它們過濾了高頻背景噪聲使得通話更加清晰利于理解。
耳塞 入耳式耳塞是一種非常流行、廉價、有效且舒適的聽力保護(hù)裝備。為使其充分發(fā)揮效用,耳塞應(yīng)當(dāng)以適當(dāng)?shù)慕嵌热攵?,在耳道中發(fā)揮一個氣密塞的作用。蠟浸漬模塑聚氨酯耳塞有著非常廣泛的適用性,在所有頻段上都能充分發(fā)揮效用,平均減噪30-35分貝。
頭戴式通訊耳機(jī) 總的來說,頭戴式耳機(jī)的減噪效果和耳罩差不多,并且比耳塞更容易取戴,但是這類耳機(jī)的麥克風(fēng)會影響氧氣面罩的使用。
主動降噪耳機(jī) 這類耳機(jī)采用了主動降噪技術(shù),允許人為調(diào)節(jié)聲波和信號波以實現(xiàn)降噪,增強(qiáng)信噪比,并且增強(qiáng)了音質(zhì)。主動降噪對于低頻噪聲過濾效果良好。低頻噪聲聲波與其鏡像聲波的精確耦合實現(xiàn)了主動降噪的功能。
保護(hù)設(shè)備的組合使用 在外部環(huán)境噪聲達(dá)到115分貝及以上時,建議在耳罩或耳機(jī)內(nèi)加上入耳式耳塞。耳塞和主動降噪耳機(jī)組合,是當(dāng)前的技術(shù)環(huán)境下能提供最大程度聽覺保護(hù)的方式。
總結(jié)
在飛行過程中,聽覺是重要性僅次于視覺的獲取重要信息的感官。所有的聲音都有三個變量:頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時長,通常情況下的交談聲頻率在500-3000赫茲。
在日常生活中暴露于噪聲超過90分貝的環(huán)境中就能造成聽力損傷。這種損傷起初并不明顯因為這種衰減主要體現(xiàn)在4000赫茲左右(在談話頻率范圍以外)。如果外界噪聲超過了90分貝,那么一定要使用聽力保護(hù)設(shè)備防止損傷。
在飛行前暴露于嘈雜環(huán)境中(家中、駕駛過程中、參加聚會等),其危害等同于航空器噪聲。
翻譯 / 黃宇陽
審校 / 張鵬