1. парашютисты с полным снаряжением испытывают перегрузки до 1,8 g во время приземления и кратковременно до 5 g во время развертывания парашюта. Для неподготовленного человека такие нагрузки могут привести к травмам и переломам, поэтому военные проходят тщательную подготовку и испытания.
Максимальные перегрузки в самолете: что значит величина G, какую нагрузку может выдержать человек
Что означает воздействие 1G, 2G, 5G, 8G и 10G, современный человек, вероятно, знает очень мало — по крайней мере, если он не связан с гражданской или военной авиацией. Считается, что во время взлета пассажиры пассажирского самолета подвергаются инерционной силе около 1,5G.
Их тело испытывает некоторое ускорение внутри летающей конструкции (за счет внешней силы, двигателя). Организм по-разному реагирует на это воздействие — легкое потемнение в глазах, небольшое головокружение или даже боль в голове.
Мало кто задумывается о природе этого явления или основных принципах работы существующих самолетов. На самом деле, эта тема очень интересна не только для тех, кто увлекается самолетостроением, но и для «обычных людей», ведь каждый житель большого города сталкивается с подобными силами везде: в поезде, в лифте и в тот момент, когда садится в пассажирское кресло автомобиля, который резко меняет скорость.
Общие сведения
Чтобы объяснить простыми словами, что означает G-перегрузка для человека, нам нужно совершить небольшое путешествие в мир современной физики. За этим термином скрывается абстрактное определение — соотношение между линейным ускорением, вызванным негравитационным давлением, и стандартной инерцией гравитации. Такие обозначения сложны для понимания, и самое меньшее, что вы можете сделать, это подтянуть свои знания, полученные на занятиях, заранее. Запомните формулу:
Заряд (G)= Ускорение, оказываемое на тело негравитационной силой/Типичное ускорение свободного падения (9,8 м/с²).
Полученное значение является абстрактным — соотнесите меры, разделенные на «квадрат» секунд, а затем посмотрите на результат в единицах. Однако эксперты ввели букву G, которая сегодня определяет «коэффициент ускорения».
Например, когда человек встает из сидячего положения, он ничего не чувствует. Однако в реальности они почувствуют нагрузку в 1 G на свое тело. Если самолет вокруг него внезапно смещается вправо, скажем, на 300-400 метров, инерционная сила, обеспечивающая давление, меняется в зависимости от скорости, с которой смещается дом.
Перегрузки в 1G, 7G, 10G или 12 G — это сколько
На каждый объект на нашей планете действует целый ряд различных сил: гравитация, инерция, давление, упругость, трение и так далее. Теперь признано, что между объектами с ненулевой массой всегда существует сила притяжения. Те же силы действуют и на человека.
Однако этой системе, основанной на ускорении двух тел, часто мешают всевозможные экзогенные факторы. Это может быть:
- Кратковременными. Водитель и пассажиры автобуса при резком торможении подаются вперед, испытывая перегрузки.
- Длительными. Летчики за штурвалами самолетов, когда выполняют фигуры высшего пилотажа.
- Положительными. Проявляются, например, в лифте или при стремительном разгоне на мощном мотоцикле.
- Отрицательными. Хорошо заметны в поездах, когда машинист вместо плавного торможения, как будто бы дергает стоп-кран.
- Нулевыми. Наблюдаются исключительно в космосе — никаких сил на тело не действует, так что оно свободно находится в условиях невесомости.
Все концепции, связанные с инерционными эффектами, так или иначе применяются в политике, военной авиации и космической промышленности. Именно здесь эффект от изменения вектора ускорения достигает своего пика и становится наиболее заметным. Даже подготовка будущих астронавтов проходит в воздушных камерах и мощных центрифугах, которые готовят человеческое тело к нагрузкам, которым оно будет подвергаться, например, во время запуска ракеты.
1 G
Чтобы понять, что подразумевается под максимальной (максимально допустимой перегрузкой) и сколько G может выдержать человек, необходимо сначала разобраться в таком параметре, как инерция. Гравитация, которая связана с ускорением из-за силы тяжести 9,8 м/с², действует на каждый объект на поверхности Земли, и человеческое тело приспособлено к ней.
Поскольку эта величина является вектором, направление ее воздействия важно для каждого тела. Если мы движемся по прямой линии или вообще не двигаемся, внутренние органы тела остаются в том же состоянии. Если в этой точке возникает третья нагрузка, не обусловленная силой тяжести, «внутренности» пытаются остаться на месте, в том же положении.
2 G
Считается, что пассажиры в гражданских самолетах подвергаются нагрузке около 1,5-2,5G. Приведенные значения являются стандартными — авиакомпаниям не разрешается эксплуатировать самолеты со слишком слабой защитой от перегрузок. Аналогичные условия существуют и для парашютистов, висящих на высоте нескольких тысяч метров над землей. Здесь речь идет о векторе перегрузки в диапазоне 1,8-1,9 G (с раскрытием от 10 до 16 G, в зависимости от конструкции парашюта).
Проблема в том, что задействованные силы оказывают очень разрушительное воздействие на здоровье. Человек не может выдержать 15-кратное давление более 3-5 секунд, после чего теряет сознание. Если величина больше, происходит отток крови от головы, а затем недостаточное поступление кислорода в мозг. Степень нарушения здоровья зависит от индивидуальных особенностей организма. Чем менее подготовлен человек к такому воздействию, тем хуже последствия.
5G
Профессии, связанные с перегрузками
1. парашютисты с полным снаряжением испытывают перегрузки до 1,8 g во время приземления и кратковременно до 5 g во время развертывания парашюта. Для неподготовленного человека такие нагрузки могут привести к травмам и переломам, поэтому военные проходят тщательную подготовку и испытания.
2. космонавты в спускаемом аппарате ракеты подвергаются достаточно большим перегрузкам в 3-4 «g». Не каждый космонавт, даже подготовленный, способен выдержать такое испытание; в космическую команду принимаются только пилоты, прошедшие строгие тесты и процедуры отбора.
3. пилот сверхзвукового боевого самолета подвергается воздействию g-нагрузок о т-8 до +12 «Gs» во время испытаний и при выполнении трюков. Это невозможно пережить без длительных и непрерывных тренировок и перегрузочных костюмов!
4. Гонщики «Формулы-1», по общему признанию, являются людьми, чья профессия чаще всего ассоциируется с максимальными перегрузками. И эти перегрузки непредсказуемы, они могут идти в разных направлениях, резко менять направление и величину. Последний рекорд по выживанию при мгновенной нагрузке 214 принадлежит пилоту Кенни Браку в 2003 г. Чтобы представить себе такую нагрузку, умножьте эту цифру на средний вес пилота в 75 кг, и вы получите около 16 тонн!
Животные — рекордсмены по перегрузкам
Пилоты, конечно, самые выносливые люди в мире. Но есть и более жесткие люди, но это не люди, а птицы. Колибри Анны без проблем летают очень быстро, совершают резкие повороты, пикируют и падают вверх. Орнитологи подсчитали, что при повороте в обратном направлении птица испытывает перегрузку в 34 g за одну десятую секунды, а при резком зависании — перегрузку в минус 10 g за 1,5 секунды. Для человека это равносильно смерти.
Дятлы пошли еще дальше. Средняя скорость, с которой дятел наносит удары, составляет 20-25 ударов в секунду. Любая другая птица, ударившаяся о дерево с такой скоростью, погибла бы от перегрузки после нескольких ударов. Измерения показали, что перегрузка дятла составляет от 1000 до 1200 г. Это гораздо больше, чем может выдержать организм. Это гораздо больше, чем могут выдержать тела других животных, включая человека.
Как пилоты готовятся к перегрузкам
Чтобы выдержать огромную постоянную перегрузку, люди героических профессий должны делать это:
— Занимайтесь несколько часов в день по специальным программам, уделяя особое внимание мышцам шеи и спины, чтобы максимально защитить позвоночник,
— использовать тренажеры для тренировки и укрепления вестибулярного аппарата,
— Заботьтесь о своем здоровье и регулярно проходите медицинские осмотры,
— Обратите особое внимание на свой вес и не допускайте его увеличения, так как при чрезмерных нагрузках он представляет дополнительную опасность для сердца.
