В этой статье я расскажу о том, для чего нужен противоперегрузочный костюм ППК, как он работает и чем отличается от высотно-компенсирующего костюма ВКК, о котором вы так же можете прочитать в одной из статей моего канала.
Немного теоретической физики, без которой не разобраться.
Изменение траектории полета при летных маневрах всегда сопровождаются радиальными ускорениями и возникновением центробежных сил, вызывающих те или иные физиологические эффекты.
Направление сил инерции всегда противоположено направлению ускорения, которые принято называть «перегрузкой», а выражаются они относительными единицами, по существу показывающими, во сколько раз увеличился вес тела при данном ускорении по сравнению с условиями обычной земной гравитации и обозначаются большой буквой G. В нормальных условиях, человек постоянно испытывает перегрузку силой 1G.
В зависимости от направления инерционной силы, принято разделять три направляющих оси: Z, Х иY
Ось «Z» проходит по направлению голова-таз.
Ось «Х» в направлении грудь-спина.
Ось «У» по направлению бок-бок.
В авиации наиболее распространены перегрузки по оси «Z» в направлении голова-таз +Gz, они же самые трудно переносимые, т.к. происходит отток крови от головы в ноги (вспоминаем вращающееся ведро с водой), что приводит к потере сознания, как правило, величина переносимой перегрузки не превышает 9G, хотя кратковременно может доходить до 10-11G.
Перегрузка в обратном направлении ноги-голова, обозначается –Gz и физиологически приводит к избыточному притоку крови к голове, что особенно критично, т.к. при резкой смене отрицательной перегрузки на положительную, существенно снижается переносимость оной.
Кстати, в фашистской германии проводили эксперименты, где пилот, управляя самолетом, находился в лежачем положении (на животе). В таком положении пилот совершенно спокойно мог испытывать перегрузки величиной до 15G которые переходили в ось «Х», но по понятным причинам, такое положение летчика не нашло практического применения.
Перегрузка по оси «Х» чаще встречается у космонавтов во время баллистического спуска, но т.к. движение крови по направлению грудь-спина и обратно, значительно меньше приводит к оттоку крови от головного мозга, то и переносимость может достигать 26G (абсолютный мировой рекорд, поставленный нашим соотечественником, героем России Костиным В.К).
Влияние перегрузки на организм человека.
Как уже было сказано чуть выше, во время перегрузки происходит отток крови от головы, что приводит к так называемой циркуляторной гипоксии, когда кровеносная система не обеспечивает необходимый приток крови к голове. Реакция человека на перегрузки определяется их величиной, скоростью нарастания и продолжительностью. На ранних этапах происходит нарушение периферического зрения, а затем и центрального, после чего происходит окончательная потеря сознания.
В книге А.С. Барера «Предел переносимости» Том 1, в соответствующей главе приведен отзыв испытателя после потери сознания:
«…При 9G зрение исчезло практически полностью. Кнопкой самочувствия подал сигнал на остановку центрифуги. Вскоре наступила потеря сознания и появились сновидения. «Во сне» чувствовал себя хорошо. Казалось, что это продолжается долго. Далее, возникло ощущение того, что голова свободно раскачивается, а правая икроножная мышца находится в состоянии судороги.
Затем услышал звуковой сигнал отпущенной мною кнопки самочувствия и одновременно вопрос врача о моем состоянии. Осознанно нажал на кнопку и ответил условным сигналом о хорошем самочувствии (два коротких нажатия), в отдаленном последействии ощущалась мышечная усталось…»
Средства защиты от перегрузок (ППК) по своей сути являются средством повышения переносимости перегрузки, а не средством «защиты» от нее (перегрузка никуда не девается).
Основным фактором, определяющим переносимость летчиком перегрузки, являются его физиологические качества: выносливость и умение (навыки) использовать мышечные и дыхательные противоперегрузочных приемы.
ППК позволяет повысить переносимость перегрузки на 2-4 единицы.
Принцип действия и конструкция ППК
Классический ППК представляет собой штаны с встроенными воздушными камерами. ППК, одевается либо под полетный комбинезон, но поверх шелкового трико, либо прямо поверх полетного костюма, если он летний.
Кроме воздушных камер, костюм обладает обширной системой шнуровки. Шнуровка затягивается индивидуально под каждого летчика с учетом его анатомических особенностей так, что бы ППК плотно облегал нижние конечности и брюшную полость.
В нормальном положение, камеры ППК находятся в сдутом состоянии. При нарастании перегрузки, в них автоматически начинает подаваться давление, величина которого зависит от градиента нарастания перегрузки.
Раздувшиеся камеры начинают очень плотно (сильно) сдавливать нижние конечности и брюшной пресс, тем самым не только выдавливая кровь из нижних конечностей, но и препятствуют ее оттоку из головы.
Одновременно с наддувом камер ППК, начинает подаваться избыточное давление в кислородную маску, что не только компенсирует внешнее давление на организм, но так же способствует увеличению переносимости перегрузки за счет двух факторов:
1-поступающий в легкие под избыточным давлением кислород расширяет легкие, которые в свое время начинают давить на сердце, вызывая повышение артериального давления, и облегчая работу сердечно-сосудистой системы по доставки крови к головному мозгу. Перегрузка – это тот случай, когда высокое артериальное давление с медицинской точки зрения не только безопасно, но и полезно, а чистота сердечных сокращений может доходить до 150-180 ударов в минуту.
2-избыточное давление поступающего в легкие кислорода через кислородную маску повышает парциальное давления кислорода, что так же дает дополнительный резерв по переносимости перегрузки, обогащая кровь дополнительным кислородом.
Влияние физического состояния летчика на переносимость перегрузки
Помимо вышеописанных методов повышения переносимости перегрузки, есть еще один – это правильное дыхание и физически мышечные приемы.
Создание статического напряжения в ногах и брюшного пресса приводят к сужению сосудов, и так же препятствуют притоку крови в нижние конечности.
На перегрузке 9G, суммарное статическое усилие, создаваемое ногами на педали, может составлять как минимум 160, а чаше всего порядка 240кг, и непрерывно поддерживаться на протяжении действия перегрузки, т.е. до нескольких десятков секунд.
Попробовав создать и удержать такое усилие на тренажере, вы поймете, почему на многочисленных видеороликах, пилоты во время перегрузки «пыхтят» как паровозы.
По своему личному опыту могу сказать, что высокоманевренная авиация доступна не каждому. Например, противоперегрузочные приемы у меня не раз вызывали сильные боли в пояснице и провоцировали многонедельный радикулит, в связи с чем, пришлось признаться самому себе, что это не мое. Вот высотные подъемы напротив, проходили всегда «на Ура», даже в нештатных ситуациях, а переносил я их хорошо как карась, а ощущения испытанные в разгерметизированной кабине на высоте 18 км, я описал в виде отдельного рассказа.
