Всем привет! Пристегните свои привязные ремни, мы начинаем.
В авиации да и в повседневной жизни нередко встречается понятие «перегрузка». На самом деле, все люди испытывают перегрузку постоянно и даже не задумываются об этом, так как она равне единице (тело в состоянии покоя). Однако в полете перегрузка может меняться значительно и причинять вред организму. Изучением таких вопросов в авиации занимается наука, именующаяся «авиационная медицина».
Определение перегрузки
Вообще понятие перегрузки является довольно условным.
Перегрузка - относительная величина, показывающая, во сколько раз сила, вызывающая ускорение, больше веса ускоряемого тела.
Измеряется перегрузка в единицах, кратных весу тела в земных условиях.
Проще говоря, вот кидаете вы мячик массой 100 г (вес равен: масса х ускорение свободного падения, т. е. 0,1 х 9,81 = 0,981 Н) с силой 5Н, значит перегрузка для мячика будет равна ~ 5 единицам.
В состоянии покоя тело всегда испытывает перегрузку, равную единице. А если какому-либо телу внешняя сила, как в примере с мячиком, сообщит ускорение 5g, то перегрузка будет равна 5. Это значит, что вес тела в данных условиях увеличился в пять раз по сравнению с исходным.
Перегрузка в авиации
В авиационной медицине условно допускается, что сила, действующая на летчика, равна ускорению, то есть F=a. Следовательно, когда мы говорим о влиянии ускорения, то подразумеваем действие силы на человека в данный момент, а когда речь идет о перегрузке, то всегда имеется в виду отношение действующей силы к весу человека.
В зависимости от направления действия относительно тела человека различают продольные, поперечные и боковые перегрузки:
- Продольная перегрузка - действует в направлении голова-ноги и обратно;
- Поперечная перегрузка - действует в направлении грудь-спина и обратно;
- Боковая перегрузка - действует в направлении бок-бок.
Для летчика перегрузка в 1 единицу (или 1g) означает прямолинейный (без изменения траектории) установившийся (без ускорений) полет, 0g - свободное падение или невесомость. А если, к примеру, самолет выполняет вираж на постоянной высоте с креном 60 градусов, то человек испытывает перегрузку в 2g, что уже довольно ощутимо, так как вес тела увеличился ровно в 2 раза. По этой причине, кстати, в гражданской авиации допускаются маневры только с углом крена не более 30 градусов.
Стоит также отметить, что действие перегрузки по направлению противоположно действию ускорения:
Для человека это принципиально. При перегрузке органы стремятся оставаться в прежнем состоянии (состоянии покоя). Поэтому при положительной перегрузке кровь уходит от головы в ноги, желудок уходит вниз. А при отрицательной кровь наоборот подступает в голову, при этом желудок может вывернуться вместе с содержимым.
Какую перегрузу можно выдержать?
Допустимое значение перегрузок для гражданских самолетов составляет 2,5g. Обычный неподготовленный человек сможет выдержать любые перегрузки до 15g около 3-5 секунд без потери сознания. Перегрузки от 20g и более - не более 1-2 секунд в зависимости от размера перегрузки.
Натренированные военные летчики, в свою очередь, летают в специальных антиперегрузочных костюмах, что дает им возможность переносить перегрузки от -3…-2 до +15g длительное время. Однако переносимость отрицательных (то есть направленных вверх) перегрузок все равно остается не очень хорошей. Обычно при 7-8g в глазах начинает «краснеть» и человек теряет сознание из-за сильного прилива крови к голове.
Опасность перегрузок
Перегрузки и ускорения вредны, прежде всего, потому что происходит изменение физиологических функций организма летчика и его работоспособности. Характер изменения зависит от вида и величины ускорения, продолжительности и направления его действия, повторяемости воздействия, а также от физического состояния и индивидуальных особенностей организма. Форма проявления этих изменений может быть различной - от незначительных неприятных ощущений до крайне тяжелых состояний, сопровождающихся резкими расстройствами деятельности органов дыхания, сердечно-сосудистой, нервной и других систем организма, вплоть до потери сознания и травматических повреждений.
Человек, испытывающий воздействие ускорения, ощущает тяжесть во всем теле, скованность движений, а иногда грудные боли или боли в области живота. При определенных величинах ускорения может наступить расстройство зрения.
Более того, ускорения и перегрузки приводят к смещению органов. Больше всего смещению и деформации подвергаются мягкие ткани (например, кровь и мягкие ткани лица) и внутренние органы (органы брюшной полости), имеющие большой вес и недостаточную фиксацию. Наибольшему инерционному смещению подвержена кровь, обладающая наименее прочными внутренними связями. Такому смещению способствует и большая эластичность сосудов. Под влиянием длительно действующих ускорений, направленных по ходу крупных кровеносных сосудов, кровь легко перемещается из одной части тела в другую. Поэтому нарушения кровообращения под воздействием ускорения (перегрузки) наблюдаются наиболее часто.
От части поэтому за здоровьем пилотов так тщательно следят врачи и ставят такие высокие планки для желающих пойти «в летчики».
————————————————————————
До новых встреч и хорошего полета!
