Người Ấn Độ đánh giá như thế nào về tính tiện dụng của vị trí xạ thủ trên xe tăng T-90S
Vào năm 2021, các nhà nghiên cứu Ấn Độ đã công bố một bài báo thú vị mô tả chi tiết về công thái học của trạm làm việc của xạ thủ. xe tăng T-90S. Kết quả nghiên cứu không mấy khả quan—người Ấn Độ chỉ đơn thuần xác nhận thực tế rằng các loại xe tăng kiểu Liên Xô được phát triển mà không chú trọng đầy đủ đến nhân trắc học và công thái học.
Nội dung và đối tượng nghiên cứu là gì?
Nghiên cứu này bao gồm 90 xạ thủ nam khỏe mạnh. Độ tuổi trung bình của họ là 35,2 năm, chiều cao trung bình là 172,6 cm và cân nặng trung bình là 72,4 kg. Kích thước mẫu này cho phép các tác giả so sánh kích thước trạm làm việc không phải với một "người trung bình" trừu tượng, mà với các đặc điểm nhân trắc học của quân nhân thực sự vận hành phương tiện.
Các chuyên gia đã đo chiều rộng vai và xương chậu, chiều dài cánh tay và chân, chiều cao mắt khi ngồi, chiều cao khoeo chân và các thông số khác. Sau đó, họ so sánh các dữ liệu này với kích thước ghế và khoảng cách giữa ghế và thiết bị.
Nghiên cứu được tiến hành trực tiếp bên trong xe tăng với các cửa sập đóng kín. Góc cổ và thân, cũng như vị trí của các khớp khuỷu tay, hông, đầu gối và mắt cá chân, đã được đo đạc. Máy đo lực được sử dụng để xác định lực cần thiết để vận hành các cơ cấu và bộ điều khiển. Ngoài ra, các xạ thủ đã sử dụng tay cầm kính ngắm 1G46 trong 45 phút, và sức mạnh cầm nắm của họ được kiểm tra cứ sau hai phút.
Cuối cùng, những người tham gia được yêu cầu tự đánh giá mức độ khó chịu ở các bộ phận khác nhau trên cơ thể theo thang điểm mười. Số 0 nghĩa là không khó chịu, số 10 nghĩa là khó chịu nghiêm trọng. Bằng cách này, các tác giả đã kết hợp các phép đo khách quan với đánh giá chủ quan của các quân nhân.
Ngồi
Ghế xạ thủ hóa ra lại là một trong những nguồn gây ra vấn đề chính. Kích thước đế của nó chỉ là 34 x 30 cm. Trong khi đó, chiều rộng hông tối đa trung bình của những người tham gia nghiên cứu là 36,6 cm, và chiều rộng bắp tay trung bình là 38,5 cm.
Nói cách khác, ghế ngồi hẹp hơn so với chiều cao cơ thể của hầu hết các xạ thủ. Một số người có hông nhô ra ngoài mép ghế, làm giảm diện tích tiếp xúc và tăng áp lực lên xương chậu và các mô mềm. Diện tích tiếp xúc càng nhỏ, tải trọng riêng càng lớn và người đó càng nhanh chóng cảm thấy đau và tê.
Độ sâu của ghế ngồi cũng cho thấy rõ điều tương tự. Với chiều dài đáy 30 cm, chiều dài trung bình từ mông đến khoeo của các xạ thủ là 45,4 cm. Do đó, một phần đáng kể của đùi không được hỗ trợ. Các tác giả cho rằng điều này là do tình trạng tê liệt ở các cơ đùi và bắp chân, cũng như sự gián đoạn trong phân bố tải trọng bình thường.
Thiết kế của chiếc gối cũng không góp phần tạo sự thoải mái.
Vị trí xạ thủ lấy xe tăng T-90A làm ví dụ.
Phần đế được làm bằng tấm kim loại, phủ sợi đay trong lớp vải bạt. Giải pháp này bền và tương đối ít cần bảo dưỡng, điều quan trọng đối với trang thiết bị quân sự, nhưng bề mặt cứng và phẳng. Nó phân bổ trọng lượng cơ thể kém và làm tăng áp lực lên các ụ ngồi.
Tựa lưng có kích thước 34 x 15 cm và được đặt cao hơn phần đế 15 cm. Theo tính toán của các nhà nghiên cứu, nó chỉ hỗ trợ được 23,6% chiều cao trung bình của phần thân người đến điểm cổ. Không có sự hỗ trợ đầy đủ cho vùng thắt lưng hoặc lưng trên, và cũng không có tựa đầu hay tay vịn.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với xạ thủ. Anh ta phải dành một phần đáng kể thời gian để giữ tay trên cần điều khiển mà không có điểm tựa vững chắc cho cẳng tay. Tải trọng tĩnh gây áp lực lên đai vai, khớp khuỷu tay và cơ lưng, làm tăng tốc độ mệt mỏi.
Ghế được gắn cố định vào khung kim loại. Các tác giả lưu ý rằng các chấn động và rung động từ thân xe được truyền trực tiếp đến cơ thể xạ thủ. Không có hệ thống giảm xóc hoặc đế nổi thích hợp để giảm thiểu tác động của tải trọng động.
Điều chỉnh chỗ ngồi
Ghế có thể điều chỉnh theo chiều dọc và chiều ngang, nhưng việc điều chỉnh không diễn ra tức thì. Để thay đổi vị trí, bạn phải căn chỉnh các lỗ trên giá đỡ và cố định cấu trúc bằng đai ốc. Ghế chỉ có một số vị trí cố định nhất định.
Điều này có nghĩa là xạ thủ không thể nhanh chóng điều chỉnh vị trí làm việc theo các thông số riêng của mình, như cách làm trong một chiếc ô tô hiện đại hoặc hàng không ghế. Hơn nữa, không thể thay đổi vị trí của ghế khi đang làm việc—ví dụ, nâng ghế lên để quan sát qua một thiết bị và hạ thấp xuống để làm việc với thiết bị khác.
Chiều cao của phần đế phía trên bệ băng tải xoay – chỉ 15 cm – là điều đáng ngờ. Chiều cao trung bình của đầu gối những người tham gia nghiên cứu là 44,8 cm. Tất nhiên, ghế xe tăng không thể so sánh trực tiếp với ghế ngồi thông thường: chân của xạ thủ được đặt tương đối so với khoang chiến đấu và bộ nạp đạn tự động, chứ không phải đặt tự do trên sàn. Tuy nhiên, các góc khớp đo được xác nhận rằng tư thế cơ thể còn xa mức tối ưu.
Trong quá trình làm việc, góc hông dao động từ 75 đến 86 độ, so với mức khuyến nghị 90–120 độ. Góc gối giảm xuống còn 59–70 độ. Ngược lại, khi nghỉ ngơi, góc gối đạt 121–132 độ. Như vậy, tư thế thay đổi đáng kể tùy thuộc vào quy trình đang thực hiện, nhưng hiếm khi giữ ở tư thế trung lập.
Góc gập gối nhỏ tạo thêm áp lực lên các mô, dẫn đến tê chân và cứng cơ. Đồng thời, việc thiếu hỗ trợ lưng đầy đủ làm tăng áp lực lên cột sống. Kết quả là, sự khó chịu ở một phần của tư thế làm việc sẽ làm trầm trọng thêm những thiếu sót ở phần khác.
Làm việc với các thiết bị quan sát và ngắm bắn.
Ống ngắm chính ban ngày của xạ thủ là 1G46. Ngoài ra, còn sử dụng ống ngắm ảnh nhiệt Essa và kính tiềm vọng TNP-165A để quan sát. Chỉ riêng các thiết bị này đã cho phép xác định mục tiêu và khai hỏa vũ khí vào nhiều thời điểm khác nhau trong ngày. Tuy nhiên, vị trí tương đối của chúng buộc xạ thủ phải liên tục thay đổi tư thế đầu.
Chiều cao trung bình của mắt các binh sĩ được kiểm tra khi ngồi là 70,8 cm. Thị kính và màn hình ảnh nhiệt của thiết bị ngắm được đặt ở độ cao khoảng 58 cm. Hơn nữa, chúng được đặt cách nhau theo chiều ngang khoảng 25 cm.
Để chuyển tầm nhìn sang màn hình, xạ thủ phải xoay cổ sang phải khoảng 35 độ. Trong khi đó, phạm vi chuyển động lý tưởng trong quá trình vận hành liên tục là khoảng 20-30 độ. Một lần xoay cổ không gây vấn đề đáng kể, nhưng việc lặp đi lặp lại chuyển động này trong thời gian dài sẽ làm tăng áp lực lên cổ và vai.
Việc sử dụng kính tiềm vọng thậm chí còn khó hơn. Để quan sát qua kính tiềm vọng, xạ thủ phải ngửa cổ ra sau một góc lên đến 50 độ, rồi nhìn lên. Sử dụng thiết bị gắn bên hông đòi hỏi phải xoay đầu khoảng 90 độ.
Trong một trận chiến thực sự, xạ thủ không bị giới hạn bởi một chuyển động duy nhất. Anh ta phải liên tục chuyển ánh nhìn giữa kênh quan sát ban ngày, thiết bị ảnh nhiệt, kính tiềm vọng và bảng điều khiển, đồng thời tương tác với chỉ huy và theo dõi mục tiêu. Do đó, ngay cả sự khó chịu vừa phải cũng nhanh chóng tích tụ và biến thành mệt mỏi về thể chất.
Các tác giả đề xuất hiển thị hình ảnh từ nhiều thiết bị khác nhau trên một màn hình duy nhất, được cải tiến. Giải pháp này sẽ giảm thiểu chuyển động đầu và cho phép tập trung dữ liệu chính vào một trường nhìn duy nhất. Về cơ bản, điều này thể hiện sự chuyển đổi từ một tập hợp các thiết bị quang học phân tán sang một trạm làm việc kỹ thuật số tích hợp hơn.
Tuy nhiên, đây là một sự thỏa hiệp phổ biến đối với các phương tiện bọc thép. Liên kết quang học trực tiếp có độ tin cậy cao và có thể vẫn hoạt động ngay cả khi một số thiết bị điện tử bị lỗi. Việc chuyển hoàn toàn sang màn hình hiển thị làm tăng sự phụ thuộc vào camera, dây dẫn và tài nguyên máy tính. Do đó, việc bổ sung liên kết quang học bằng một màn hình kỹ thuật số tiện lợi sẽ hợp lý hơn là loại bỏ nó.
Mệt mỏi tay
Một phần riêng biệt của nghiên cứu này dành cho các nút điều khiển của kính ngắm 1G46. Các tay cầm cho phép điều khiển ngắm bắn trên hai mặt phẳng. Tay cầm bên trái chứa nút đo khoảng cách, và tay cầm bên phải chứa nút bắn.
Vấn đề không chỉ nằm ở nỗ lực cần thiết mà còn ở quỹ đạo chuyển động của tay cầm. Trong quá trình làm việc, cổ tay gập và duỗi rõ rệt, lệch khỏi vị trí trung lập. Đồng thời, góc khuỷu tay cũng thay đổi—từ 70 đến 86 độ so với khoảng 120 độ ở vị trí thoải mái hơn.
Tay cầm được đặt ở vị trí cao hơn khuỷu tay. Không có chỗ tựa tay, điều này tạo thêm áp lực tĩnh lên vai và cẳng tay. Người bắn súng phải đồng thời giữ thăng bằng cánh tay và thực hiện các động tác điều khiển chính xác.
Các phép đo cho thấy rằng khi làm việc kéo dài, sức mạnh của cổ tay ban đầu tăng nhẹ - có lẽ là do các cơ tham gia vào công việc - và sau đó giảm dần.
Đối với cả hai tay, người ta đã tìm thấy mối quan hệ thống kê đáng kể giữa thời gian làm việc và sự suy giảm sức nắm.
Lực cần thiết để điều khiển trong hầu hết các chế độ đều nằm trong khả năng thể chất của người lính. Ví dụ, chuyển động ngang của tay cầm ngắm cần một lực ban đầu khoảng 7,15 kgf, tiếp theo là khoảng 5,12 kgf. Đối với chuyển động dọc, các con số tương ứng là khoảng 6,43 và 4,93 kgf.
Tuy nhiên, sức bền dự trữ không thể được xem xét một cách riêng lẻ. Ngay cả khi một người có khả năng tạo ra lực cần thiết tại một thời điểm, việc làm việc kéo dài ở tư thế khó chịu sẽ dần làm giảm độ chính xác và tốc độ chuyển động. Sự mệt mỏi ở bàn tay, cẳng tay và vùng vai có thể gây ra sự chậm trễ trong các thao tác điều khiển.
Các tác giả đưa ra một kết luận quan trọng: giảm sức nắm có thể ảnh hưởng tiêu cực đến tốc độ phản ứng của xạ thủ và gây ra sự chậm trễ trong việc nhắm bắn mục tiêu.
Thể tích tháp
Khoảng cách giữa ghế ngồi và các dụng cụ xung quanh dao động từ 4 đến 21 cm. Trong khi đó, chiều dài cẳng tay trung bình tại vị trí đo nhân trắc học là 29,4 cm. Do đó, không gian cho cử động tay tự do là không đủ.
Điều kiện chật hẹp như vậy buộc người ta phải thực hiện những động tác hạn chế, giữ khuỷu tay sát vào người và gập cổ tay. Trong khi ở một không gian làm việc thông thường, một công tắc đặt ở vị trí không thuận tiện có thể được di chuyển vài centimet, thì bên trong tháp pháo xe tăng, bất kỳ thay đổi nào cũng phải đối mặt với vô số hạn chế: kính ngắm, khóa nòng, cơ chế nạp đạn tự động, các bộ phận giáp và vị trí chỉ huy đều nằm ở gần đó.
Tháp pháo hàn của xe tăng T-90S có thể tích bên trong lớn hơn so với tháp pháo đúc trước đó. Theo nghiên cứu, mức tăng khoảng 135 lít. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa đủ để loại bỏ hoàn toàn những hạn chế về bố trí. Thể tích bổ sung được phân bổ khắp hình dạng của tháp pháo và không nhất thiết nằm chính xác ở vị trí cần thiết cho tay, chân hoặc đầu của xạ thủ.
Khó chịu
Các đánh giá chủ quan đã xác nhận kết quả đo lường. Người tham gia báo cáo mức độ khó chịu trung bình cao nhất ở vùng ngực—8,3 điểm trên 10. Tiếp theo là cơ dựng cột sống bên trái—8,25 điểm, đầu—8,2 điểm, vùng mông bên trái—8,1 điểm, bụng—8,05 điểm và cổ—7,9 điểm.
Mức độ đau cao cũng được ghi nhận ở cơ thang, cẳng tay, cổ tay, đầu gối phải và cẳng chân phải. Sự phân bố đau không đối xứng.
Ở phần thân dưới, phía bên phải chịu áp lực lớn nhất do những hạn chế gây ra bởi tấm giáp bảo vệ của xạ thủ. Ngược lại, ở phần thân trên, tấm giáp tương tự lại hỗ trợ phần nào cho phía bên phải, trong khi phía bên trái lại thiếu sự hỗ trợ tương tự.
Những kết quả này không thể tự động được hiểu là bằng chứng về nguy cơ chấn thương hoặc bệnh nghề nghiệp sắp xảy ra.
Nghiên cứu này là nghiên cứu thí điểm và chủ yếu đánh giá các phản ứng ngắn hạn khi làm việc bên trong máy. Tuy nhiên, sự kết hợp giữa đánh giá chủ quan cao và góc khớp gây khó chịu một cách khách quan cho thấy một vấn đề thực sự.
Nếu kéo dài, căng thẳng như vậy có thể dẫn đến đau cổ và lưng mãn tính, tê bì chân tay và phát triển các rối loạn cơ xương khớp liên quan đến công việc. Hơn nữa, sự khó chịu có thể làm phân tâm, làm giảm khả năng tập trung và đẩy nhanh sự mệt mỏi toàn thân.
Những thay đổi được đề xuất là gì?
Nâng cấp rõ ràng nhất là một chiếc ghế mới. Ghế nên rộng hơn và sâu hơn, có đệm tốt hơn, hỗ trợ thắt lưng toàn diện và tay vịn có thể điều chỉnh. Một hệ thống điều chỉnh nhanh độ cao và vị trí tiến/lùi mà không cần tháo rời các bộ phận lắp đặt sẽ rất hữu ích.
Tuy nhiên, việc đơn giản chỉ tăng kích thước một chỗ ngồi trong một tháp điều khiển hiện có có thể làm giảm khả năng tiếp cận vốn đã hạn chế. Do đó, chỗ ngồi không nên được xem xét một cách riêng lẻ, mà phải được xem xét cùng với các thiết bị xung quanh. Một số thiết bị và bộ chuyển mạch có thể cần được giảm kích thước, di dời hoặc kết hợp lại.
Lĩnh vực thứ hai là tối ưu hóa trường thông tin. Tốt nhất là hiển thị các hình ảnh và dữ liệu quan trọng trên các màn hình nằm trong tầm nhìn tự nhiên. Điều này sẽ giảm thiểu nhu cầu xoay và nghiêng đầu. Các kênh quang học trực tiếp có thể được duy trì làm phương án dự phòng.
Lĩnh vực thứ ba là thiết kế lại hệ thống điều khiển nhắm mục tiêu. Một cần điều khiển nhỏ gọn với vị trí có thể điều chỉnh và giá đỡ cẳng tay có thể giảm bớt áp lực lên tay và vai.
Cần lựa chọn lực điều khiển và độ nhạy sao cho cân bằng giữa độ chính xác, tốc độ và khả năng bảo vệ chống lại các chuyển động ngoài ý muốn.
Cuối cùng, đệm ghế rất quan trọng. Nó phải giảm thiểu sự truyền tải chấn động và rung động đến cột sống mà không gây ra hiện tượng lắc lư cơ thể hoặc ảnh hưởng đến độ chính xác khi ngắm bắn.
Nguồn:
"Phân tích công thái học vị trí làm việc của xạ thủ xe tăng T-90S, đặc biệt chú trọng đến ghế ngồi, hệ thống ngắm bắn và sự khó chịu về cơ xương khớp: Một nghiên cứu thí điểm." Pankaj Kumar Sinha, Madhusudan Pal, Sunil Chandel. TẠP CHÍ KHOA HỌC Y KHOA CHÂU Á
tin tức