автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Разработка утепленной одежды с улучшенными эргономическими параметрами для женщин-военнослужащих

На правах рукописи

РГБ ОД

БАХТИНА Г1

Екатерина Юрьевна . г

РАЗРАБОТКА УТЕПЛЕННОЙ ОДЕЖДЫ С УЛУЧШЕННЫМИ ЭРГОНОМИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ДЛЯ ЖЕНЩИН-ВОЕННОСЛУЖАЩИХ

Специальность 05.19.04. - Технология швейных изделий

Автореферат диссертации на соискание учгеной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна па кафедре конструирования и технологии швейных изделий.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, профессор

Е. Я. Сурженко

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Н. М. Вальщиков

Доцент кафедры технологии швейных изделий С-ЗГИС Е.В. Козлова

Ведущее предприятие: ЗЛО «Труд», Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 27 июня 2000 г. в 1600 час. на заседании диссертационного совета К 063.67.01. при Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна.

Адрес: 191186, Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, д. 18, ауд. 241. С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 25 мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент

Н.М. Друзгальская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Соответствие характеру и условиям выполнения слу-жебпо-боевых задач является обязательным требованием при проектировании новых образцов форменной одежды военнослужащих. Отсутствие образцов полевой одежды, разработанной с учетом антроиоморфологических особенностей женской фигуры, вынуждает обеспечивать женщии-военноспужащих мужской полевой одеждой близких типоразмеров. Несоответствие одежды антропометрическим характеристикам и силовым возможностям женского организма вызывает значительное ограничение амплитуд движений, общий дискомфорт и приводит к быстрому развитию состояния утомления. В связи с этим задача разработки научно-обоснованных эргономических параметров одежды женщин-военнослужащих и, прежде всего, для обеспечения динамического соответствия конструкций двигательному компоненту служебно-боевой деятельности является актуальной.

Работа является продолжением комплекса НИОКР кафедры конструирования и технологии швейных изделий СПбГУТД, направленных на совершенствование методов проектирования эргономически рациональных конструкций специальной одежды, базирующихся на дифференцированном учете биомеханических параметров движений человека в основных суставах верхних и нижних конечностей.

Использование в данной работе новых компьютерных технологий обеспечивает эффективное использование биокинематических характеристик движений человека, позволяет отказаться от рутинных операций по плоскостному модифицированию исходных шаблонов деталей плечевой одежды, тем самым создает возможность активного формирования объемного решения одежды с заданным уровнем динамического соответствия. При этом значительно сокращаются затраты времени и материальных ресурсов па проектирование базовых и исходно-модельных конструкций одежды, что имеет особую важность в современных экономических условиях.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом госбюджетных НИР СПГУТД 1996-1999 гг. и в рамках договора на разработку экспериментальных образцов полевой одежды для женщин-военнослужащих с кафедрой общей и военной гигиены Военно-Медицинской Академии.

Цель и задачи работы. Основной целью работы являлось совершенствование методов проектирования и оценки эргономической рациональности конструкций одежды специального назначения с практической их отработкой и реализацией при создании новых образцов утепленной полевой одежды для женщин-военнослужащих.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие науч-

игле и технические задачи:

• исследование готовых образцов табельной одежды с целью выявления их функционально-эргономических недостатков и определения номенклатуры параметров, влияющих на динамическое соответствие одежды условиям служсб-но-боевой деятельности;

• исследование взаимосвязи биомеханических параметров движений человека в основных суставах и пространственного расположения сегментов одежды;

. разработка методических рекомендаций для построения конструкций одежды с заданным уровнем динамического антропометрического соответствия (для плечевой одежды - путем формирования ее объемного конструктивного решения в системе трехмерного автоматизированного проектирования одежды; для поясной - на базе процедур плоскостного модифицирования исходных шаблонов деталей);

• апробация предложенных способов при разработке конструкций утепленной куртки и полукомбинезона для женщин-военнослужащих;

• исследование тепловых потерь на поверхности серийных и экспериментальных образцов полевой одежды с различными вариантами пакетов материалов и конструктивных решений;

• эргономическая оценка экспериментальных образцов в лабораторных и натурных условиях.

Объектами исследования являлись женские фигуры младшей и средней возрастной хрулл, конструктивные решения одежды специального назначения, условия и параметры формообразования эргономичных конструкций плечевой и поясной одежды, влияние конструктивных решений на ограничения движений крупных суставов.

Методы и средства исследований. В работе использована общая методология системного подхода к вопросам проектирования спецодежды; объемное макетирование и инженерные методы получения разверток деталей одежды, в том числе трехмерная автоматизированная методика проектирования одежды (система ТАПРО); методы и средства эргономической биомеханики (гониометрия); методики проведения физиолого-гигиенических экспериментов (степ-тест); оригинальные методы и средства исследования теплозащитной эффективности одежды (диагностический тепловизионный комплекс «Сова-2» и программа TISSA). Статистическая обработка результатов производилась с помощью пакета прикладных программ STASTISTIKA и методов корреляционного, дисперсионного и многофакторного (в частности, кластерного) анализа.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• впервые осуществлена целенаправленная разработка полевой одежды для женщин-военнослужащих, обеспечивающей требуемый уровень эргономиче-

ской рациональности с учетом антрономорфологических особенностей женских фигур;

• определены наиболее информативно значимые, с позиции ограничения амплитуд движений в крупных суставах, параметры серийной одежды;

• адаптированы для построения плечевой одежды прямого силуэта геометрическая модель и алгоритм построения разверток деталей в исходной (исследовательской) версии системы трехмерного автоматизированного проектирования одежды (ТАПРО);

• систематизированы параметры формообразования эргономически рациональных конструкций плечевой одежды в системе ТАПРО и разработаны рекомендации по выбору их величин при проектировании утепленных изделий специального назначения;

• показана возможность и информативность оценки теплозащитной эффективности утепленных костюмов с помощью метода регистрации инфракрасного излучения (топографии тепловых потоков) с поверхности изделия, надетого на человека.

Практическая значимость. Реализация компьютерной технологии проектирования эргономически рациональных конструкций плечевой одежды при разработке утепленных костюмов для женщин-военнослужащих показала ее эффективность, что подтверждается результатами сравнительной эргономической оценки стандартных и экспериментальных образцов.

Предлагаемые в работе варианты эффективных проектных решений полевой одежды могут быть рекомендованы для широкого спектра проектных ситуаций с экстремальными амплитудами и высокой интенсивностью совершаемых трудовых движений.

Результаты работы используются в учебном процессе СПГУТД в соответствующих разделах курса «Конструирование одежды с элементами САПР» для студентов спец. 2806, в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Всеармейской научно-практической конференции в г. Мурманске (1998г.); Первой Всероссийской научно-практической конференции «Дизайн в России: проблемы теории и практики» в Санкт-Петербурге (1998г.); па всеармейской научной конференции «Физиолого-гигиеническая оценка условий военной службы женщин в вооруженных силах Российской Федерации» в Санкт-Петербурге (1999г.); на расширенных заседаниях кафедры конструирования и технологии швейных изделий СПГУТД (1999, 2000 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех

глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 126 страницах основного текста, в число которых входят 10 рисунков и 18 таблиц. Библиографический список содержит 94 наименований работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели, основные задачи и методы исследований, отражены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе выполнен анализ работ по теме диссертации, посвященной проблеме оценки качества действующих образцов военной одежды с позиций эргономики, дана характеристика эргономических показателей качества, проведена классификация и анализ методов их измерения и оценки. Определено направление совершенствования методов измерения и оценки эргономических показателей динамического соответствия системы "человек-одежда".

Рассмотрены плоскостные методы достижения эргономической рациональности конструкций одежды. Показано, что предпринимавшиеся ранее попытки обосновать рациональную форму и размеры деталей одежды с позиций динамики движений не имели возможности активно использовать установленную взаимосвязь пространственных биомеханических характеристик фигуры человека с принципами формообразования конструкции одежды и геометрической формой разверток ее деталей.

Результатом проведенного анализа явилось определение цели и совокупности основных задач диссертационной работы.

Во второй главе проведено исследование функционально-динамических характеристик различных вариантов комплектов военной одежды. Определен минимально необходимый набор этих характеристик, обеспечивающий достаточную степень информативности для разработки эргономически рациональных конструкций.

Для определения реальных недостатков существующих образцов военной одежды совместно с кафедрой общей и военной гигиены Военно-Медицинской Академии был проведен анкетный опрос личного состава войск ленинградского военного округа. Женщинам-военнослужащим было предложено оценить в баллах свои субъективные ощущения при выполнении определенных движений, наиболее типичных для учебно-боевой деятельности, во время носки каждого из установленных вариантов табельной одежды: летней и зимней, полевой и повседневной (табл. 1). Вопросы, предложенные для оценки, были сформулированы по принципу максимальной информативности, с целыо получить наиболее полную картину отношения женщин-военнослужащих к существующим образцам табельной одежды. Статистический анализ информа-

ции, полученной в результате анкетного опроса, дал возможность установить наименее пригодный для эксплуатации вариант одежды и, таким образом, определить необходимое направление работы над его конструкцией.

Таблица 1

Показатели удобства форменной одежды

ВОПРОСЫ

1 Удобно ли Вам надевать данную одежду

2 Удобно ли Вам снимать данную одежду

3 Можете ли Вы в данной одежде поднять максимально вверх руки

4 Можете ли Вы в данной одежде сделать приседание

5 Можете ли Вы в данной одежде нагнуться вперед и коснуться пальцами рук ступней ног

6 Можете ли Вы в данной одежде пробежать дистанцию 100 метров

7 Можете ли Вы в данной одежде перепрыгивать препятствия шириной 2 метра

8 Можете ли Вы в данной одежде преодолевать препятствия высотой 2 метра

9 Можете ли Вы в данной одежде самостоятельно занять свое место в кузове грузового автомобиля

10 Можете ли Вы в данной одежде точно стрелять из личного оружия (пистолет, автомат) по цели

11 Можете ли Вы в данной одежде метнуть учебную фанату на расстояние 25 метров

12 Можете ли Вы в данной одежде выполнять свои профессиональные обязанности

13 Оцените в целом удобство данного комплекта одежды

Год службы

Была проведена статистическая обработка результатов анкетирования с целью определения значимости фактора «вариант одежды» (летняя, зимняя, полевая или повседневная). То есть была поставлена задача определить, насколько независимо (непредвзято) участники опроса оценивают недостатки военной формы действующего образца, или же на их ответы влияют различного рода факторы (например, год службы в вооруженных силах). Для определения уровня удовлетворенности для каждого варианта одежды были определены средневзвешенные комплексные показатели. Эти показатели рассчитывались как среднее значение каждой из совокупностей оценок, или математическое

м Ч

ожидание, по формуле: Р — ,

4 К

где Р - показатель степени удовлетворенности;

q - вариант формы одежды (летняя повседневная, летняя полевая,

зимняя повседневная, зимняя полевая); I - количество оцениваемых движений, включенных в опрос; 1...М;

] — количество анкет, признанных валидными при оценивании ц-ого варианта формы одежды 1.. .Мч, (М лсш.иовс-128, М лстн. пол.=131, М зим.полс-—96, М ЗИМ.ПОЛ.-129);

(количество военнослужащих, принявших участие в опросе п=168)

X - балл, присвоенный ^ым опрошенным ьому движению q-oI■o варианта формы одежды (в баллах 5,4,3,2).

Среднее значение по совокупностям составило: 3,79 - для летней повседневной одежды, 3,95 - для летней полевой одежды, 3,08 - для зимней повседневной одежды и 2,89 - для зимней полевой одежды.

Полученные данные позволяют сделать вывод об относительно высокой степени удовлетворенности женщин-военнослужащих комплектами летней формы и о сравнительно низкой степени удовлетворенности комплектами зимней формы.

В результате статистической обработки данных было установлено, что первый качественный фактор (удобство одежды) оказывает значимое влияние (при р<0,05) на адекватность оценки одежды военнослужащими в целом р=103,823>2,623=Г'о,о5(2,61)]. Так же установлено, что фактор года службы в вооруженных силах не оказывает значимого влияния (при р<0,05) на выполнение оценки [Т=0,057<2,623=Р(,1о5(2,61 )]. Таким образом, можно сделать вывод, что оценка степени удобства существующих образцов военной одежды женщинами, принявшими участие в опросе, может быть признана объективной. Так же можно сказать, что отсутствие привычки ношения форменной одежды, или же, наоборот, выработанная за долгие годы службы привычка к неудобству данного изделия, не влияет па адекватность оценки недостатков каждого из вариантов одежды.

Поскольку комплект зимней полевой одежды получил наименьшую оценку, то дальнейшая работа по выявлению номенклатуры факторов, оказывающих наибольшее влияние на функционирование системы «человек-одежда», велась на его примере.

Комплекс вопросов, включенных в анкетный опрос, представляет собой многомерную систему признаков, определяющих качественные свойства исследуемой одежды. Как показано во второй главе, эти свойства не могут быть измерены непосредственно, так как они проявляют себя в нескольких оцениваемых признаках. Такого рода свойства принято считать факторами и для их выявления была использована модель факторного анализа.

Для определения взаимодействия различных факторов и классификации исследуемых признаков по степени их влияния на движения человека при эксплуатации данного комплекта одежды результаты анкетирования также были подвергнуты кластерному анализу. При анализе взаимодействия всех факторов, включенных в программу оценки, было установлено что, основную информа-

УЗ мл

У5 У6 \Л У8 У9 VIО V11

ционную нагрузку имеют факгоры, описывающие удобство комплекта одежды в целом (V], У2 и \Г1з). Из этого можно сделать следующий вывод: внимание женщин-военнослужащих сосредоточено на ощущении общего дискомфорта от зимней полевой одежды существующего (серийного) образца (среднее по У| -2,876; среднее по У2 - 3,07; среднее по У]3 - 2,574). Это подтверждает данные однофакторного дисперсионного анализа, выполненного для совокупности всех комплектов полевой и повседневной одежды, но не позволяет выделить области или узлы конструкции, накладывающие наибольшие ограничения на движения женщин-военнослужащих.

Исходя из этого, для выявления наиболее полной картины взаимодействия, было предложено исключить из анализа все факторы, имеющие более обгдее значение. К уже описанным факторам (Уь У2 и У]3) целесообразно отнести и фактор У12, характеризующий способность выполнять профессиональные обязанности при ношении данного комплекта одежды. При проведении второго этапа кластерного анализа произошло образование двух кластеров на уровне относительной величины расстояния около 85% (рис. 1). В эти кластеры входят следующие группы признаков: 1) У3, У4, У5, У6- 85,3 %; 2) У7, У8, V* У10, V,, - 88,1 %.

Параметры У 4, У& и У7 - характеризуют такие движения, как сгибание горизонтальное и отведение-приведение в тазобедренном суставе при выпрямленной и согнутой в колене ¡юге, т. с. наиболее характерные движения, совершаемые военнослужащими в тазобедренном суставе. Параметры У3 и кроме уже упомянутых движений, также характеризуют такие движения, как сгибание-разгибание, отведение-приведение вертикальное, отведение-приведение горизонтальное в плечевом суставе.

В результате проведенного кластерного анализа были сделаны следующие выводы:

• наибольшее влияние па оценку военнослужащими серийных комплектов одежды оказывают1 факторы, описывающие удобство комплекта одежды в целом (удобство надевания и снятия одежды), и факгоры общего характера, опи-

70 80

(01|п№тах)*100

110

Рис. 1 Деыдрограмма факторов удобства одежды

сывающие способность военнослужащих выполнять свои профессиональные обязанности при ношении данного комплекта одежды;

. наиболее значимое влияние (около 90%), с точки зрения ограничения движений в суставах, оказывают факторы характеризующие движения в области узла «рукав-пройма» и в области среднего шва брюк. Эти конструктивные области были выбраны в качестве объектов для дальнейшей работой по обеспечению динамического соответствия системы «человек-одежда».

В третьей главе предложен методический подход к проектированию одежды, заключающийся в дифференцированном рассмотрении изолированных движений в крупных суставах и использования биомеханических параметров в качестве исходных данных для построения конструкций одежды с заданным уровнем динамического соответствия. Проведен анализ принципа формообразования конструкции одежды, систематизированы угловые показатели, влияющие на пространственное взаиморасположение конструктивных деталей, и определены их оптимальные значения. Применение данного методического подхода позволяет обеспечить требуемый уровень динамического соответствия изделия экстремальным трудовым движениям при удовлетворительном статическом соответствии.

На основе этой методики разработаны эргономически рациональные конструкции изделий специального назначения. Проектирование деталей конструкции куртки проведено в системе трехмерного автоматизированного проектирования одежды (ТАПРО). Применение методики трехмерного проектирования одежды позволяет использовать выявленные биокинематические параметры для обеспечения динамического соответствия конструкции. При этом математические функции, внедренные в программное обеспечение ТАПРО и основанные на законах формообразования плечевой одежды классического покроя, позволяют визуально оценивать и добиваться требуемого уровня статического соответствия одежды при проектировании базовых конструкций.

В ходе исследований было установлено, что в совокупности с традиционно задаваемыми параметрами проймы (Шпр, В311р , Пвос) и плечевого пояса (ПшП, Пшс, Пшпр, Пш) на обеспечение динамического соответствия деталей узла «рукав-пройма» существенно влияют следующие параметры: ар (угол отведения рукава в сторону) и ©р (угол приведения рукава вперед) которые обеспечивают оптимальное положение руки в экстремальной ситуации; \ - угол поворота плоскости проймы, обеспечивающий дополнительный резерв движения при горизонтальном приведении рук; к - величина горизонтального прогиба проймы, обеспечивающего дополнительный резерв движения при вертикальном отведении рук. Перечисленные параметры позволяют получить эргономически рациональную конструкцию рукава покроя близкого к рубашечному (рис. 2, 3).

/ А / Щ / //\Х )\ —.— С

\ V |п н \1\ \

"ТО1

'^ЭД о* \ 1 ' , —

Рис.2 Пространственное изображение конструкции одежды в системе ТАПРО

Проведенные ранее исследования взаиморасположения сегментов тела в области тазобедренного сустава, выполненные на базе мужских фигур, установили необходимость учета следующих биокинематических характеристик: угла отведения нога и тазобедренном суставе по отношению к вертикали (9) и угла, характеризующий взаиморасположение бедерного и коленного сегментов (X). Как показали результаты исследований предыдущей главы, значимость влияния факторов свободы движений в коленных и локтевых суставах па удобство всего костюма составляет б сумме менее 10 %. Однако обеспечение динамической свободы движений в коленных и локтевых суставах является не менее важной задачей, решение которой в данной работе сводится к созданию конструктивных элементов, увеличивающих выпуклость этих областей.

Исходя из функциональных требований к габаритным размерам куртки и полукомбинезона, а также в соответствии с объемно-силуэтным решением комплекта, были выбраны величины конструктивных прибавок к размерным признакам типовой женской фигуры 164-100-104. В табл. 2 представлены сводные данные величин конструктивных параметров комплектующих изделий дифференцированно но видам движений, совершаемых в крупных суставах.

На основе анализа полученной количественной информации и разработанных способов построения шаблонов основных элементов узла «рукав-пройма» и брюк была сконструирована и изготовлена экспериментальная мо-

делъ зимней полевой одежды, состоящая из куртки и полукомбинезона.

Таблица 2

Конструктивные параметры обеспечения максимальных амплитуд движений

Движения в основных суставах Конструктивные средства обеспечения динамического соответствия Величины конструктивных параметров

Плечевой сустав

- отведение вертикальное Общая прибавка по линии груди П г= 18.0 см.

Распределение суммарного припуска на Лпр=5,0 см.

участок проймы (30% от П г)

Припуск к глубине проймы П гп. = 7,0 см.

Повышение плечевой точки П п = 3,5 см.

Угол отведения рукава от вертикали а„ =55°

Прогиб нижнего участка проймы к-2,5 см.

- сгибание Угол отведения рукава вперед ш Р = 22°

- горизонтальное приведение Припуск к ширине спины П ш.с.= 7,0 см.

Угол поворота плоскости проймы 4=15°

Локтевой сустав сгибание Угол отведения сегмента предплечья Ур=30°

Тазобедренный сустав Припуск к обхвату бедер П о.б=8,0 см.

- отведение Припуск к обхвату бедра П 0 Бея г 20,0 см.

- сгибание Угол отведения средней линии вн=12°

Коленный сустав сгибание Угол отведения коленного сегмента Хк = 24°

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям динамического и статистического соответствия изготовленных образцов изделий и установлению правомерности выбора угловых величин в качестве дополнительных информационных параметров при проектировании динамических конструкций одежды специального назначения.

Для гигиенической оценки эргономических свойств, н лабораторных условиях проведены гониометрические и физиолого-гигаеническне исследования экспериментальной модели по сравнению с действующим образцом полевой одежды.

• Гониометрия. В качестве критериев оценки динамического соответствия разработанного комплекта утепленной одежды но сравнению с действующей экипировкой женщин-военнослужащих были определены амплитуды максимально возможных активных движений в крупных суставах одетого испытателя. Для измерения амплитуд движений использовали гониометр с телескопической штангой и обычный угломер.

Степень подвижности рук оценивали по следующим амплитудам: сгибание в локтевом суставе, сгибание, отведение вертикальное и приведение гори-

зонтальное в плечевом суставе. Подвижность ног оценивали по степени подвижности в коленном и тазобедренном суставах. В коленном суставе исследовали сгибание, а в тазобедренном - сгибание при выпрямленной и согнутой в колене ноге и отведение при выпрямленной в колене ноге.

Исследования производились последовательно для серийной и экспериментальной зимней полевой одежды, надетой на летний полевой комплект, и на контрольном комплекте (который не вызывает ограничения движений в суставах). Количественные изменения амплитуд в крупных суставах движений при использовании испытателями зимней полевой одежды приведены в табл. 3.

Таблица 3

Амплитуды движений в суставах при использовании серийной и экспериментальной зимней полевой одежды, град. (X ± т X)

Условия эксперимента

Вад движения Без одежды, (контроль) В одежде (серийный образец) В одежде (экспериментальный образец)

Локтевой сустав сгибание 150+1 138±1 143±1

Плечевой сустав Сгибание 181+1 136+4 168±1

Отведение вертикальное 179+1 122±3 165±2

Приведение горизонтальное 131+1 108+1 115+1

Коленный сустав, сгибание 122+2 107±2 121+1

Тазобедренный сустав Сгибание при выпрямленной в колене ноге 81 ±2 59+1 63±1

Сгибание при согнутой в колене ноге 110+2 61+2 75±2

Отведение при выпрямленной в колене ноге 77+1 59±2 70+1

Анализ полученных данных показал, что изменение конструкции узла «пройма-рукав» в экспериментальном образце обеспечило увеличение свободы движений в плечевом суставе по сравнению с серийным комплектом. Ограничение амплитуды движения по сравнению с контролем составило 7,2 % для сгибания и отведения вертикального, что примерно в 3,5 раза меньше для сгибания и в 4,5 раза меньше для отведения вертикального, чем при использовании серийного образца, и 12 % для приведения горизонтального. Новое конструктивное решение среднего и шагового срезов и коленной области полукомбинезона обеспечило почти максимально возможный объем движений в коленном суставе и увеличило объем движений в 2,5 раза при отведении выпрямленной ноги (разница с контролем 9% для экспериментального образца и 23% для серийного).

• Комплексная оценка динамического соответствия. Объективность принятых проектных решений динамического соответствия одежды была оценена по расчетным одиночным и комплексным показателям. В качестве базовых показателей были выбраны биомеханические характеристики рабочих движений (требуемый уровень динамического соответствия).

Единичные показатели динамического соответствия рассчитывались по формуле: Р1=(р(/<Рг>, где Фо. Фб - оценочные и базовые значения амплитуд движений в суставах, град., \ - виды учитываемых движений.

Определение комплексных показателей представлено в виде графического изображения на круговой диаграмме, которая имеет форму многоугольника, где длина граней (Л]О, Л20, ..., А|0) равна базовому значению единичных показателей, принятых за единицу (Рис. 4). Величина отрезков ОВь ОВ2, ..., ОВ,

равна значению единичных показателей динамического соответствия, выраженным в относительных величинах. Количество граней многоугольника равно количеству учитываемых видов движений. Комплексный показатель динамического соответствия рассчитывается как отношение площадей многоугольника, отражающего единичные показатели, к площади базового многоугольника. Площадь многоугольника будет равна сумме площадей входящих в него треугольников.

Установлено, что эргономическая нерациональность летнего полевого костюма (нижележащий слой одежды) существенно снижает уровень динамического соответствия, достигнутый в экспериментальном комплекте.

Рис. 4 Сравнительная оценка динамического соответствия конструкций одежды

---Серийный зимний полевой Рс = 0.58

_ _ Экспериментальный зимн. пол. + серийный летний полевой

Рэп = 0.78

Экспериментальный зимн. пол. _ д ^ + шортовый вариант

• Физиологическая оценка. Критерием оценки влияния эргономических свойств одежды на функциональное состояние и физическую работоспособность военнослужащих являлась частота сердечных сокращений (ЧСС).

Исследования проводили при выполнении испытателями дозированных физических нагрузок для верхних и нижних конечностей.

В качестве нагрузки для рук использовали поднимание «условной штанги» (стержня массой 100 г.), как движение требующее наибольших амплитуд.

При выполнении нагрузки испытатели поднимали «условную штангу» от пояса, вдоль туловища, на 1рудь и затем вверх на вытянутые руки в темпе 20 подъемов в 1 минуту. Исходя из того, что масса поднимаемого стержня минимальная, она не учитывалась при последующих расчетах.

Нафузка для ног представляла собой ступенчатую пробу (степ-тест), широко используемую при проведении физиолого-гигиенических экспериментов. При выполнении степ-теста в большей степени оказывается влияние эргономических свойств одежды на биомеханическую характеристику движений в суставах нижних конечностей. Выполняя нагрузку, испытатели поднимались на ступеньку высотой 25 см. в темпе 20 восхождений в 1 минуту.

Эксперимент условно был подразделен на 5 периодов: покой (10 мин.), нагрузка для рук (6 мин.), отдых (3 мин.), нагрузка для ног (6 мин.) и восстановление (3 мин.). Для характеристики функционального состояния организма регистрировали ЧСС с помощью кардиологического блок-резерва системы «Физиолог М». Регистрацию ЧСС производили в конце периодов отдыха и восстановления.

Таблица 4

Изменение ЧСС при использовании серийной и экспериментальной полевой одежды, уд/мин. (Х±тХ)

Периоды эксперимента

Условия эксперимента Покой Нагрузка для рук Отдых Нагрузка для ног Восстановление

Без одежды, (контроль) В одежде (серийный образец) В одежде (экспериментальный образец) 88+8 89±8 86±8 102+11 129±4 115±11 81±11 87+6 83+7 151+9 185±8 156+7 92±11 96±3 94±9

Результаты исследований, полученные в ходе эксперимента, свидетельствуют о том, что реакция сердечно-сосудистой системы проявляется в увеличении ЧСС по сравнению с контрольным измерением при выполнении нагрузки, как для рук, так и для ног (табл. 4). Указанная тенденция наблюдается во всех временных точках регистрации показателя. Функциональное состояние организма, при использовании испытателями серийной полевой одежды изменяется в направлении увеличения напряженности функционирования физиологических систем, что выражается в заметном возрастании ЧСС, в среднем на 24% по отношению к контрольному измерению. Тогда как при использовании испытателями экспериментальной полевой одежды функциональное состояние организма существенно улучшается, что выражается в некотором снижении ЧСС, в среднем до 7% по отношению к контрольному измерению.

Результаты анализа влияния эргономических свойств экспериментально-

го костюма на функциональное состояние и физическую работоспособность военнослужащих показывают существенное улучшении общего состояния испытателей, по сравнению с серийным (базовым) образцом. Это подтверждает эффективность выбранной методики проектирования базовых конструкций одежды, позволяющей использовать биокинемагические параметры движений человека и тем самым обеспечивать требуемую свободу движений в крупных суставах рук и ног.

• Огненна. тегтовизионной эффективности. Поскольку эксплуатация разработанных образцов военной одежды предполагается, согласно техническому заданию, в климатических условиях с низкой температурой окружающей среды, то одшш из ряда требований, предъявляемых к комплектам зимней одежды, является ее высокие теплозащитные свойства, которые складываются из суммарного теплового сопротивления пакета одежды, физических свойств отдельных материалов, входящих в пакет, и рациональности конструктивного решения одежды.

Известно, что любые изменения, внесенные в пакет экспериментального образца одежды, могут вызвать существенные изменения теплозащитных свойств, поскольку существует тесная взаимосвязь между физико-

гигиеническими характеристиками пакетов тканей и теплозащитными свойствами комплектов одежды. Использование оптимальной, с точки зрения физических свойств, комбинации пакета материалов может улучшить теплозащитные свойства одежды и будет способствовать созданию комфортного микроклимата в пододежном пространстве, при чем эта же комбинации пакета материалов может вызвать чрезмерную тепловую нагрузку на организм. Это неизбежно приведет к нарушению термодинамического равновесия, усилит теплообмен между телом (или сто отдельными участками) и одеждой и, в конечном итоге, вызовет резкое снижение работоспособности человека.

Рис. 5 Термограмма серийного комплекта

Применение традиционных методов определения тепловых потерь с поверхности исследуемого изделия позволяет получить результат в виде числового значения, относящегося к какой-либо достаточно

крупной области тела, например область торса или область ног. Эти методы не дают возможности визуального наблюдения температурных полей па поверхности нагретых объектов, таких как тело, или надетая на него одежда.

В данной работе применен тепловизионный метод, позволяющий исследовать нестационарные тепловые процессы. Он основан на регистрации инфракрасного излучения с поверхности тела человека, или с поверхности исследуемого объекта, преобразовании этого излучения в электрический сигнал и отображении его в виде двухмерного цветного изображения - термограммы. Теплые мссга на термограммах выглядят светлыми, а холодные - темными, причем каждому цвету соответствует определенная температура (здесь представлены инверсные изображения).

Регистрация термограммы осуществлялась в стандартных условиях (при температуре 18°С, влажности воздуха 40 %) последовательно для стандартного и экспериментального комплектов одежды.

Первая регистрация термограммы производилась непосредственно сразу после того, как испытатель надевал исследуемый комплект одежды, т. е. без адаптации к условиям окружающей среды и до начала теплообмена между телом испытателя и комплектом одежды. Далее, в течение 2-х часов испытатель

выполнял физические упражнения. За это время происходило установление термодинамического равновесия в пододёжном пространстве и стабилизация зон теплового излучения на поверхности исследуемого комплекта одежды. После этого производилась вторая регистрация термограммы (рис. 5,6).

При проведении количественного анализа использовался пакет программ ТКА. Цвето-температурпые характеристики изображения, полученного в ходе исследования серийного комплекта, дают возможность говорить о наличии ярко выраженных зон гиперкондукции тепла, вызванная несоразмерностью изделия и тела человека. Излишнее давление в области предплечья и плечевых суставов приводит к потере тепловой энергии на соответствующих участках одежды. Термограмма нижней части одетой фигуры дает наглядную картину тепловых потерь по

Рис. 6 Термограмма эксперименталь-

ного комплекта

всей поверхности ног (практически полная потеря тепла в области паха и коленных суставов).

Цвето-температурные характеристики изображения, полученного в ходе исследования экспериментального комплекта, показывают радикальное изменение картины тепловых потерь и свидетельствуют о рациональности предлагаемой конструкции и пакета материалов с точки зрения обеспечения тепловой защиты организма женщин-военнослужащих.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено исследование функционально-динамических характеристик различных вариантов комплектов табельной одежды женщин-военнослужащих. На основе результатов комплексной эргономической оценки комплектов и статистического анализа информации, полученной в результате анкетного опроса личного состава войск ленинградского военного округа, установлены наименее пригодные для служебно-боевой деятельности варианты одежды и определены основные направления работы по совершенствованию их конструктивных решений.

2. Доказана эргономическая нерациональность обеспечения женщин-военнослужащих утепленной мужской одеждой соответствующих типоразмеров вследствие несоответствия последней антропоморфологическим особенностям и силовым возможностям женского организма.

3. Систематизированы методы учета угловых биомеханических параметров движений человека при проектировании конструкций плечевой одежды и разработаны методические рекомендации по формирования ее объемного конструктивного решения в системе трехмерного автоматизированного проектирования одежды (ТАПРО). При этом геометрическая модель и алгоритм построения разверток деталей в исходной (исследовательской) версии системы адаптированы для построения эргономически рациональных конструкций плечевой одежды прямого силуэта.

4. На основе предлагаемой методики впервые осуществлена целенаправленная разработка комплекта утепленной полевой одежды для женщин-военнослужащих. Разработаны оригинальные конструктивные решения женской утепленной одежды, обеспечивающие максимальное соответствие комплексу экстремальных движений в служебно-боевых ситуациях. Новизна художественно-технического решения предлагаемого комплекта подтверждена положительным решением ФИПС о выдаче патента на промышленный образец по заявке № 99500256 от 23.03.99.

5. Комплексная эргономическая оценка экспериментальных образцов в лабораторных и натурных условиях показала высокий уровень функционально-эргономичного соответствия разработанных изделий условиям эксплуатации.

Впервые оценка теплозащитной эффективности утепленных костюмов осуществлена с помощью метода регистрации топо1рафии тепловых потоков с поверхности изделия, надетого на человека.

б. Эффективность предлагаемш-о подхода к проектированию одежды специального назначения заключается в сокращении временных, материальных и трудовых затрат на разработку новых модельных конструкций при гарантированном обеспечении их динамического соответствия экстремальным движениям человека.

Основное содержание диссертации отображено в следующих публикациях:

1. Лизунов Ю. В., Сурженко Е. Я., Раздомахин Н. Н., Бахтина Е. Ю. Конструирование женской специальной одежды в системе трехмерного автоматизированного проектирования// Морской мед. журн. - 1998. -№4. - С. 32.

2. Сурженко Е. Я., Бахтина Е. ГО. Проектирование эргономически рациональных конструкций специальной одежды //Дизайн в России: проблемы теории и практики: Первая Всерос. науч.-практ. конф., 9-10 декабря 1998 г.: Тез. докл. и выступлений / Санкт-Петербург, гос. уп-т технологии и дизайна. -СПб., 1998,-С. 113-114.

3. Бахтина Е.Ю., Сурженко Е.Я. Обеспечение динамического соответствия конструкций плечевой одежды в системе ТАПРО //. Сборник статей аспирантов и докторантов: Сб. науч. тр. / Санкт-Петербург, гос. ун-т технологии и дизайна. - СПб., 1999. - С. 94- 97.

4. Сурженко Е.Я., Бахтина Е.Ю., Лизунова Е.Ю. Эргономическое проектирование конструкций женской одежды специального назначения. Физиолого-гигиеническая оценка условий военной службы женщин в вооруженных силах Российской Федерации // Материалы всеармейс. науч. конф., 25-26 февраля 1999г. /Воен.-мед. акад. - СПб; 1999. - С. 83-84.

5. Бахтина Е.Ю. Разработка женской полевой одежды для военнослужащих с улучшенными эргономическими параметрами / Санкт-Петербург, гос. ун-т технологии и дизайна. - СПб., 2000. - 8 с. - Деп. в ВИНИТИ 01.03.00.,

Лицензия Сер ЛП № 000285 от 21.10.99. Оригинал подготовлен автором Подписано к печати 22.05.00 г. Формат 60x84 1/16. Печ.л. 1,1 Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии СПГУТД, 191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26

№ 557-ВОО.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ

ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ И ОЦЕНКИ КОНСТРУКТИВНОГО

РЕШЕНИЯ ПО ЭРГОНОМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ.

1.1. Характеристика исходных данных для разработки эргономичных конструкций спецодежды.

1.2. Методы учета исходной информации при разработке конструкций спецодежды.

1.2.1. Анализ базовых конструктивных основ спецодежды для различных условий эксплуатации.

1.2.2. Конструктивные средства обеспечения динамического соответствия.

1.3. Особенности разработки конструкций одежды в системе трехмерного автоматизированного проектирования.

1.4. Предварительное обоснование выбора объекта исследования.

Выводы по главе.

Цель и задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ЭРГОНОМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЛЕКТОВ ЖЕНСКОЙ ВОЕННОЙ ОДЕЖДЫ.

2.1. Методические аспекты определения эргономических параметров системы «человек-одежда».

2.2. Анкетирование женщин-военнослужащих с целью определения значимых факторов качества функционирования системы «человек-одежда».

2.3. Статистическая обработка результатов анкетирования.

2.3.1. Факторный анализ.

2.3.2. Кластерный анализ.

Выводы по главе.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОДЕЖДЫ.

3.1. Разработка информационно-логической схемы эргономического проектирования одежды специального назначения в системе ТАПРО.

3.2. Разработка методики комплексной отработки конструкции специальной одежды на динамическое соответствие экстремальным трудовым движениям тела человека.

3.3. Автоматизированное проектирование конструкции плечевой одежды с учетом биомеханических параметров движений.

3.3.1. Анализ результатов эргономических исследований серийной полевой одежды.

3.3.2. Разработка конструкции экспериментальной одежды с рациональными эргономическими параметрами.

3.4. Плоскостное модифицирование шаблонов деталей с учетом сгибания в локтевом и коленном суставах.

Выводы по главе.

4. ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ УТЕПЛЕННОЙ ОДЕЖДЫ.

4.1. Сравнительная эргономическая оценка конструктивно-технологических решений образцов утепленной полевой одежды.

4.1.1. Методика исследования и оценки влияния одежды на биомеханическую характеристику движений в суставах.

4.1.2. Расчет комплексных показателей динамического соответствия конструкции утепленной одежды для женщин-военнослужащих

4.2. Оценка влияния эргономических параметров одежды на показатели физиологических функций организма военнослужащих.

4.3. Оценка теплозащитной эффективности комплектов одежды.

Выводы по главе.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Соответствие характеру и условиям выполнения служебно-боевых задач является обязательным требованием при проектировании новых образцов форменной одежды военнослужащих. Отсутствие образцов полевой одежды, разработанной с учетом антропоморфологических особенностей женской фигуры, вынуждает обеспечивать военнослужащих-женщин мужской полевой одеждой близких типоразмеров. Несоответствие одежды антропометрическим характеристикам и силовым возможностям женского организма вызывает значительное ограничение амплитуд движений, общий дискомфорт и приводит к быстрому развитию состояния утомления. В связи с этим задача разработки научно-обоснованных эргономических параметров одежды военнослужащих-женщин и, прежде всего, для обеспечения динамического соответствия конструкций двигательному компоненту служебно-боевой деятельности является актуальной.

Работа является продолжением комплекса НИОКР кафедры конструирования и технологии швейных изделий СПГУТД, направленных на совершенствование методов проектирования эргономически рациональных конструкций специальной одежды, базирующихся на дифференцированном учете биомеханических параметров движений человека в основных суставах верхних и нижних конечностей.

Использование в данной работе новых компьютерных технологий обеспечивает эффективное использование биокинематических характеристик движений человека, позволяет отказаться от рутинных операций по плоскостному модифицированию исходных шаблонов деталей плечевой одежды, тем самым создает возможность активного формирования объемного решения одежды с заданным уровнем динамического соответствия. При этом значительно сокращаются затраты времени и материальных ресурсов на проектирование базовых и исходно-модельных конструкций одежды, что имеет особую важность в современных экономических условиях.

Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом госбюджетных НИР СПГУТД 1996-1999 гг. и в рамках договора на разработку экспериментальных образцов полевой одежды для военнослужащих-женщин с кафедрой общей и военной гигиены Военно-Медицинской Академии.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. Основной целью работы являлось совершенствование методов проектирования и оценки эргономической рациональности конструкций одежды специального назначения с практической их отработкой и реализацией при создании новых образцов утепленной полевой одежды для военнослужащих-женщин.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научные и технические задачи:

1) исследование готовых образцов табельной одежды с целью выявления их функционально-эргономических недостатков и определения номенклатуры параметров, влияющих на динамическое соответствие одежды условиям служебно-боевой деятельности;

2) исследование взаимосвязи биомеханических параметров движений человека в основных суставах и пространственного взаиморасположения сегментов одежды;

3) разработка методических рекомендаций для построения конструкций одежды с заданным уровнем динамического антропометрического соответствия (для плечевой одежды - путем формирования ее объемного конструктивного решения в системе трехмерного автоматизированного проектирования одежды; для поясной - на базе процедур плоскостного модифицирования исходных шаблонов деталей);

4) апробация предложенных способов при разработке конструкций утепленной куртки и полукомбинезона для военнослужащих-женщин;

5) исследование тепловых потерь на поверхности серийных и экспериментальных образцов полевой одежды с различными вариантами пакетов материалов и конструктивных решений;

6) эргономическая оценка экспериментальных образцов в лабораторных и натурных условиях.

ОБЪЕКТАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ являлись женские фигуры младшей и средней возрастной групп, конструктивные решения одежды специального назначения, условия и параметры формообразования эргономичных конструкций плечевой и поясной одежды, влияние конструктивных решений на ограничения движений крупных суставов.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе использована общая методология системного подхода к вопросам проектирования спецодежды; объемное макетирование и инженерные методы получения разверток деталей одежды, в том числе трехмерная автоматизированная методика проектирования одежды (система ТАПРО); методы и средства эргономической биомеханики (гониометрия); методики проведения физиолого-гигиенических экспериментов (степ-тест); оригинальные методы и средства исследования теплозащитной эффективности одежды (диагностический тепловизионный комплекс «Сова-2» и пакт программ ТКА). Статистическая обработка результатов производилась с помощью пакета прикладных программ 8ТА8Т1БТ1КА и методов корреляционного, дисперсионного и многофакторного (в частности, кластерного) анализа.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем:

1) впервые осуществлена целенаправленная разработка полевой одежды для военнослужащих-женщин, обеспечивающей требуемый уровень эргономической рациональности с учетом антропоморфологических особенностей женских фигур;

2) определены наиболее информативно значимые, с позиции ограничения амплитуд движений в крупных суставах, параметры серийной одежды;

3) адаптированы для построения плечевой одежды прямого силуэта геометрическая модель и алгоритм построения разверток деталей в исходной (исследовательской) версии системы трехмерного автоматизированного проектирования одежды (ТАПРО);

4) систематизированы параметры формообразования эргономически рациональных конструкций плечевой одежды в системе ТАПРО и разработаны рекомендации по выбору их величин при проектировании утепленных изделий специального назначения;

5) показана возможность и информативность оценки теплозащитной эффективности утепленных костюмов с помощью метода регистрации инфракрасного излучения (топографии тепловых потоков) с поверхности изделия, надетого на человека.

Новизна художественно-технического проектного решения костюма женского утепленного для военнослужащих подтверждена положительным решением ФИПС о выдаче патента на промышленный образец по заявке №99500256 от 23.03.99.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Реализация компьютерной технологии проектирования эргономически рациональных конструкций плечевой одежды при разработке утепленных костюмов для военнослужащих-женщин показала ее эффективность, что подтверждается результатами сравнительной эргономической оценки стандартных и экспериментальных образцов.

Предлагаемые в работе варианты эффективных проектных решений полевой одежды могут быть рекомендованы для широкого спектра проектных ситуаций с экстремальными амплитудами и высокой интенсивностью совершаемых трудовых движений.

Результаты работы используются в учебном процессе СПГУТД в соответствующих разделах курса «Конструирование одежды с элементами САПР» для студентов спец. 280800, в курсовом и дипломном проектировании.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Всеармейской научно-практической конференции в г. Мурманске (1998г.); Первой Всероссийской научно-практической конференции «Дизайн в России: проблемы теории и практики» в Санкт-Петербурге (1998г.); на всеармейской научной конференции «Физиолого-гигиеническая оценка условий военной службы женщин в вооруженных силах Российской Федерации» в Санкт-Петербурге (1999г.); на расширенных заседаниях кафедры конструирования и технологии швейных изделий СПГУТД (1999, 2000 гг.).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 152 страницах основного текста, в число которых входят 13 рисунков и 27 таблиц. Библиографический список содержит 89 наименований работ.

Выводы по главе

1. Проведены сравнительные гониометрические и физиолого-гигиенические исследования экспериментального комплекта и действующих образцов женской полевой одежды.

2. Установлено, что эргономическая нерациональность летнего полевого костюма (нижележащий слой одежды) существенно снижает уровень динамического соответствия, достигнутый в экспериментальном комплекте.

3. Результаты анализа влияния эргономических свойств экспериментального костюма на функциональное состояние и физическую работоспособность военнослужащих показывают существенное улучшении общего состояния испытателей, по сравнению с серийным (базовым) образцом. Это подтверждает эффективность выбранной методики проектирования базовых конструкций одежды, позволяющей использовать биокинематические параметры движений человека и, тем самым, обеспечивать требуемую свободу движений в крупных суставах рук и ног.

4. Проведены исследования топографии теплового излучения с поверхности серийного и экспериментального комплектов утепленной полевой одежды. Цвето-температурные характеристики изображений, полученных в ходе исследований экспериментальных комплектов, показывают радикальное изменение картины тепловых потерь и свидетельствуют о рациональности предлагаемой конструкции с точки зрения обеспечения тепловой защиты организма женщин-военнослужащих.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ литературных источников и обобщение опыта проектирования одежды специального назначения позволили выявить проблемные вопросы совершенствования методов эргономического проектирования изделий, его информационного и организационно-методического обеспечения.

2. Показано, что наиболее перспективной для решения рассматриваемого круга задач является методология проектирования эргономически рациональных конструкций одежды в системе трехмерного автоматизированного проектирования (ТАПРО), реализующая объективные способы формирования объемно-силуэтной геометрической модели разрабатываемого изделия с учетом изменения пространственного взаиморасположения сегментов тела человека при выполнении трудовых движений.

3. Проведено исследование функционально-динамических характеристик различных вариантов комплектов табельной одежды женщин-военнослужащих. На основе результатов комплексной эргономической оценки комплектов и статистического анализа информации, полученной в результате анкетного опроса личного состава войск ленинградского военного округа, установлены наименее пригодные для служебно-боевой деятельности варианты одежды и определены основные направления работы по совершенствованию их конструктивных решений.

4. Доказана эргономическая нерациональность обеспечения женщин-военнослужащих утепленной мужской одеждой соответствующих типоразмеров, вследствие несоответствия такой одежды антропоморфологическим особенностям и силовым возможностям женского организма. В ходе анкетного опроса установлено, что женщины-военнослужащие сравнительно высоко оценили степень удобства комплектов летней формы (повседневной и полевой) и относительно низко степень удобства комплектов зимней формы. Результаты анкетирования признаны достоверными при 5% -ом уровне значимости.

5. В результате факторного анализа данных было выявлено, что наибольшее влияние на оценку военнослужащими серийных комплектов одежды оказывают факторы, описывающие удобство комплекта одежды в целом (удобство надевания и снятия одежды), и факторы общего характера, описывающие способность военнослужащих выполнять свои профессиональные обязанности при ношении данного комплекта одежды. Наиболее значимое влияние, с точки зрения ограничения движений, оказывают факторы характеризующие движения в плечевых и тазобедренных суставах, а также, в меньшей степени, локтевого и коленного суставов.

6. Разработана информационно-логическая схема эргономического проектирования одежды специального назначения в системе трехмерного автоматизированного проектирования одежды (ТАПРО) с учетом угловых биомеханических параметров движений человека. При этом геометрическая модель и алгоритм построения разверток деталей в исходной (исследовательской) версии системы адаптированы для построения эргономически рациональных конструкций плечевой одежды прямого силуэта. I

7. С целью обеспечения универсальности процесса проектирования одежды специального назначения разработан методический подход к автоматизированному проектированию специальной одежды с заданным уровнем эргономического соответствия, систематизированы параметры, определяющие форму и размеры элементов объемной модели одежды, разработаны рекомендации по выбору их значений.

8. На основе предлагаемой методики эргономического проектирования впервые осуществлена целенаправленная разработка комплекта утепленной полевой одежды для женщин-военнослужащих, конструктивные решения которой обеспечивают максимальное соответствие комплексу экстремальных движений в служебно-боевых ситуациях. Новизна и оригинальность художественно-технического решения предлагаемого комплекта подтверждена положительным решением ФИПС о выдаче патента на промышленный образец по заявке № 99500256 от 23.03.99.

9. Проведены сравнительные гониометрические и физиолого-гигиенические исследования экспериментального комплекта и действующих образцов женской полевой одежды. Результаты анализа влияния эргономических свойств экспериментального костюма на функциональное состояние и физическую работоспособность военнослужащих показывают существенное улучшении общего состояния испытателей, по сравнению с серийным (базовым) образцом. Это подтверждает эффективность выбранной методики проектирования базовых конструкций одежды, позволяющей использовать биокинематические параметры движений человека и, тем самым, обеспечивать требуемую свободу движений в крупных суставах рук и ног.

10. Проведены исследования топографии теплового излучения с поверхности серийного и экспериментального комплектов утепленной полевой одежды. Цвето-температурные характеристики изображений, полученных в ходе исследований экспериментальных комплектов, показывают радикальное изменение картины тепловых потерь и свидетельствуют о рациональности предлагаемой конструкции с точки зрения обеспечения тепловой защиты организма женщин-военнослужащих. Предложенный метод тепловизионной регистрации инфракрасного излучения может рассматриваться в качестве перспективного метода интегральной оценки теплозащитной эффективности образцов одежды.

11. Эффективность предлагаемого подхода к проектированию одежды специального назначения заключается в сокращении временных, материальных и трудовых затрат на разработку новых модельных конструкций при гарантированном обеспечении их динамического соответствия экстремальным движениям человека.

1. Романов В. Е. Системный подход к проектированию специальной одежды. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. - 128 с.

2. Коблякова Е. Б. Основы проектирования рациональных размеров и форм одежды. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1984. - 208 с.

3. Производственная эргономика / Под ред. С. М. Горшкова. М.: Медицина, 1979. - 334 с.

4. Коблякова Е. Б., Ивлева Г. С., Романов В. Е. и др. Конструирование одежды с элементами САПР. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 463 с.

5. Дунаевская Т. Н., Коблякова Е. В., Ивлева Г. С. Размерная типология населения с основами анатомии и морфологии: Учеб. для высш. учеб. заведений лег. пром-сти. 2-е изд., доп. - М.: Лег. индустрия, 1980. -216 с.

6. Сухарев М. И., Бойцова А. М. Принципы инженерного проектирования одежды. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. - 272 с.

7. Кузнецова Н. Д. Пути повышения эффективности процесса проектирования одежды промышленного производства // Изв. Вузов. Технология лег. пром-сти. 1982. - № 6. - С. 96 - 99.

8. Смсарян Г. А., Сухарев М. И. Об использовании ЭВМ при конструировании одежды // Изв. вузов. Технология лег. пром-сти. -1975. -№3.~ С. 101-103.

9. Амирова Э. К., Сакулина О. В. Изготовление специальной и спортивной одежды: Учеб. для кадров массовых профессий. М.: Легпромбытиздат, 1985. — 256 с.

10. Рогова А. П. Вопросы прикладной антропологии применительно к конструированию одежды. М.: ВЗИТЛП, 1974. - 57 с.

11. Гущина К. Г., Беляева С. А., Командрикова Е. Я. и др. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их качеств: Справочник . М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1984. - 250 с.

12. Предпроектное эргономическое моделирование: Метод. Пособие. М.: ВНИИТЭ, 1980.-92 с.

13. Мунипов В. М. Современное состояние и тенденции развития эргономики. М.: ЗНИИТЭ, 1978. -62 с.

14. Конструирование и технология швейных изделий: Темат. сб. науч. тр. / 1 Отв. ред. Е.Х Меликов. М., 1979. - 170 с.

15. Коблякова Е. Б. Разработка основ проектирования рациональных размеров и форм одежды: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1980. -60 с.

16. Совершенствование методов конструирования, формирования и улучшения качества швейных изделий // Тез. докл. Всесоюз. науч. -техн. конф. -М., 1981. С. 22.

17. Наурзбаева И. X. Исследование и оптимизация конструктивных параметров одежды по эргономическим показателям динамического соответствия: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М., 1981. -25 с.I

18. Фаритова Л. X. Оптимизация конструкций женской спецодежды по эргономическим критериям качества: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1984.-228 с.

19. Ахмедулова Н. И. Разработка конструктивно-технологического обеспечения процесса формообразования мужских брюк: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1987. - 214 с.

20. Терпенова О. К. комплексный метод оптимизации швейных изделий на примере брюк специального назначения: Автореф. дис. . канд. наук. -М., 1979.-22 с.

21. Доможирова Л. Ю. Разработка рациональной конструкции комбинезона: Автореф. дис. .канд. техн. наук. -М., 1988. 18 с.

22. Одежда специальная. Базовые конструкции. Костюмы мужские (куртка, брюки): ТУ 17- 08 165 - 82. ССБТ. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1984. -93 с.

23. Батурина В. А. Разработка исходных данных на основе динамической антропометрии для совершенствования конструкций женской одежды: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1991. - 24 с.

24. Чубарова 3. С. Методы оценки качества специальной одежды. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 160 е.

25. Одежда с рукавами, например, куртка или пальто: Пат.2391663

26. Франция, МКИ А 41 В 27/10. Опубл. 26.01.79.

27. Спецодежда: Пат. 429268 США, МКИ А 41 В 1/00. Опубл. 10.02.81.

28. Деталь рабочей одежды: Пат. 2449425 Франция, МКИ А 41 Б 13/00. -Опубл. 24.10.80.

29. Одежда типа спортивных курток с капюшоном: Пат. 2460634 Франция, МКИ А 41 В 13/00/Опубл. 06.03.81.

30. Деталь рабочей одежды: Пат. 2038548 Франция, МКИ А 41 Б 1/00. -Опубл. 08.01.71.

31. Изготовление деталей для одежды: Пат. 2416657 Франция, МКИ А 41 Б 27/10.-Опубл. 12.10. 79.

32. Одежда типа комбинезона из нетканого материала: Пат. 2447157 Франция, МКИ А 41 Б 13/02. Опубл. 26.09.80.

33. Мусатов В. В. Исследование зависимости между геометрическимипараметрами проймы и рукава для целей проектирования спецодежды. M., 1981. - 10 с. - ДСП. ЦНИИТЭИЛегпрома 28.12.81 № 53П- 81.

34. Ольшанская Г.Г. Функционально-эргономическое обоснование проектных решений одежды специального назначения: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1990 - 220 с.

35. Одежда, используемая при интенсивной физической работе: Пат. 2010072 Великобритания, МКИ А 41 В 1/00. Опубл. 27.06.79.

36. Фартук или подобная одежда: Пат. 3601815 США, МКИ А 41 D 13/04. -Опубл. 31.08.71.

37. Регулируемая одежда: Пат. 4195364 США, МКИ А 41 D 13/00. Опубл. 01.04.80.

38. Бескимбаева Т. А. Разработка способов повышения эргономического уровня качества: Дис. . канд. техн. наук. -М., 1987. -252 с.

39. Янсон Х.А. Биомеханика нижних конечностей. Рига: Зинатне, 1975. -324 с.

40. Berusbekleidung systematisch entwickelt // Bekleidung und wasche, 1974. -P. 1086-1087.

41. Michels Y. Zweckmabige Schnittge taltung für Berufslekleidung // Bekleidung und wasche, 1978. - P. 687 - 706.

42. Рабочая одежда: Пат. 7904618 ФРГ, МКИ А 41 В 27/24. Опубл. 20.02.79.

43. Банковский М. Ю., Галактионов В. А., Михайлова Т. И. Графф. Графическое расширение фортрана М., 1985. - 31 с.

44. Шаблон брюк: A.C. СССР № 1459649, МКИ А 41Н 3/00 / В.В. Мусатов;

45. ЦНИИШП (Россия). Опубл. 23.02.89., Бюлл. № 7.

46. Жарников Е. Ж., Рудаченко К. К. Мода и спецодежда. Алма-Ата: Кайнар, 1988.-176 с.

47. Студенецкая Е.Н. Одежда народов Северного Кавказа XYIII XX вв. -М.: Наука, 1989.-288 с.

48. Стебельский М.В. Макетно-модельный метод проектирования одежды. -М.: 1979.-160 с.

49. Cartney J.Mc, Hilds В.К. Computer-aided garment desing //TEXTILE ASIA. 1989.-August.

50. Niki Tail C. The Asahi Apparel CAD 3D-PDS System. // APPAREL INTERNATIONAL. 1995. - December.

51. Яковлева E. Я. Разработка метода проектирования конструкций женского платья гладкой формы в системе 3-CAD: Автореф. дис. канд. . техн. наук. М., 1996. - 22 с.

52. Басуев А.Г, Раздомахин Н.Н. Вопросы трехмерного проектирования одежды // Швейн. пром-сть. 1996. - №4. - С. 35.

53. Раздомахин Н.Н., Басуев А.Г. Создание трехмерного изображения модели одежды на экране монитора // Швейн. пром-сть. 1996. - №5. -С. 36.

54. Раздомахин Н.Н. разработка метода автоматизированного проектирования конструктивно-технологического узла «горловина-воротник»: Дис. . канд. техн. наук. Л., 1984. - 217 с.

55. Раздомахин Н.Н. Трехмерные модели в проектировании одежды // Швейн. пром-сть. 1998. - №1. - С. 36.

56. Раздомахин Н.Н. Аналитическое описание разверток объемных поверхностей манекена и одежды // Швейн. пром-сть. 1997. - №6. -С. 35.

57. Костюм утепленный полевой (куртка и брюки):ТУ 17-08-194-84. М: ЦНИИТЭИЛегпром, 1986. - 93 с.

58. Инструкция по подгонке военной одежды, обуви и снаряжения. М.: Воениздат, 1981. - 28 с.

59. Размахнина В. В., Коблякова Е. Б. Методика эргономической оценки соответствия конструкции одежды фигуре человека: РС // Швейн. пром-сть. 1978. - № 4. - С. 12 - 19.

60. Богушко А. А. Разработка геометрической информации для автоматизированного пректирования одежды: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1984. - 16 с.

61. Иванов К. П. Мышечная система и химическая терморегуляция. М., 1965.-112 с.

62. Афанасьева Р.Ф. Гигиенические основы проектирования одежды для защиты от холода. М.: Легкая индустрия, 1977. - 136 с.

63. Методические указания по формированию рациональных пакетов теплозащитной одежды / Центр. НИИ технол. эксперим. ин-т лег. промети. -М., ЦНИИТЭИЛП, 1984. 46 с.

64. Бершнева Л. П. Качество одежды // М., Легпромбытиздат, 1975. С. 68 -72.

65. Григорьев С. Г., Киреев О. В., Кувакин В. И. Многомерные методы статистического анализа категорированных данных медицинских исследований: Учеб. пособие / Под ред. В. И. Кувакина. СПб., 1998. -103 с.

66. Колемаев В.А., Староверов О.В. Турундаевский В.Б. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для экон. спец. вузов / Под ред. В.А. Колемаева. М.: Высш. шк., 1991. - 400 с.

67. Благуш П. Факторный анализ с обобщениями: Пер. с чешек. М.: Финансы и статистика, 1989. - 248 с. - (Б-чка иностран. кн. для экономистов и статистиков).

68. Киреев О. В., Кобзев А. С., Лядов В. Р. Компьютерная биометрия: пакет CSS 3.1: Практикум по анализу данных /Под ред. В. Р. Лядова. -СПб.,1997. 156 с. - (Информ. - аналит. б-к а; Вып. Вып.1.).

69. Лядов В. Р. Основы теории вероятностей и математической статистики: Для студентов медицинских ВУЗов /Предисл. В. И. Кувакина. СПб.,1998. 108 с. - (Информ.- аналит. б-ка; Вып. 2).

70. Легензова Е.А. Проектирование спецодежды с заданным уровнем динамического соответствия: Дис. . канд. техн. наук. СПб., 1992. -184 с.

71. Раздомахин H.H., Басуев А.Г., Сурженко Е.Я. Система трехмерного автоматизированного проектирования одежды и перспективы ее развития // Вестн. Санкт-Петербург, гос. ун-та технологии и дизайна. -1997. -№1.- С. 111.

72. Гигиеническое обоснование и разработка рациональной конструкции летней полевой одежды для личного состава сухопутных войск: Отчет о НИР / Воен-мед. акад. им. С. М. Кирова; Рук. Л. П.Терентьев. 17-90-64.-Л., 1990.-53 с.i

73. Совершенствование методов проектирования специальной одежды: Сб. науч. тр. / Под ред. З.С. Чубаровой. М., 1984. - 59 с.

74. Киракосян В. К. Конструирование мужской верхней одежды с использованием ЭВМ. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982. - 120 с.

75. Гигиеническое обоснование и разработка рациональной конструкции зимней полевой одежды для личного состава сухопутных войск CA: Отчет о НИР / Воен-мед. акад. им. С. М. Кирова; Рук. Л.П. Терентьев -15-19-в 4. Л., 1991.-78 с.

76. Единая методика конструирования одежды СЭВ. Базовые конструкции женской одежды. Т. 2.1 ЦНИИШП. М.: ЦНИИТЭИЛегпромД988. — 132 с.

77. Лизунов Ю. В., Бахтин М. Ю., Воронин В. В. и др. Гигиеническое обоснование нормативных величин массы полевой одежды // Юбил. науч. конф. профессор.-преподават. состава: Тез. докл. /Воен.-мед.-фак. Гос. мед. ин-та. Горький, 1990. - С. 246 - 247.

78. Легензова Е. А., Сурженко Е. Я., Лизунов Ю. В. Учет эргономических параметров при улучшении качества специальной одежды //Средства индивидуальной защиты работающих: Сб. науч. тр. /Лен ВНИИ охраны труда ВКП СССР. Л., 1991. - С. 59-60.

79. Кокеткин П. П., Сафонов И. В., Кочегура Т. И. Пути улучшения качества изготовления одежды. М.: Легпромбытиздат, 1989. - 240 с.

80. Лизунов Ю. В. Методические подходы и изучение влияния на организм механического воздействия конструктивных свойств одежды // Тез.докл. УШ науч. конф. молодых ученых акад. / Воен.-мед. акад. Л., 1984.-С. 155- 156.

81. Калмыков П. Е. Теплая одежда войск. Гигиеническое изучение и рационализация: Дис. . д-ра мед. наук. Л., 1939. - 252 с.

82. Делль Р. А., Афанасьева Р. Ф., Чубарова 3. С. Гигиена одежды. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1979. - 195 с.

83. Логинова И.В. Обоснование алгоритма и методических подходов к гигиенической оценке разрабатываемых комплектов военной одежды: Автореф. дис. . канд . техн. наук. СПб., 1998. - С. 21.

84. Мельников В. П. и др. Применение тепловидения в многопрофильных больницах и поликлиниках: Метод, рекомендации / Гос. оптич. ин-т им. С. И. Вавилова. Л., 1982. - 81 с.