8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Какую перегрузку может выдержать человек


Перегрузка (летательные аппараты) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 декабря 2019; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 декабря 2019; проверки требует 1 правка. Акробатический манёвр с увеличением угла тангажа (например, ввод в горку) сопровождается положительной перегрузкой — тело весит больше, чем обычно У этого термина существуют и другие значения, см. Перегрузка.

Перегру́зка — отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к стандартному ускорению свободного падения на поверхности Земли. Будучи отношением двух ускорений, перегрузка является безразмерной величиной [1], однако часто перегрузка указывается в единицах стандартного ускорения свободного падения g (произносится как «же»), равного 9,80665 м/с²[2][3]. Перегрузка в 0 g испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных сил, то есть в состоянии невесомости[1]. Перегрузка, испытываемая телом, покоящимся на поверхности Земли на уровне моря, равна 1[1].

Перегрузка — векторная величина[1]. Для живого организма очень важно направление действия перегрузки. При перегрузке органы человека стремятся оставаться в прежнем состоянии (равномерного прямолинейного движения или покоя). При положительной перегрузке (ускорение направлено от ног к голове, а вектор перегрузки — от головы к ногам) кровь уходит от головы в ноги, желудок опускается вниз. При отрицательной перегрузке увеличивается приток крови к голове. Наиболее благоприятное положение тела человека, при котором он может воспринимать наибольшие перегрузки — лёжа на спине, лицом к направлению ускорения движения, наиболее неблагоприятное для перенесения перегрузок — в продольном направлении ногами к направлению ускорения. При столкновении автомобиля с неподвижной преградой сидящий в автомобиле человек испытает перегрузку спина — грудь. Такая перегрузка переносится без особых трудностей. Обычный человек может выдерживать перегрузки до 15 g около 3—5 секунд без потери сознания. Перегрузки от 20—30 g и более человек может выдерживать без потери сознания не более 1—2 секунд и зависимости от величины перегрузки.

Одно из основных требований к военным летчикам и космонавтам — способность организма переносить перегрузки. Тренированные пилоты в противоперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от −3…−2 g до +12 g[4]. Обычно при положительной перегрузке 7—8 g в глазах «темнеет», пропадает зрение, и человек постепенно теряет сознание из-за отлива крови от головы. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Космонавты во время взлёта переносят перегрузку лёжа. В этом положении перегрузка действует в направлении грудь — спина, что позволяет выдержать несколько минут перегрузку в несколько единиц g. Существуют специальные противоперегрузочные костюмы, задача которых — облегчить действие перегрузки. Костюмы представляют собой корсет со шлангами, надувающимися от воздушной системы и удерживающими наружную поверхность тела человека, немного препятствуя оттоку крови.

Перегрузка увеличивает нагрузку на конструкцию машин и может привести к их поломке или разрушению, а также к перемещению не закреплённого или плохо закреплённого груза. Разрешённая эксплуатационной документацией величина перегрузки для пассажирских самолётов[каких?] составляет 2,5 g.

Примеры перегрузок и их значения:

Пример перегрузки Значение, g
Человек (или любой предмет), в неподвижном состоянии относительно Земли 1
Пассажир в самолёте при взлёте 1,5
Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с 1,8
Парашютист при раскрытии парашюта до 10,0 (По-16, Д1-5У) до 16 (Ут-15 сер. 5)
Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз» до 3,0—4,0
Лётчик спортивного самолёта при выполнении фигур высшего пилотажа от −7 до +12
Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека 8,0—10,0
Рекорд при несмертельном аварийном спуске космического корабля «Союз» 20—26 (по разным данным)[5]:37[6][7]
Предыдущий рекорд (кратковременной) перегрузки автомобиля, при которой человеку удалось выжить[8][9] 179,8
Наибольшая (кратковременная) перегрузка, при которой человеку удалось выжить. Кенни Брак, IRL IndyCar, авария в последней гонке сезона в Форт-Уорте 214
Перегрузка, которую испытала автоматическая межпланетная станция «Венера-7» при торможении в плотных слоях атмосферы Венеры. 350
Перегрузка, которую может выдержать твёрдотельный накопитель (SSD-диск) 1500
Перегрузка снаряда при выстреле (в начале ствола) 47 000
  • Статья Перегрузка // Большая политехническая энциклопедия / сост. В. Д. Рязанцев. — М.: Мир и Образование, 2011. — 704 с. — ISBN 978-5-94666-621-3.

Перегрузки и их действие на человека в разных условиях

При взлете обычного авиалайнера пассажиры в салоне испытывают перегрузку в 1,5 g. По международным нормам предельно допустимое значение перегрузок для гражданских самолетов составляет 2,5 g.

В момент раскрытия парашюта человек подвергается действию инерционных сил, вызывающих перегрузку, достигающую 4 g. При этом показатель перегрузки зависит от воздушной скорости. Для военных парашютистов он может составлять от 4,3 g при скорости 195 километров в час до 6,8 g при скорости 275 километров в час.

Реакция на перегрузки зависит от их величины, скорости нарастания и исходного состояния организма. Поэтому могут возникать как незначительные функциональные сдвиги (ощущение тяжести в теле, затруднение движений и т.п.), так и очень тяжелые состояния. К ним относятся полная потеря зрения, расстройство функций сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, а также потеря сознания и возникновение выраженных морфологических изменений в тканях.

С целью повышения устойчивости организма летчиков к ускорениям в полете применяют противоперегрузочные и высотно-компенсирующие костюмы, которые при перегрузках создают давление на область брюшной стенки и нижние конечности, что приводит к задержке оттока крови в нижнюю половину тела и улучшает кровоснабжение головного мозга.

Для повышения устойчивости к ускорениям проводятся тренировки на центрифуге, закаливание организма, дыхание кислородом под повышенным давлением.

При катапультировании, грубой посадке самолета или приземлении на парашюте возникают значительные по величине перегрузки, которые могут также вызвать органические изменения во внутренних органах и позвоночнике. Для повышения устойчивости к ним используются специальные кресла, имеющие углубленные заголовники, и фиксирующие тело ремнями, ограничителями смещения конечностей.

Перегрузкой также является проявление силы тяжести на борту космического судна. Если в земных условиях характеристикой силы тяжести является ускорение свободного падения тел, то на борту космического корабля в число характеристик перегрузки также входит ускорение свободного падения, равное по величине реактивному ускорению по противоположному ему направлению. Отношение этой величины к величине называется "коэффициентом перегрузки" или "перегрузкой".

На участке разгона ракеты-носителя перегрузка определяется равнодействующей негравитационных сил — силы тяги и силы аэродинамического сопротивления, которая состоит из силы лобового сопротивления, направленной противоположно скорости, и перпендикулярной к ней подъемной силы. Эта равнодействующая создает негравитационное ускорение, которое определяет перегрузку.

Ее коэффициент на участке разгона составляет несколько единиц.

Если космическая ракета в условиях Земли будет двигаться с ускорением под действием двигателей или испытывая сопротивление среды, то произойдет увеличение давления на опору из-за чего возникнет перегрузка. Если движение будет происходить с выключенными двигателями в пустоте, то давление на опору исчезнет и наступит состояние невесомости.

При старте космического корабля на космонавта действует ускорение, величина которого изменяется от 1 до 7 g. По статистике, космонавты редко испытывают перегрузки, превышающие 4 g.

Способность переносить перегрузки зависит от температуры окружающей среды, содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, длительности пребывания космонавта в условиях невесомости до начала ускорения и т.д. Существуют и другие более сложные или менее уловимые факторы, влияние которых еще не до конца выяснено.

Под действием ускорения, превышающего 1 g, у космонавта могут появиться нарушения зрения. При ускорении 3 g в вертикальном направлении, которое длится более трех секунд, могут возникнуть серьезные нарушения периферического зрения. Поэтому в отсеках космического корабля необходимо увеличивать уровень освещенности.

При продольном ускорении у космонавта возникают зрительные иллюзии. Ему кажется, что предмет, на который он смотрит, смещается в направлении результирующего вектора ускорения и силы тяжести. При угловых ускорениях возникает кажущееся перемещение объекта зрения в плоскости вращения. Эта иллюзия называется окологиральной и является следствием воздействия перегрузок на органы внутреннего уха.

Многочисленные экспериментальные исследования, которые были начаты еще ученым Константином Циолковским, показали, что физиологическое воздействие перегрузки зависит не только от ее продолжительности, но и от положения тела. При вертикальном положении человека значительная часть крови смещается в нижнюю половину тела, что приводит к нарушению кровоснабжения головного мозга. Из-за увеличения своего веса внутренние органы смещаются вниз и вызывают сильное натяжение связок.

Чтобы ослабить действие высоких ускорений, космонавта помещают в космическом корабле таким образом, чтобы перегрузки были направлены по горизонтальной оси, от спины к груди. Такое положение обеспечивает эффективное кровоснабжение головного мозга космонавта при ускорениях до 10 g, а кратковременно даже до 25 g.

При возвращении космического корабля на Землю, когда он входит в плотные слои атмосферы, космонавт испытывает перегрузки торможения, то есть отрицательного ускорения. По интегральной величине торможение соответствует ускорению при старте.

Космический корабль, входящий в плотные слои атмосферы, ориентируют так, чтобы перегрузки торможения имели горизонтальное направление. Таким образом, их воздействие на космонавта сводится к минимуму, как и во время запуска корабля.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Перегрузка (авиация) - это... Что такое Перегрузка (авиация)?

Акробатический манёвр с увеличением угла тангажа (например, ввод в горку) сопровождается положительной перегрузкой — тело весит больше, чем обычно У этого термина существуют и другие значения, см. Перегрузка.

Перегру́зка — это отношение подъёмной силы[1] к весу самолёта. Перегрузка — безразмерная величина, однако часто единица перегрузки обозначается так же, как ускорение свободного падения, g. Перегрузка в 1 единицу (или 1g) означает прямолинейный полет, 0 — свободное падение или невесомость. Если самолёт выполняет вираж на постоянной высоте с креном 60 градусов, его конструкция испытывает перегрузку в 2 единицы.

Допустимое значение перегрузок для гражданских самолётов составляет 2,5. Обычный человек может выдерживать любые перегрузки до 15G около 3-5 сек без отключения , но большие перегрузки от 20-30G и более человек может выдерживать без отключения не более 1-2 сек и зависимости от размера перегрузки , например 50G=0.2 сек. Тренированные пилоты в антиперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от −3…−2 до +12 [2]. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Обычно при 7-8 G в глазах «краснеет» и человек теряет сознание из-за прилива крови к голове.

Перегрузка — векторная величина, направленная в сторону изменения скорости. Для живого организма это принципиально. При перегрузке органы человека стремятся оставаться в прежнем состоянии (равномерного прямолинейного движения или покоя). При положительной перегрузке (голова-ноги) кровь уходит от головы в ноги. Желудок уходит вниз. При отрицательной-кровь подступает в голову. Желудок может вывернуться вместе с содержимым. Когда в неподвижную машину врезается другое авто — сидящий испытает перегрузку спина-грудь. Такая перегрузка переносится без особых трудностей. Космонавты во время взлёта переносят перегрузку лёжа. В этом положении вектор направлен грудь-спина, что позволяет выдержать несколько минут [источник не указан 370 дней]. Противоперегрузочных средств космонавты не применяют. Они представляют из себя корсет с надуваемыми шлангами, надувающимися от воздушной системы и удерживают наружную поверхность тела человека, немного препятствуя оттоку крови.

Примерные значения перегрузок, встречающихся в жизни
Человек, стоящий неподвижно 1
Пассажир в самолёте при взлёте 1,5
Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с 1,8
Парашютист при раскрытии парашюта до 10,0 (По-16, Д1-5У)
Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз» до 3,0—4,0
Лётчик спортивного самолёта при выполнении фигур высшего пилотажа от −2…−3 до +12
Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека 8,0—10,0
Наибольшая (кратковременная) перегрузка автомобиля, при которой человеку удалось выжить[3][4] 179,8

Примечания

«Какую перегрузку выдержит человек?» – Яндекс.Кью

Перегрузка возникает не от самой скорости, а от ускорения. Человек вполне комфортно чувствует себя при ускорении 10 метров в секунду на секунду (1g)

Это значит, то если человек будет двигаться с постоянным ускорением в 1 g? то есть скорость движущегося средства человека будет каждую секунду увеличиваться в арифметической прогрессии, то через 347 субьективных дней он достигнет почти скорости света (полностью скорсти света достичь не получится). Субьективных - потому что парадокс близнецов. Для наблюдателя с земли, находящегося в иннерционной системе, время течет с постоянной скоростью, а для путешественника на ускорении проявляются эффекты замедления вреени в зависимости от скорости. И когда мы наблюдаем (допустим мы можем наблюдать) за таким путешественником и измеряем его текущую скорость, мы будем наблюдать, что растет она куда медленнее,  ведь его секунда длится больше чем наша. При этом в некоторый момент времени мы обнаружим, что скорость путешественника с нашего наблюдательного пункта превысила значение скорости света. Он стал преодолевать в секунду куда большее видимое нами расстояние, чем 300 тыс км. Впрочем мы не сможем пронаблюдать это, потому что некак.

Хотя сам путешественник при этом будет двигаться медленнее скорости света, ибо в течение ЕГО секунды (в его столь быстро движущейся системе, что появляются эффекты замедления времени) он все еще это расстояние не пролетает.  при этом за этот самый год на постоянном ускорении благодаря эффекту сокращения расстояний путешественник допутешествует вовсе не до ближайших объектов в пределах светового года, он сможет улететь к объектам отдаленным на миллионы световых лет, ведь его субьективный световой год растянется.

И весь этот год сам путешественник будет себя чувствовать вполне обычно, хоть за бортом его движущейся с постоянным ускорением системы пройдут миллионы лет.

Одна проблема - обеспечить постоянное ускорение. Пока что даже идей нет за счет чего можно сукоряться целый год, с учетом того, что на ускорение с каждой секундой надо больше энергии, ведь не только время замедляется, но и масса растет.

Что губительнее для человека– перегрузки или скорость: мнение экспертов

Какая скорость может убить человека, и может ли вообще?

Человеческое тело может выдержать многое, перед тем как наступит точка невозврата. В нас скрыт огромный потенциал, о котором мы даже не догадываемся. Историй о том, как люди чудом выживали в безвыходных ситуациях, хватает. Например, выпасть из окна выше пятого этажа – это всегда летальный исход? Многие ответят утвердительно. Но в мире ежегодно фиксируются сотни случаев, когда попавшие в смертельно опасную ситуацию люди выживали. Да, в этом есть большая доля чудесных стечений обстоятельств, но тем не менее счастливчики существуют.

 

А знаете ли вы, каков рекорд свободного падения с высоты, после которого человек выжил? В Книге рекордов Гиннесса внесена запись о жительнице Сербии Весне Вулович, которая пережила падение с высоты более 10 тыс. метров после разрушения на эшелоне пассажирского самолета.

 

Людей травят, и они травятся самостоятельно, их расстреливают, ставят невероятные эксперименты во имя науки (подготовка космонавтов и астронавтов), но из раза в раз есть во всем этом безобразии определенный процент выживших. Всегда!

 

К смертельно опасным испытаниям для человеческого организма относится скорость и ускорение. Все знают выражение «скорость убивает», но не многие догадываются, где находятся пороговые значения и какие факторы влияют на это.

 

Смотрите также: При какой максимальной скорости разгона автомобиля с 0-100 км/ч может выжить водитель

 

На эти вопросы у нас есть ответ, вернее, за нас ответит эксперт в области физиологии, чтобы выяснить, как быстро можно передвигаться в пространстве, прежде чем скорость действительно убьет вас. Технически, оказывается, нет реального предела этому числу, все зависит от условий. Скорость может убить вас – но она не может выполнить эту работу в одиночку.

 

Джеймс Энтони Павелчик

Доцент, ученый, изучающий физиологию, летавший на борту космического челнока NASA STS-90 в качестве специалиста по полезной нагрузке

 

«Я могу находиться в космическом корабле, и могу двигаться со скоростью, в 25 раз превышающей скорость звука. Ясно, что это не убьет меня – космонавты делают это регулярно в течение длительного времени. Но если бы в этот момент я высунул голову в окно, у нас произошла бы совсем другая история.
 
Если мы перефразируем вопрос и спросим себя: «Какое максимальное динамическое давление может выдержать человеческое тело?», то и здесь я скажу, что у меня нет для вас определенного числа, которое нужно было бы рассчитать. Проблема заключается в том, что вы не можете просто превратить его (динамическое давление) в скорость, потому что это зависит от среды, в которой вы будете двигаться. Это и будет определять данный тип давления.
 
В воздухе многое будет зависеть от того, на какой высоте вы находитесь. Когда речь идет о водной среде, из-за высокой плотности жидкости по сравнению с газом скорость будет значительно ниже для достижения искомого динамического давления».

 

 

Если человек выберется из самолета на скорости более 700 км/ч без защитного скафандра, все выступающие части тела будут оторваны или повреждены набегающим потоком воздуха. Поэтому даже теоретически трюк в фильме-катастрофе «Экипаж» не мог быть выполнен в реальной жизни:

[media=https://youtu.be/H-iFJoZOreM]

 В воздухозаборнике скорость потока повышается, а в конце S-образного канала стоял третий двигатель, создававший дополнительную тягу. Шансов удержаться в таких условиях у человека не было бы ни единого.

 

Также астронавт отдельно подчеркнул, что существует еще и проблема непосредственного ускорения, когда на тело начинают действовать перегрузки.

 

В этом случае главным смертоносным элементом станет фактор интенсивности ускорения и времени ее приложения. Кратковременное ускорение в 40 g (это в 40 раз превышает силу притяжения на Земле) тренированный человек способен выдержать, примером может стать катапультирование пилота из истребителя.

 

Но стоит разогнать этого же гражданина на центрифуге с такой же перегрузкой в течение более длительного периода времени или увеличить ускорение, и человек погибнет. При этом внешних повреждений, вы, скорее всего, не обнаружите, но внутренние органы из-за дичайшего перепада давления будут повреждены. Впрочем, этого подопытный точно уже не заметит, поскольку через секунду-другую просто потеряет сознание: Перегрузка (летательные аппараты)

 

В завершение рассуждений Джеймс Павелчик подвел даже еще более удивительный итог:

«Если поместить незащищенного человека (без противоперегрузочного костюма) на центрифугу и приложить к нему 5 или 6 g, а затем продолжить вращать его непрерывно до тех пор, пока он не потеряет сознание и далее,  человек в конечном счете умрет».

 

Как в реальности чувствуются высокие перегрузки?

Вот как описали свои ощущения от перегрузок советские космонавты, пережившие запредельные перегрузки во время аварийного спуска с орбиты (оригинал статьи размещена на aif.ru «Союз» без номера. В 1975 году советские космонавты выжили, упав из космоса):

 

«Василий Лазарев, описывая свои ощущения в тот момент, сравнивал их с машиной, наехавшей прямо на грудь. Лазарев вспоминал: «Однажды, перенеся на центрифуге нагрузку в 10 g, я обратил внимание сопровождавшего меня врача на множество красных точек, покрывавших спину испытателя, которого крутили до меня. Врач спокойно ответил: «Это мелкие сосуды полопались. У тебя на спине то же самое». Но когда «Союз-18» летел к Земле, на его экипаж навалились перегрузки в 20 g. Какой величины тяжесть, давившая на космонавтов, достигла на пике, точно не известно. Василий Лазарев рассказывал, что специалисты, разбирая телеметрию, отметили, что на несколько секунд она выросла до безумных 26 g. В этот момент у космонавтов отказало зрение и была зафиксирована остановка сердца».

 

Скорость полета МКС на земной орбите – 27 360 км/ч. При этом исследователи чувствуют себя там вполне бодро

 

Ученые уверены, что во время будущих путешествий на Марс скорости, на которых покорители Солнечной системы будут перемещаться между планетами, составят порядка 56 тыс. км/ч. Практические эксперименты в этом направлении ведутся уже достаточно давно, поэтому данные показатели не выглядят каким-то невероятным испытанием.

 

Главное, что нужно учитывать, отмечают эксперты, – расчет безопасного ускорения, которое может пережить человек. То есть динамика, с которой будет набрана эта скорость. Ведь скорость в защитной капсуле летательного аппарата (или любого другого объекта вроде автомобиля, подводной лодки или корабля) не принесет путешественнику вреда, но его может легко убить ускорение.

Как пилоты учатся выдерживать перегрузки

Обучение военных лётчиков и космонавтов включает в себя тренировки, во время которых пилотов учат выдерживать перегрузки. Онлайн-журнал Popular Mechanic подготовил подборку видеороликов с таких тренировок. Стоит признать, что выглядят эти тренировки весьма своеобразно.

Без стороннего ускорения человек, находящийся в поле тяжести Земли, испытывает перегрузку, равную 1g (не путать с гравитационной постоянной g, равной 9,8 м/с²). При взлёте пассажирского самолёта люди, находящиеся внутри него, испытывают перегрузки на уровне 1,5g. Неподготовленный человек способен выдержать перегрузки на уровне 5g, после чего может потерять сознание.

Потеря сознания при перегрузке свыше 7g

Пилоты современных истребителей могут испытывать сильнейшие кратковременные перегрузки, но тренированный организм способен их выдержать. При этом длительная перегрузка 8–10g – предел человеческих возможностей.

Видео с тренировок пилотов

Чтобы стать пилотом истребителя, необходимо, чтобы человек мог переносить как длительные, так и кратковременные перегрузки, не теряя сознания.

Пилот при перегрузке в 9g

Для подготовки космонавтов используются центрифуги, обеспечивающие длительную перегрузку 8g. В этот момент тело массой 90 кг из-за ускорения увеличивает свой вес до 720 кг.

Астронавт Андреас Могенсен из Европейского космического агентства на тренировке в Научно-исследовательском испытательном центре подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина

Смертельная перегрузка для человека. Перегрузки, их действие на человека в разных условиях

Перегру́зка - отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к ускорению свободного падения на поверхности Земли. Будучи отношением двух сил, перегрузка является безразмерной величиной, однако часто перегрузка указывается в единицах ускорения свободного падения g. Перегрузка в 1 единицу (то есть 1 g) численно равна весу тела, покоящемуся в поле тяжести Земли. Перегрузка в 0 g испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных сил, то есть в состоянии невесомости.

Перегрузка - векторная величина. Для живого организма очень важно направление действия перегрузки. При перегрузке органы человека стремятся оставаться в прежнем состоянии (равномерного прямолинейного движения или покоя). При положительной перегрузке (голова - ноги) кровь уходит от головы в ноги, желудок опускается вниз. При отрицательной перегрузке увеличивается приток крови к голове. Наиболее благоприятное положение тела человека, при котором он может воспринимать наибольшие перегрузки - лёжа на спине, лицом к направлению ускорения движения, наиболее неблагоприятное для перенесения перегрузок - в продольном направлении ногами к направлению ускорения. При столкновении автомобиля с неподвижной преградой сидящий в автомобиле человек испытает перегрузку спина-грудь. Такая перегрузка переносится без особых трудностей. Обычный человек может выдерживать перегрузки до 15 g около 3-5 секунд без потери сознания. Перегрузки от 20-30 g и более человек может выдерживать без потери сознания не более 1-2 секунд и зависимости от величины перегрузки.

Одно из основных требований к военным летчикам и космонавтам - способность организма переносить перегрузки. Тренированные пилоты в противоперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от −3…−2 g до +12 g . Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Обычно при 7-8 g в глазах «краснеет», пропадает зрение, и человек постепенно теряет сознание из-за прилива крови к голове. Космонавты во время взлёта переносят перегрузку лёжа. В этом положении перегрузка действует в направлении грудь - спина, что позволяет выдержать несколько минут перегрузку в несколько единиц g. Существуют специальные противоперегрузочные костюмы, задача которых - облегчить действие перегрузки. Костюмы представляют собой корсет со шлангами, надувающимися от воздушной системы и удерживающими наружную поверхность тела человека, немного препятствуя оттоку крови.

Перегрузка увеличивает нагрузку на конструкцию машин и может привести к их поломке или разрушению, а также к перемещению не закреплённого или плохо закреплённого груза. Допустимое значение перегрузок для гражданских самолётов составляет 2,5 g.

Примерные значения перегрузок, встречающихся в жизниЧеловек, стоящий неподвижно1 Пассажир в самолёте при взлёте1,5 Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с1,8 Парашютист при раскрытии парашютадо 10,0 (По-16, Д1-5У) до 16 (Ут-15 сер.5) Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз»до 3,0-4,0 Лётчик спортивного самолёта при выполнении фигур высшего пилотажаот −7 до +12 Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека8,0-10,0 Предыдущий рекорд (кратковременной) перегрузки автомобиля, при которой человеку удалось выжить 179,8 Наибольшая (кратковременная) перегрузка автомобиля, при которой человеку удалось выжить.

В авиационной и космической медицине перегрузкой считается показатель величины ускорения, воздействующего на человека при его перемещении . Он представляет собой отношение равнодействующей перемещающих сил к массе тела человека.

Перегрузка измеряется в единицах, кратных весу тела в земных условиях. Для человека, находящегося на земной поверхности, перегрузка равна единице. К ней приспособлен человеческий организм, поэтому для людей она незаметна.

Если какому-либо телу внешняя сила сообщает ускорение 5 g, то перегрузка будет равна 5. Это значит, что вес тела в данных условиях увеличился в пять раз по сравнению с исходным .

При взлете обычного авиалайнера пассажиры в салоне испытывают перегрузку в 1,5 g. По международным нормам предельно допустимое значение перегрузок для гражданских самолетов составляет 2,5 g .

В момент раскрытия парашюта человек подвергается действию инерционных сил, вызывающих перегрузку, достигающую 4 g . При этом показатель перегрузки зависит от воздушной скорости. Для военных парашютистов он может составлять от 4,3 g при скорости 195 километров в час до 6,8 g при скорости 275 километров в час .

Реакция на перегрузки зависит от их величины, скорости нарастания и исходного состояния организма. Поэтому могут возникать как незначительные функциональные сдвиги (ощущение тяжести в теле, затруднение движений и т.п.), так и очень тяжелые состояния. К ним относятся полная потеря зрения, расстройство функций сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, а также потеря сознания и возникновение выраженных морфологических изменений в тканях.

С целью повышения устойчивости организма летчиков к ускорениям в полете применяют противоперегрузочные и высотно-компенсирующие костюмы, которые при перегрузках создают давление на область брюшной стенки и нижние конечности, что приводит к задержке оттока крови в нижнюю половину тела и улучшает кровоснабжение головного мозга.

Для повышения устойчивости к ускорениям проводятся тренировки на центрифуге, закаливание организма, дыхание кислородом под повышенным давлением.

При катапультировании, грубой посадке самолета или приземлении на парашюте возникают значительные по величине перегрузки , которые могут также вызвать органические изменения во внутренних органах и позвоночнике. Для повышения устойчивости к ним используются специальные кресла, имеющие углубленные заголовники, и фиксирующие тело ремнями, ограничителями смещения конечностей.

Перегрузкой также является проявление силы тяжести на борту космического судна. Если в земных условиях характеристикой силы тяжести является ускорение свободного падения тел, то на борту космического корабля в число характеристик перегрузки также входит ускорение свободного падения, равное по величине реактивному ускорению по противоположному ему направлению. Отношение этой величины к величине называется "коэффициентом перегрузки" или "перегрузкой".

На участке разгона ракеты-носителя перегрузка определяется равнодействующей негравитационных сил — силы тяги и силы аэродинамического сопротивления, которая состоит из силы лобового сопротивления, направленной противоположно скорости, и перпендикулярной к ней подъемной силы. Эта равнодействующая создает негравитационное ускорение, которое определяет перегрузку.

Ее коэффициент на участке разгона составляет несколько единиц .

Если космическая ракета в условиях Земли будет двигаться с ускорен

С чем сталкиваются плоты Формулы-1? Голод, перегрузки, испытания

Александра Нехотина

Выдержит не каждый. Через что проходят пилоты Формулы-1?

Постоянные тренировки, непрерывный голод, перегрузки и другие трудности, с которыми сталкиваются гонщики.

Lifestyle / Город

Не секрет, что пилотам Формулы-1 всегда нужно быть в отличной форме и тренироваться каждый день по несколько часов. Однако некоторые до сих пор считают, что гонки нельзя назвать спортом в буквальном смысле слова. Людям кажется, что в заездах нет сильного физического напряжения, как в фигурном катании, борьбе или футболе. Камнем преткновения для скептиков остаётся постоянное нахождение пилота в болиде, которое больше похоже на сидячий отдых, нежели на трудно выполнимую задачу. Что ж, с этим можно и нужно поспорить. Ведь гонять по МКАДу со скоростью 100 км/ч не равно пилотировать болид. Неподготовленный человек с трудом его заведёт и сдвинет с места. Рассказываем, через что проходят спортсмены ради успеха в своём деле.

Сердце пилота: от 50 до 200 ударов в минуту

По уровню физической подготовки участники Ф-1 могут сравниться с олимпийцами. В их тренировки включены не только упражнения на все группы мышц, но и задания на быстроту реакции, концентрацию, преодоление психологических и физиологических сложностей. Так, например, средний пульс пилота находится на уровне 170 ударов в минуту. А в пиковые моменты достигает 200 — максимум, который может осилить человек без вреда для здоровья. Это единственный вид спорта с таким высоким показателем.

Кроме того, во время заезда сердце пилота испытывает серьезные перепады. При приближении к точке торможения число сокращений близится к 160, в процессе остановки болида немного растёт, чтобы потом упасть к показателю 50-60 ударов в минуту. Неудивительно, что перед соревнованиями каждый гонщик проходит тщательное обследование, ведь нагрузка во время Гран-при похожа на ту, что испытывает марафонец.

Дорогой — не значит хороший. 5 автомобилей из гаража Льюиса Хэмилтона

Рассказываем, что в коллекции гонщика и почему он пожалел о покупке «Форда».

На скорости: самые зрелищные заезды Формулы-1

Подвиги Михаэля Шумахера, Льюиса Хэмилтона и Айртона Сенны, при взгляде на которые замирает дыхание.

Строгие диеты: голод как лучший друг

Для того чтобы стать пилотом гоночного болида, нужно в него хотя бы сесть. Кристиан Бейл для роли в фильме «Форд против Феррари» похудел на 30 киллограммов, потому что не помещался в машину. Причем идеальный вес гонщика определяют не диетологи, а инженеры, которые создают авто. Спортсменам приходится внимательно следить за весом и правильно питаться.

Большим мукам в виде диет подвергаются высокие люди. Льюис Хэмилтон, рост которого 174 см, в одном из интервью признался, что испытывает постоянный голод во время сезона. А, например, экс-пилот Фелипе Масса не сильно ограничивал себя в еде из-за маленького роста. К счастью, за последние пару лет правила стали менее жёсткие. Теперь крупные пилоты могут позволить себе есть чуть больше.

Тренировки для поддержания тонуса

Несмотря на то что гонщики много времени проводят в тренажерном зале, они не выглядят как бодибилдеры. Суть подготовки — держать организм в тонусе, чтобы мышцы могли комфортно выдерживать перегрузки. Большая часть упражнений направлена на укрепление шеи и плечевого пояса, ведь при прохождении поворотов они подвергаются сильному напряжению. На тренировке пилот надевает шлем, к которому цепляют пятикилограммовый груз, и ложится на бок. Задача упражнения — удержать голову в горизонтальном положении как можно дольше.

Особенно важно уделять внимание заданиям на быстроту реакции, концентрации и координации. Их можно делать где угодно, лишь было бы желание. Дженсон Баттон любил в свободное время одновременно бросать три теннисных мяча в стену и пытаться их поймать. Это ещё и укрепляет нервную систему.

Во время заездов пилотам надо не просто нажимать на педали и крутить руль, но и постоянно сохранять концентрацию и ориентироваться во множестве переключателей. Суть одного из тренажеров для гонщиков заключается в том, чтобы нажимать на клавиши «истина» или «ложь», когда на дисплее появляются слова с разными цветами. Верный ответ зависит от того, совпадает ли оттенок с его названием. Естественно, на раздумье даётся всего секунда, поэтому действовать нужно быстро и желательно правильно. С первого раза с заданием справился только один пилот — Марк Жене.

В большинстве видов спорта потеря внимательности может обернуться проигрышем. В автогонках же невнимательность может стать причиной потери ценных секунд или аварии. На больших скоростях при маленьком пространстве для манёвра ошибка может привести к совершенно неожиданным результатам. Поэтому пилотам важно находиться на пике физического развития и уметь концентрироваться на вождении.

Топ-7 самых красивых спорткаров всех времён

Легендарные спортивные автомобили, впечатляющие своей внешностью и начинкой.

Дорогое удовольствие: сколько стоит заняться самыми затратными видами спорта

Скажем сразу, что такие увлечения сильно ударят по вашему карману.

Рацион автогонщиков: углеводная загрузка без жирного и жареного

Меню каждого гонщика разрабатывается индивидуально, в зависимости от климатических условий места проведения Гран-при. Дневной рацион состоит из продуктов, богатых углеводами, и полностью исключает жирную, жареную пища и продукты, замедляющие пищеварительный процесс. Например, белый хлеб. Количество потребляемой жидкости также определяется отдельно для каждого. Специалисты трижды взвешивают спортсмена, подсчитывают уровень потери жидкости и создают график пополнения водного баланса.

Сильнейшая перегрузка пилотов

На заездах спортсмены испытывают колоссальное давление. Оно сопоставимо с тем, которое терпят лётчики-испытатели при выполнении трюков. Во время торможения автогонщик может перетерпеть перегрузку в 5 g. В историю мирового спорта вошел случай, когда пилот IndyCar Кенни Брак остался в живых после кратковременной перегрузки в 214 g. Чтобы понять, какому испытанию он подвергся, нужно умножить эту цифру на средний вес в 75 кг и получить итоговый результат — около 16 тонн! Мужчина не только выжил, но и попытался снова вернуться в спорт через 18 месяцев.

На самом деле, автогонщики — самые настоящие атлеты с потрясающей выносливостью. Дженсон Баттон, например, ради удовольствия занимается триатлоном. Многие пилоты любят футбол, теннис, бег, велогонки и другие виды спорта. Участникам Формулы-1 важно проводить время не только в спортзале, но и заниматься разными активностями, потому что только так можно держать себя в отличной форме.

«Маргарита» на толстом. Почему пицца становится частью спортивного питания

Доказываем, что мучное – не всегда вредное.

Перегрузка (аэродинамика) - это... Что такое Перегрузка (аэродинамика)?


Перегрузка (аэродинамика)

Перегру́зка — это отношение подъёмной силы[1] к весу самолёта. Перегрузка безразмерная величина, однако повсеместно отождествляется с ускорением свободного падения g. Нормальная перегрузка 1g означает горизонтальный прямолинейный полёт. Если самолёт выполняет горизонтальный координированный разворот с креном 60 градусов, его конструкция испытывает нормальную перегрузку в 2 единицы (или 2g).

Допустимое значение перегрузок для гражданских самолётов составляет 4,33 жи. Обычный человек может выдерживать перегрузки до 5 g. Тренированные пилоты в антиперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки до 9 g. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Обычно при 2-3 g в глазах «краснеет» и человек теряет сознание из-за прилива крови к голове.

Примерные значения перегрузок, встречающихся в жизни
Человек, стоящий неподвижно 1 g
Пассажир в самолёте при взлёте 1,5 g
Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с 1,8 g
Парашютист при раскрытии парашюта (при изменении скорости от 60 до 5 м/с) 5,0 g
Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз» до 3,0—4,0 g
Лётчик при выполнении фигур высшего пилотажа до 5 g
Лётчик при выведении самолёта из пикирования 8,0—9 g
Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека 8,0—10,0 g
Наибольшая (кратковременная) перегрузка автомобиля, при которой человеку удалось выжить [2] 179,8 g

Примечания

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Перегруз
  • Перегрузка операторов

Смотреть что такое "Перегрузка (аэродинамика)" в других словарях:

  • Аэродинамика самолёта Боинг 737 — Bóeing 737 (русск. Боинг 737) самый популярный в мире узкофюзеляжный реактивный пассажирский самолёт. Boeing 737 является самым массовo производимым реактивным пассажирским самолётом за всю историю пассажирского авиастроения (6160 машин заказано… …   Википедия

  • Перегрузка (авиация) — Акробатический манёвр с увеличением угла тангажа (например, ввод в горку) сопровождается положительной перегрузкой  тело весит больше, чем обычно …   Википедия

  • МиГ-23 — Тип многоцелевой и …   Википедия

  • Як-52 — Тип учебный самолёт Разработчик …   Википедия

  • Клипер (космический аппарат) — У этого термина существуют и другие значения, см. Клипер. «Клипер»  многоцелевой пилотируемый многоразовый космический корабль, проектировавшийся в РКК «Энергия» с 2000 года на смену кораблям серии «Союз» …   Википедия

  • МиГ-25 — МиГ 25ПУ, 2003 год. Ти …   Википедия

  • Восток (космическая программа) — У этого термина существуют и другие значения, см. Восток (значения). Копия «Р 7» на терри …   Википедия

  • Су-33УБ — (Су 27КУБ;Т 12УБ) …   Википедия

  • Клипер (КА) — «Клипер»  многоцелевой пилотируемый многоразовый космический корабль, проектировавшийся в РКК «Энергия» с 2000 года на смену кораблям серии «Союз». Макет на авиавыставке в Ле Бурже В 2006 году по результатам конкурса проект был отправлен… …   Википедия

  • Клипер (космический летательный аппарат) — «Клипер»  многоцелевой пилотируемый многоразовый космический корабль, проектировавшийся в РКК «Энергия» с 2000 года на смену кораблям серии «Союз». Макет на авиавыставке в Ле Бурже В 2006 году по результатам конкурса проект был отправлен… …   Википедия

Большой вопрос по ускорению, перегрузке и скорости света.

В самом грубом приближении - чтоб разогнаться до скорости, сравнимой со скоростью света (например, 0.5c), нужно время, сравнимое с годом (например, несколько месяцев). Поделить c на g Вы, надеюсь, в состоянии. А дальше начнутся вопросы - что значит "сравнимой", в какой системе отсчета (космонавта или человека на Земле) и тд. Даже в СТО аккуратно формулировать вопросы не так просто, а из телевизора людей кормят более продвинутыми вещами (ОТО, ускоренное расширение Вселенной и тп), так что будьте уж поаккуратнее в формулировках.

не допустим. Если в первой фразе вы предлагаете нарушить законы физики - дальше можете фантазировать от балды. достичь скорости света ни за какое время невозможно.

1) Долговременно человек может выдерживать 3-5 g. 2) Примерно полтора часа, чтоб человеку плохо не было. 3) Никак не влияет при долговременной перегрузке 8 g человек умрет в любом случае. Хотя я не очень много знаю про перегрузки, но 8 это как при старте ракеты - плющит еще как.

Почти до скорости света. До скорости света человек создать не мог. Вселенная не так устроена ;) 1. Максимум - полтора g. Повесь себе на спину два пуда и походи... 2. Бесконечное время. 3. Возможно, дотянет при лежачем положении до 2 g.

Все Ваши вопросы отражены в учебниках основ Космонавтики. И все они отрицательны. И что толку с того, что всего 2 человека выдержали кратковременно 9-и кратные перегрузки? Это очень мучительно и болезненно. Учёные просто сложили руки на эти вопросы и совершенно не представляют как к ним подойти. Очевидно здесь нужен совершенно другой фундаментальный подход. Ведь всё-таки на малых скоростях и ускорениях стакан с водой "успевает" уравновеситься, а человек совершенно не чувствует их и не замечает. За год наша планета изменяет свою скорость в пределах 6 км/сек. Значит, надо здесь и искать ответы на все Ваши вопросы. Главное, механизмы "выравнивания" существуют. Познав их, можно многое решить в будущем.

Скорость света - 300 000 000 м/с. 1g=9.8 м/с². Такое ускорение человек может всю жизнь выдерживать без особых проблем для себя. После выхода на орбиту это ускорение уже не требуется для преодоления земного притяжения. Так что можно смело делить одно на другое. Для "достижения" скорости света необходимо 30 миллионов секунд, что есть 354 суток, сиречь меньше года. По СТО при этом будут сильно проявляться релятивистские эффекты. В частности, для летящего на корабле окружающее пространство сожмётся, и цель его полёта приблизится. Существенно. Так что год на разгон и год на торможение - и можно достичь любой цели в обозримом космосе. Для наблюдателя на Земле время летящего на корабле затормозится, поэтому ускорение в 9.8 м/с² он будет выдерживать относительно не той секунды, т. е. ускорение летящего будет уменьшаться (повторюсь: для наблюдателя с Земли, сам корабль будет выдавать 1g - относительно своего метра и своей секунды), и скорости света корабль никогда не достигнет. Так что для наблюдателя на Земле 100 световых лет корабль будет лететь 100 лет, хоть на корабле за это время 2 года пройдёт. В реальности поддерживать ускорение в 1 g на протяжении двух лет без внешних источников топлива - это такая прорва топлива нужна, что сейчас это недостижимо. Ни на реактивных, ни на ионных движках. Нынешнее время работы реактивных движков - 20 минут. В режиме 1 g они, может два часа проработают. Это даже не сутки, не говоря уж о месяцах.

История человека, привязавшего себя к сверхскоростной ракете | Futurist

Истории 26 октября 2018, 16:25

Джон Пол Стэпп – человек, который развил огромную скорость и испытал на себе самую большую перегрузку. Выжил ли он?

Перегрузка относительно обычной силы гравитации измеряется в единице g. И показывает изменение ускорения силы тяжести. Перегрузка в 0 g испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных сил, то есть в состоянии невесомости. Перегрузка, испытываемая телом, покоящимся на поверхности Земли на уровне моря, равна 1.

1 g – это 9,8 м/с2, то, что вы испытываете на себе прямо сейчас и даже не замечаете. Но если вы мчитесь вверх на американских горках или в самолете, то значение g, влияющее на ваше тело, меняется.

Но до каких моментов человеческое тело может это выносить? В 40-х годах предполагалось, что тело пилота может выдержать около 18 g, но Стэпп считал, что люди могут выдерживать больше. Чтобы проверить свою теорию, он построил своеобразную ракету на рельсах. Она могла разогнаться на сотни километров в час. Сначала использовались манекены, но затем Джон решил испытать это на себе.

На финальном заезде он достиг скорости 1017 км/ч за пять секунд. При этом он тормозил чуть больше одной секунды. Перегрузка, которую он испытал, составила около 46g. На короткий момент его вес составил 3,5 тонн. Джону удалось пережить этот эксперимент, но не без травм. Сломанные ребра, грыжа, раздробленные запястья, треснутый копчик, кровоизлияния в глаза и временная слепота.

Все эти запуски давали ученым усовершенствовать системы безопасности для пилотов и водителей. Несмотря на многочисленные травмы, которые Джон получил за время проведения экспериментов, он дожил до 89 лет и скончался в 1999 году. В памяти людей он остался «человеком-Ракетой» и героем, который внес огромный вклад в науку и безопасные путешествия.


Читать еще: Истории людей, похороненных заживо. Не всем повезло воскреснуть


Источник: Рафаэль и Ко

Понравилась статья?

Поделись с друзьями!

  Поделиться 0   Поделиться 0   Твитнуть 0

Подпишись на еженедельную рассылку


Смотрите также