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第一章 绪论1

一、航空航天中的环境因素1

(一)环境因素的存在环境与条件1

(二)人体效应3

二、环境因素在人-机-环境系统中的作用与地位6

(一)不安全因素分析7

(二)不同功能状态的确立9

(三)NASA三种量级水平10

(四)原苏联的两种安全水平10

(五)代谢平衡10

参考文献12

第二章 大气压力与气体14

第一节 大气压力14

一、含气空腔器官气压性损伤14

(一)中耳与鼻窦14

(二)胃肠道17

(三)肺脏18

二、高空减压病21

(一)类型21

(二)产生高度与影响因素22

(三)防治对策25

三、体液沸腾31

第二节 生理气体32

一、氧与二氧化碳的生理功能32

(一)参与物质代谢的氧化过程32

(二)氧与二氧化碳的调节功能34

(三)参与能量代谢的测定35

二、氧和二氧化碳在血液里运输38

(一)氧气在血液里运输38

(二)血氧饱和度39

(三)二氧化碳在血液里运输39

(三)对功效的影响40

(二)对脑循环的影响40

三、缺二氧化碳效应40

(一)对物质代谢的作用40

(四)症状与体征41

四、高二氧化碳效应41

五、缺氧43

(一)高空急性缺氧的发生条件与根本原因44

(二)缺氧氧化过程45

(三)呼吸循环功能的改变48

(四)缺氧症状59

(五)功效的改变60

(六)运动协调功能障碍65

(七)视觉功能障碍66

(八)意识障碍68

(九)吸氧反常效应71

六、高氧效应72

七、氧与二氧化碳的复合效应75

第三节 惰性气体77

一、低压效应77

(一)对高空减压病的影响77

(二)对减压时间的影响78

(三)对爆炸减压气压性损伤的影响79

二、代谢效应80

三、温度效应80

(一)快感温度(快感带)问题80

(二)热交换80

四、声音效应81

五、工程技术上的考虑81

六、人对稀释气体要求的设计依据82

(一)作为稀释气体时的功能82

一、污染物来源83

(一)人体排出污染物83

(二)设计依据83

第四节 有害物质83

(二)非金属材料等排出污染物85

(三)微生物88

(四)粒子与气溶胶88

(五)仪器设备89

二、航天飞机人舱污染89

三、对人体的作用与途径90

(三)混合物的复合毒性91

(一)毒性物质的体内路径91

(二)暴露量-反应相关91

四、卫生学标准的制订92

五、乘员舱大气污染控制及净化措施93

(一)控制人体代谢产物93

(二)选择非金属材料的方法93

(三)降低非金属材料脱气产物的浓度93

(五)净化乘员舱大气94

(四)安全利用非金属材料94

六、乘员舱大气卫生监测95

七、模型预测95

第五节 设计参量与防护方案96

一、急性高空缺氧生理界限值96

(一)最佳值97

(二)夜航安全值97

(三)功效保证值98

(四)功效容许值99

(五)缺氧耐限值99

(六)缺氧极限值100

二、普通供氧生理要求101

(一)供氧量101

(二)呼吸气阻力101

(三)夜航供氧高度102

(四)飞行人员供氧要求102

(五)安全余压要求103

(六)稀释供氧要求104

(七)巡航飞行供氧要求106

(八)作战飞行供氧要求107

(九)被运输人员的供氧要求107

(十)被运输人员的应急供氧要求107

三、高空加压供氧108

(一)供氧方式108

(二)加压呼吸效应109

(三)加压供氧生理界限值111

(四)生理等效高度112

(五)缺氧与加压供氧的复合效应113

(六)高空加压供氧系统的生理要求113

(七)分子筛供氧120

(八)高空加压供氧装备的防护性能120

(一)等压调控的压力制度124

(二)差压调控的压力制度124

四、飞机座舱压力制度124

五、航天器乘员舱(人舱)压力制度125

(一)人体要求125

(二)低压对环境因素的影响127

(三)工程技术要求128

(四)火灾129

(五)同航天服的压力制度的匹配问题130

(六)三种典型增压舱压力制度的分析131

六、航天服压力制度132

(一)设计要求133

(二)已采用的航天服压力制度137

(三)高性能航天服138

(四)设想方案139

(五)制定压力制度的要点140

(六)压力制度的系统验证142

(七)模型预测142

七、压力应急143

(一)爆炸减压144

(二)舱内压力应急防护146

(三)主动段与返回段航天服回路生理要求147

参考文献149

第三章 温度医学工程151

第一节 人体与环境间的热交换151

一、人体与环境间热交换的途径152

(一)辐射热交换152

(二)传导热交换153

(三)对流热交换153

(四)蒸发热交换155

二、热交换中的物理变量156

(一)单个变量157

(二)综合变量157

三、热交换中的生理变量160

四、航空航天活动中影响热交换的因素160

(一)压力因素161

一、体温的调节与控制163

第二节高、低温条件下体温调节的特点163

(二)微重力环境163

(四)振动因素163

(三)服装因素163

(一)体温的生理性调节164

(二)体温的行为性调节165

(三)体温调节的基本特点166

二、高、低温应激时的人体生理反应167

(一)温度应急反应的过程特点168

(二)人体温度状态的定性-定量分区170

(三)局部性温度反应172

三、人体高、低温耐受潜力的发挥与提高172

(一)水分热量补充173

(二)习服与训练173

(三)工作/休息时间比173

四、体温调节数学模型174

(四)调温服及其他措施174

第三节 高温条件下的人-机工效问题175

一、高温环境对不同性质作业的影响175

(一)高温对体力作业的影响175

(二)高温对技巧作业的影响176

(三)高温对智力作业的影响178

二、高温下工作效率变化与生理机能改变的关系180

三、从高温生理耐限推导工效耐限的问题182

四、延缓高温工效下降的生理学措施183

(一)作业熟练程度184

(二)高温习服与体质训练185

(三)合理的饮水和作息制度185

第四节 低温环境下的人-机工效问题188

一、低温环境对不同性质作业的影响规律188

(一)手动作业188

(二)协调作业190

(三)智力作业191

(四)体力作业192

二、影响低温工效因素的分析193

(一)人体冷却部位193

(二)冷却速率、冷却程度和冷却持续时间194

(三)作业类型、难度与负荷度195

(四)人体的能力与状态196

三、维持低温工效的原则性措施196

(一)手部保暖196

(二)全身性保暖197

(三)工程设计考虑197

(四)低温习服197

(五)作业训练197

(六)合理的作业制度197

第五节 飞行器座舱温度环境的医学要求198

一、温度环境及其主要参数198

(一)飞行器座舱的温度环境198

(二)温度应激的复合特性199

(三)温度环境的基本参数及其对人体的影响202

二、舱室温度环境的医学要求及其分级207

(一)舱室温度环境医学要求的分级207

(二)各级医学要求的参数设计及其适用范围208

三、舱室温度环境的测量与评价211

(一)温度环境应激指数及其分类211

(二)舱室温度环境的评价212

第六节 高低温条件下防护服装调温功能的医学工程基础218

一、服装的热传递特性218

(一)服装显性热传递问题219

(二)服装蒸发热传递问题223

二、调温装备的最佳设计226

(一)一般要求226

(二)低温防护装备设计的生理学要求227

(三)高温防护装备设计的生理学要求229

(一)通风服230

三、两种常用的个体调温服230

(二)液冷眼236

四、关于头颈部致冷的特殊考虑243

(一)头部热交换问题244

(二)头部温度的恒定对全身热应激反应的影响245

(三)头部致冷的效能246

(四)头部致冷在航空活动中的特殊意义249

(五)头部选择性致冷的特殊生理机制249

五、调温装备的评价251

(一)评价程序251

(二)评价内容252

第七节 温度环境影响某些特因对人体的反应性252

一、高温对缺氧耐力影响及其发生原因的分析252

(一)高温对缺氧耐力影响的客观表现252

(二)高温降低机体对缺氧耐力的原因分析254

(三)根据高温下组织缺氧的原因，在实践中应采取的对策257

二、高温对正向超重(+G_x)耐力的影响258

(一)高温作用对正向超重(+G_x)耐力的影响259

(二)抗荷装置对防止因高温降低+C_x耐力的作用260

(三)高温条件下+G_x耐力降低的原因分析260

三、低温与缺氧263

(一)缺氧对机体在低温环境下体温调节的影响263

(二)低温对机体缺氧耐力的影响265

(三)缺氧与低温对机体水交换的影响266

参考文献270

第四章 飞行活动中的失水和供水276

第一节 水的生理作用与水平衡的调节276

一、水的生理作用及其有关特性276

二、水平衡的调节277

(一)水进出体内的途径277

(二)水在体内的分布277

(三)身体水平衡的调节278

一、对温度调节的影响279

第二节 失水对身体生理与工效的影响279

二、对循环功能的影响281

三、对工效的影响281

第三节 航空航天活动中影响机体维持水平衡因素的分析283

一、高温环境283

二、作业强度285

三、高温环境与体力负荷相结合288

五、失重(微重力)289

四、低温与缺氧289

第四节 关于补水的原则290

一、补水的数量290

(一)地面作业时补水数量的依据290

(二)影响补水量的因素291

二、补水的质量293

(一)电解质的补充293

(二)糖类的补充294

二、航天乘员饮用的水量295

一、航天活动中饮用水的来源295

第五节 生保系统装备设计中供水量的医学问题295

参考文献298

第五章 飞行特殊环境中的营养学300

第一节 环境与人体营养的关系300

一、人体的结构和功能，饮食营养与人体的关系300

(一)人体是个开放的复杂巨系统300

(二)饮食营养与人体的关系300

(二)飞行环境对人体的影响303

(一)环境因素对人体的作用途径303

二、环境因素对人体的影响303

(三)航天环境的特点及其对人体的影响305

(四)飞行环境多因素对人体的联合作用306

三、人体对环境的反应、适应及耐受能力取决于机体的生理及营养状况308

(一)生命的特征与机体调节控制系统的作用308

(二)机体内环境稳定的维持和机体对外环境的反应能力取决于机体的生理及营养状况309

(三)能源物质的需要量及其配比312

(二)航空、航天中人体的能量需要312

一、飞行环境的营养要求312

(一)平衡膳食的基本要求312

第二节 飞行环境的营养要求及保障措施312

(四)维生素及其他营养素的需要量313

(五)航空航天每日膳食营养素的供给量标准313

二、飞行环境的营养保障措施314

(一)飞行前的营养保障措施315

(二)飞行中的营养保障措施315

参考文献317

第六章 露力与救生319

第一节 航空航天中的重力环境319

一、基本物理概念319

(一)重力319

(二)加速度320

(三)常用术语321

(一)航空航天中持续性超重的特点323

二、持续性超重323

(二)决定超重效应的基本因素324

(三)持续性超重的研究方法326

三、冲击性超重327

(一)弹射过载328

(二)气动减速过载328

(三)开伞动载329

(四)着陆冲击过载330

四、失重332

第二节 超重人体工程问题333

一、持续性超重对机体的影响、耐力和防护措施333

(一)持续性+G_x333

(二)持续性+G_x347

(三)持续性侧向超重(±G_y)354

二、冲击性超重对人体影响、耐力和防护措施354

(一)弹射过载对人体的影响、耐力和防护措施354

(二)减速过载对人体的影响、耐力及防护措施360

(三)开伞冲击过载对人体影响、耐力和防护措施362

(四)着陆冲击对人体影响、耐力和防护措施363

第三节 失重(微重力)的人体工程370

一、研究失重(微重力)人体工程的意义370

二、指导思想及方法论371

三、失重(微重力)环境中人体生理变化的规律性373

四、失重(微重力)环境中人体的主要生理反应373

(一)神经前庭系统374

(二)心血管系统375

(三)血液和电解质377

(四)骨骼-肌肉系统378

五、返回地面后再适应问题381

六、防治措施382

(一)体育锻炼382

(二)穿戴特种服装或装置383

(四)中国传统医学的应用384

(三)服用药物384

(六)服用盐水385

(七)严格选训航天员385

(五)电刺激法385

(八)人工重力386

第四节 航空航天救生386

一、各种飞行器的救生(逃生)386

(一)歼击机与轰炸机的救生386

(二)直升机救生388

(三)垂直起落飞机的救生390

(四)旅客机的救生391

(五)水上飞机的救生392

(六)载人航天器的救生392

二、航空航天生存与营救398

(一)生存保障方法398

(二)营救400

(一)气流动压力对飞行员的影响401

三、弹射救生时所遇到的特殊环境401

(二)气流对四肢和头颈部的甩打作用402

(三)人-椅系统气流制动减速度对人体的影响405

第五节 救生人体工程问题408

一、人对高速气流吹袭的耐受限值408

(一)人胸腹部对高速气流吹袭耐力408

(二)人上肢抗高速气流吹袭的耐力410

(三)头颈部对高速气流吹袭耐力418

(四)下肢对高速气流吹袭的耐力422

二、高速气流吹袭的防护424

(一)俄国最先进的弹射座椅K-36D424

(二)MK-10A弹射座椅的手臂束缚系统424

(三)CREST气流吹袭防护系统425

参考文献426

(一)振动类型430

一、飞行器振动的类型和主要物理参数430

第一节 飞行器的振动430

第七章 振动430

(二)物理参数431

二、航空振动环境433

(一)内部来源433

(二)外部环境435

三、航天振动环境435

(一)发射段振动环境435

(二)轨道段振动环境436

(三)返回段振动环境436

第二节 振动人体工程问题437

一、人体反应的定性方程437

(一)定性方程437

(二)两种观点的统一437

二、人体振动效应438

(一)生物动力学效应438

(三)振动作用于人体的途径438

(二)生理效应442

(三)心理效应443

(四)病理效应446

三、人体振动环境的控制和防护447

(一)人体振动标准和允许界限447

(二)防护原则和方法452

四、设计考虑455

(一)振动人体工程设计准则455

(二)人体效应影响因素的设计考虑455

(三)振动设计要求455

参考文献456

第八章 噪声457

第一节 飞行器的噪声457

一、噪声的物理学度量与主观评价457

二、航空器噪声461

(一)上升返回段噪声462

三、航天器噪声462

(二)轨道段噪声464

第二节 噪声人体工程465

一、噪声对人体的影响465

(一)对听觉器官的影响465

(二)对其他系统(或器官)的影响467

二、对工效的影响467

三、对语言通讯的影响468

四、飞行器噪声医学要求与容许水平469

(一)噪声医学要求469

(二)噪声容许标准470

五、噪声个人防护措施473

(一)飞机噪声防护473

(二)航天器噪声个人防护措施474

参考文献475

一、人眼的结构与视觉过程476

第九章 视觉与照明476

第一节 视觉特性476

二、人眼的光谱感受性477

三、人眼绝对感光阈与绝对灵敏度478

四、人眼的临界亮度对比度478

五、人眼视力及其限度480

(一)视力与照度的关系480

(二)视力与背景亮度的关系481

(三)视力与对比度的关系482

(四)视力检查的照度标准482

六、低对比视力482

七、时间识别483

八、空间频率识别484

九、颜色辨别与颜色对比484

十一、视野、视场485

十二、视觉适应485

十、识别率、识别时间和识别速度485

十三、可见度(或能见度)486

十四、视功能参数之间的相互作用487

第二节 照明与颜色487

一、物体表面色与光源色487

二、物体颜色的光谱特性489

三、不同色光照明对物体表面色的影响489

四、颜色的三个基本特征489

五、颜色的恒常性490

六、光源的色温491

七、光源的显色性491

第三节 视觉与照明的人体工程492

一、飞行器座舱与仪表照明492

二、驾驶员座舱照明的类型493

(四)通讯指示板的照明494

(三)座舱泛光照明494

(一)仪表照明494

(二)操纵板的照明494

(五)特种显示器照明495

(六)液晶显示器(有源点阵液晶显示器)的照明495

(七)标记的照明495

三、红光照明与白光照明496

五、飞船的照明497

(一)发射段497

四、CRT显示器的照明497

(二)轨道飞行段499

(三)异常背景499

六、空间站的照明500

(一)暗适应501

(二)光线的空间分布501

(三)应急灯具及控制器502

参考文献503

第一节 航天中的宇宙辐射环境504

一、地磁捕获辐射带504

第十章 宇宙辐射504

二、银河宇宙辐射505

三、太阳宇宙辐射505

第二节 宇宙辐射的生物效应507

一、宇宙辐射生物效应的单位507

二、宇宙辐射的急性生物效应508

三、空间重粒子的生物效应511

第三节 宇宙辐射的防护512

一、被动物理防护514

二、主动电磁防护515

三、化学药物防护515

四、避免高辐射通量516

五、宇宙辐射的监测517

参考文献518

第十一章 复合环境因素519

第一节 飞行中复合环境因素519

一、缺氧与其他因素的复合519

(一)缺氧+温度519

(二)缺氧+加压供氧520

(三)缺氧+振动520

(四)缺氧+噪声521

(五)缺氧+振动+噪声521

(六)缺氧+辐射521

(七)缺氧+一氧化碳521

(八)缺氧+低温521

二、加速度与其他因素521

(一)超重+温度521

(七)超重+纯氧522

(六)超重+缺氧522

(一)振动+噪声522

三、振动与其他因素复合522

(四)超重+低动力522

(三)超重+加压呼吸522

(二)超重+振动522

(五)超重+辐射522

(二)振动+高温523

(三)振动+二氧化碳523

(四)振动+噪声+高温523

四、高温与其他因素复合524

(一)高温+噪声524

(二)高温+辐射524

五、失重与其他因素复合524

(一)模拟失重+噪声524

(二)其他双因素效应524

(三)生物卫星实验524

(一)中枢神经系统525

(二)暂时性听觉阈525

(三)内分泌525

一、组织-器官水平525

第二节 人体反应525

(四)体温调节526

(五)心血管527

(六)功效527

(七)其他527

二、整体水平527

(一)主效应与交互效应528

(二)主因素530

(三)因素之间的交互作用南性质531

第三节 防护533

一、医学防护533

二、模型预测533

(一)NASA模型533

(二)原苏联模型533

三、系统参量模型534

(一)复合因素作用下人体功能状态的评定原则536

(二)飞机座舱复合因素环控人体工程设计系统参量的基本要求537

四、复合环境因素效应设计依据539

参考文献541