Dintr-un motiv special, viteza de accelerație a unei mașini de la 0 la 100 km/h (de la 0 la 60 mph în SUA) este cea care i se acordă multă atenție în lume. Experții, inginerii, pasionații de mașini sport, precum și șoferii obișnuiți cu un fel de obsesie, monitorizează constant caracteristicile tehnice ale mașinilor, care dezvăluie de obicei dinamica accelerației mașinii de la 0 la 100 km / h. Mai mult, tot acest interes se observă nu numai la mașinile sport pentru care dinamica accelerației de la oprire este foarte importantă, ci și la mașinile foarte obișnuite din clasa economică.
În zilele noastre, cel mai mare interes pentru dinamica accelerației este îndreptat către mașinile moderne electrice, care au început să înlocuiască lent supermașinile sport din nișa auto cu viteza lor incredibilă de accelerare. De exemplu, în urmă cu câțiva ani, părea fantastic că o mașină poate accelera până la 100 km/h în puțin mai mult de 2 secunde. Dar astăzi, unele moderne s-au apropiat deja de acest indicator.
Acest lucru vă face în mod firesc să vă gândiți: Și ce viteză de accelerare a unei mașini de la 0 la 100 km/h este periculoasă pentru sănătatea persoanei în sine? La urma urmei, cu cât mașina accelerează mai repede, cu atât șoferul experimentează mai mult stres, care este (șezând) la volan.
Sunteți de acord cu noi că corpul uman are propriile sale anumite limite și nu poate rezista la sarcinile în creștere nesfârșite care acționează și au un anumit efect asupra acestuia în timpul accelerației rapide a vehiculului. Să aflăm împreună cu noi și care este accelerația maximă a unei mașini pe care o poate suporta teoretic și practic o persoană.
Accelerația, după cum probabil știm cu toții, este o simplă modificare a vitezei unui corp pe unitatea de timp luată. Accelerația oricărui obiect pe sol depinde, de regulă, de forța gravitației. Gravitația este forța care acționează asupra oricărui corp material care se află aproape de suprafața pământului. Forța gravitației de pe suprafața pământului este suma gravitației și forța centrifugă de inerție, care ia naștere din rotația planetei noastre.
Dacă vrem să fim foarte precisi, atunci supraîncărcare umană în 1g stând la volanul unei mașini se formează atunci când mașina accelerează de la 0 la 100 km/h în 2,83254504 secunde.
Și așa, știm că atunci când este supraîncărcat în 1g persoana nu are probleme. De exemplu, o mașină de serie Tesla Model S (o versiune specială scumpă) poate accelera de la 0 la 100 km/h în 2,5 secunde (conform specificației). În consecință, șoferul aflat la volanul acestei mașini în timpul accelerării va experimenta o suprasarcină 1,13 g.
Aceasta este deja, după cum putem vedea, mai mult decât supraîncărcarea pe care o experimentează o persoană în viața obișnuită și care apare din cauza gravitației și, de asemenea, din cauza mișcării planetei în spațiu. Dar acest lucru este destul de puțin și supraîncărcarea nu prezintă niciun pericol pentru o persoană. Dar, dacă stăm la volanul unui dragster puternic (mașină sport), atunci imaginea de aici se dovedește deja a fi complet diferită, deoarece vedem deja diferite numere de suprasarcină.
De exemplu, cel mai rapid poate accelera de la 0 la 100 km/h în doar 0,4 secunde. Ca urmare, se dovedește că această accelerație provoacă o suprasarcină în interiorul mașinii 7,08 g. Acest lucru este deja mult, după cum puteți vedea. La volanul unui vehicul atât de nebun, nu te vei simți foarte confortabil și totul din cauza faptului că greutatea ta va crește de aproape șapte ori față de cea precedentă. Dar, în ciuda unei astfel de stări nu foarte confortabile cu o astfel de dinamică de overclocking, această supraîncărcare (dată) nu este capabilă să te omoare.
Deci, cum ar trebui să accelereze o mașină pentru a ucide o persoană (șofer)? De fapt, este imposibil să răspundem fără ambiguitate la această întrebare. Ideea aici este următoarea. Fiecare organism al oricărei persoane este pur individual și este firesc ca consecințele expunerii la anumite forțe asupra unei persoane să fie, de asemenea, complet diferite. Pentru cineva suprasolicitat la 4-6g chiar și pentru câteva secunde va fi deja (este) critic. O astfel de supraîncărcare poate duce la pierderea cunoștinței și chiar la moartea acestei persoane. Dar, de obicei, o astfel de supraîncărcare nu este periculoasă pentru multe categorii de oameni. Există cazuri de supraîncărcare 100 g a permis persoanei să supraviețuiască. Dar adevărul este că este foarte rar.
Supraîncărcare- raportul dintre valoarea absolută a accelerației liniare cauzată de forțele negravitaționale și accelerația de cădere liberă pe suprafața Pământului. Fiind raportul a două forțe, forța g este o mărime adimensională, totuși forța g este adesea exprimată în unități de accelerație gravitațională. g. O suprasarcină de 1 unitate (adică 1 g) este numeric egală cu greutatea unui corp care se odihnește în câmpul gravitațional al Pământului. Supraîncărcare la 0 g este testat de un corp în stare de cădere liberă sub influența doar a forțelor gravitaționale, adică în stare de imponderabilitate.
Supraîncărcarea este o mărime vectorială. Pentru un organism viu, direcția de acțiune a supraîncărcării este importantă. Când sunt supraîncărcate, organele umane tind să rămână în aceeași stare (mișcare rectilinie uniformă sau repaus). Cu o suprasolicitare pozitivă (cap - picioare), sângele trece de la cap la picioare, stomacul coboară. Forța G negativă crește fluxul de sânge către cap. Poziția cea mai favorabilă a corpului uman, în care poate percepe cele mai mari supraîncărcări, este culcat pe spate, cu fața în direcția de accelerare a mișcării, cea mai nefavorabilă pentru transferul supraîncărcărilor este în direcția longitudinală cu picioarele în direcția de accelerare. Când o mașină se ciocnește de un obstacol fix, o persoană care stă într-o mașină va experimenta suprasolicitarea spatelui pieptului. O astfel de supraîncărcare este tolerată fără prea multe dificultăți. O persoană obișnuită poate rezista la supraîncărcări de până la 15 g aproximativ 3 - 5 secunde fără pierderea conștienței. Supraîncărcări de la 20 la 30 gși mai mult o persoană poate rezista fără pierderea conștienței nu mai mult de 1 - 2 secunde și în funcție de amploarea supraîncărcării.
Simptomele și mecanismul de acțiune al supraîncărcărilor
Simptome generale. Răspunsul unei persoane la supraîncărcări este determinat de amploarea lor, gradientul de creștere, durata acțiunii, direcția în raport cu principalele vase ale corpului, precum și starea funcțională inițială a corpului. În funcție de natura, amploarea și combinațiile acestora factori, modificări ale schimbărilor funcționale subtile pot apărea în organism la condiții extrem de severe, însoțite de o pierdere completă a vederii și a conștienței în prezența unor tulburări profunde ale funcțiilor sistemului cardiovascular, respirator, nervos și al doilea al corpului.
Modificările generale ale stării unei persoane sub acțiunea supraîncărcărilor se manifestă printr-o senzație de greutate în întregul corp, inițial cu dificultate, și cu o creștere a mărimii supraîncărcării și o absență completă a mișcărilor, în special la nivelul membrelor. , în unele cazuri, dureri în mușchii spatelui și gâtului [Babushkin V.P., 1959; deGraef P., 1983]. Există o deplasare pronunțată a țesuturilor moi și deformarea acestora. În timpul expunerii pe termen lung la forțe G pozitive suficient de mari pe zonele picioarelor, feselor și scrotului care nu sunt protejate de presiunea din spate, hemoragiile petehiale ale pielii pot apărea sub formă de puncte sau pete mari, intens colorate, dar nedureroase, care dispar spontan în câteva zile. Uneori există umflare în aceste locuri și cu forțe g negative - umflarea feței. Tulburările vizuale apar devreme. La forțe g mari, se dezvoltă pierderea conștienței, care durează 9-21 s.
Mecanismul de acțiune al supraîncărcărilor pozitive și negative este complex și se datorează efectelor primare cauzate de forțele inerțiale. Cele mai importante dintre ele sunt următoarele: redistribuirea sângelui în corp către jumătatea inferioară (+G Z) sau superioară (-G z) a corpului, deplasarea organelor și deformarea țesuturilor care sunt surse de impulsuri neobișnuite în partea centrală. sistem nervos, circulație afectată, respirație și reacție la stres. Dezvoltarea hipoxemiei și hipoxiei implică tulburări ale funcției sistemului nervos central, inimii, glandelor endocrine. A încălcat biochimia proceselor vieții. Pot apărea leziuni ale structurilor celulare de natură reversibilă sau ireversibilă, detectate prin metode citochimice și histologice.
Una dintre principalele cerințe pentru piloții militari și astronauți este capacitatea corpului de a suporta supraîncărcări. Piloții antrenați în costume anti-G pot îndura forțe G de la -3 la -2 g până la +12 g. Rezistența la forțele g negative, în sus, este mult mai mică. De obicei la 7 - 8 g ochii „se înroșesc”, vederea dispare, iar persoana își pierde treptat cunoștința din cauza unui flux de sânge la cap. Astronauții în timpul decolării suportă supraîncărcarea întinși. În această poziție, supraîncărcarea acționează în direcția pieptului - spate, ceea ce vă permite să rezistați la câteva minute la o suprasarcină de mai multe unități de g. Există costume speciale anti-g, a căror sarcină este de a facilita acțiunea supraîncărcării. Costumele sunt un corset cu furtunuri care se umflă din sistemul de aer și țin suprafața exterioară a corpului uman, împiedicând ușor scurgerea sângelui.
Supraîncărcarea crește sarcina asupra structurii mașinilor și poate duce la defectarea sau distrugerea acestora, precum și la deplasarea sarcinilor libere sau prost asigurate. Valoarea admisibilă a supraîncărcărilor pentru aeronavele civile este de 2,5 g
Am primit un mesaj privat:
Mesaj de la kkarai
>> Supraîncărcarea a fost la fel, Yuri. Și toată lumea așteaptă o supraîncărcare. Ei bine, și puțină utilizare în luptă (toți fumătorii vor să știe despre supraîncărcare, cât a cântărit, cât de mult doare).S-a așezat să scrie un răspuns. Dar apoi m-am gândit că, poate, ar fi interesant și pentru alți cititori non-pilot interesați de aviație.
Nu doare niciodată din acrobația (supraîncărcare). Încearcă s-o facă dureros când încep să se răzbune murdar și meschin pe tine pentru munca ta, pentru o parte din povestea ta, că un suflet mărunt, ticălos, căruia nu-i plăcea bârfele despre ce ar putea fi sau nu era deloc, dar povestește cu un aer de cunoscător ce s-ar fi întâmplat. Din păcate, au fost prea mulți de la școala Borisoglebsk... Dar au atacat-o pe cea greșită!
Dar supraîncărcare? De ce ar fi ea, durere, ceva? Supraîncărcarea este un factor care arată de câte ori greutatea corporală depășește ceea ce este într-o stare normală. Poate fi reprezentat ca o formulă astfel:G real = norma G. n y
Unde G este greutatea și n y este forța verticală g (cap-pelvis).
Din formula reiese clar ca in prezent esti afectat de o suprasarcina egala cu unu. Dacă n y este egal cu zero, aceasta este imponderabilitate. Dacă stai cu mâinile pe perete și greutatea este îndreptată către capul bazinului, vei simți o suprasolicitare negativă (minus unu).
Și în zbor sunt și suprasarcini laterale n z (nu descifrez, sunt nesemnificative), longitudinale n x (piept - spate) sunt accelerații foarte plăcute, la decolare, de exemplu (pozitiv, aceasta este accelerație), la eliberarea unei frânări. parașuta (negativ, asta e frânare) .
Cel mai rău dintre toate, supraîncărcările verticale sunt tolerate, dar ele afectează adesea pilotul în zbor. La o viraj adânc, suprasarcina trebuie menținută la 3-6-8 unități. Și cu cât rostogolirea este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă forță g pentru a menține avionul la orizont și cu atât raza de viraj va fi mai mică. Supraîncărcarea va fi mai mult decât este necesar pentru o anumită rostogolire - luptătorul va merge cu o urcare, dacă mai puțin - virajul se va întoarce cu o „vizuință” (adică odată cu coborârea nasului, înălțimea va începe să scadă; pentru a corecta va trebui să o scoateți din rolă, iar lupta aeriană este periculoasă, mai ales dacă inamicul este deja în spate și țintește). Și cu cât suprasarcina este mai mare în curbă, cu atât motorul ar trebui să aibă mai multă forță, altfel viteza va începe să scadă și suprasarcina va trebui redusă; iar dacă reduceți suprasarcina, nu veți doborî inamicul sau veți fi doborât.
Când se efectuează o buclă Nesterov sau o jumătate de buclă, atunci când aeronava este „răuită” în prima parte a figurii, n y ajunge 4,5-6 unități. Acestea. greutatea pilotului crește de 4,5-6 ori: dacă pilotul cântărește 70 kg, atunci când pilotați pe această cifră, greutatea lui va fi 315-420 kg.În aceste momente, greutatea brațelor, picioarelor, capului, sângelui, în sfârșit, crește! Este imposibil să efectuați această cifră cu o suprasarcină mai mică - traiectoria va deveni întinsă și aeronava va pierde viteza în partea superioară a buclei, care este plină de o rotire. Cu unul mai mare, este, de asemenea, imposibil (ei bine, în funcție de tipul de aeronavă) - aeronava va atinge unghiuri de atac supercritice și, de asemenea, va pierde viteza. Prin urmare, suprasarcina ar trebui să fie optimă (pentru fiecare tip de aeronavă propriu). În partea superioară a buclei Nesterov, pilotul nu atârnă de curele, dar este apăsat și de scaun, deoarece. avionul trebuie să fie „răsucit” cu o suprasarcină de 2-2,5. Partea inferioară a buclei se realizează cu o suprasarcină de 3,5-4,5 (în funcție de tip).
Suprasarcina maximă pe care corpul uman o poate suporta este de la (+)12 la (-)4.
Pericolul forțelor G verticale mari este că sângele se scurge din creier. Dacă pilotul acrobatic este mai degrabă relaxat decât să-și încordeze mușchii corpului, este posibil să-și piardă cunoștința. Câmpul vizual al pilotului este restrâns (întunericul cade din toate părțile, ei bine, ca o diafragmă într-o lentilă), dacă suprasarcina nu este „lasată”, persoana se va opri. Prin urmare, în timpul pilotajului, pilotul încordează toate principalele grupe musculare. Și, prin urmare, condiția fizică a cuiva trebuie menținută în formă bună.
În prima fotografie, ceea ce vede cadetul în fața lui înainte de a crea o supraîncărcare mare. În al doilea: s-a creat o suprasarcină mare, pilotul nu a avut timp să încordeze puternic mușchii întregului corp, sângele s-a scurs din creier, vălul din ochi l-a înconjurat din toate părțile, instructorul a tras de mâner un mai puțin și cadetul și-a pierdut cunoștința...Principiul de funcționare al costumului anti-g (PPK) este construit pe aceiași factori, camerele sale ciupesc corpul pilotului pe stomac, șolduri și gambe, împiedicând scurgerea sângelui. O mașină automată specială furnizează aer camerelor PPC în funcție de suprasarcină: cu cât suprasarcina este mai mare, cu atât compresia corpului pilotului este mai mare. Dar! Trebuie avut în vedere că PPC-ul nu înlătură supraîncărcarea, ci doar îi facilitează portabilitatea!
Prezența PPK crește semnificativ capacitățile luptătorului. Și într-o luptă aeriană, un pilot cu un PKK obține avantaje față de un inamic care „a uitat” să-l pună!
APC-ul nu funcționează cu forțe g negative, când, dimpotrivă, sângele se grăbește spre creier într-un flux mare. Dar în cazul supraîncărcărilor negative (când agățați de curele, capul se sprijină pe sticla felinarului din cockpit și praful de la o podea prost curățată intră în față și în ochi), ei nu conduc bătălii aeriene. Cunosc un singur pilot care ar putea scăpa de atacurile inamice cu un G negativ, să tragă cu precizie și să doboare aeronave din orice poziție a vânătorului său, inclusiv. inversat - locotenentul Erich Hartman. În anii de război, a făcut 1404 ieșiri, în 802 bătălii aeriene a câștigat 352 de victorii aeriene, dintre care 344 au fost asupra aeronavelor sovietice. Nu putem vorbi decât de 802 bătălii aeriene condiționat. E. Hartman, de regulă, a atacat inamicul din partea soarelui și a plecat, iar atunci când i-a fost impusă o luptă aeriană, a fost doborât de 11 ori de luptători sovietici mai puțin eminenți - a fost aruncat cu o parașuta sau a mers pentru o aterizare de urgență. Dar cu această capacitate (de a lovi o țintă din orice poziție), și-a surprins piloții instructori chiar și când era încă cadet, studiind la C-flugshull (o școală de zbor care se pregătea pentru eliberarea luptătorilor).
Medicii recomandă ca, în caz de oboseală în zbor, să creeze manual presiune în camerele PPC prin apăsarea butonului mașinii, care furnizează aer costumului. Comprimarea întregului corp este un efect asupra acupuncturii sistemului nervos, undeva și la locul potrivit și va exista un efect. Am folosit aceasta metoda de multe ori! S-a apăsat - după 3-5 secunde aerul a fost eliberat, apoi altul. Și așa de 3-4 ori. Și ca un murat! Medicii de aviație au dreptate! Oboseala ușurează ca o mână! Și starea de spirit și performanța cresc!La festivalurile de aviație, puteți vedea virtuoși care efectuează acrobații „invers” - efectuează viraje, scufundări și alunecări, buclele lui Nesterov, semibuclele, virajele de luptă și răsturnările în poziție inversată. (Adică cu o suprasarcină negativă.) Și corpul lor este în așa tensiune timp de 5-7 minute! Aceasta este cu adevărat o abilitate! Măiestrie de top!! Cum reușesc să facă, îmi este greu să trunc! Este nevoie de ani de antrenament. Această abilitate crește de sute de ori atunci când o astfel de acrobație este efectuată în perechi: unul pilot pilotează aeronava în mod normal, iar celălalt de zece metri deasupra ei în poziție inversată (cabină în cockpit) și își păstrează astfel locul în rânduri! Cea mai mică inconsecvență în acțiuni și o coliziune este inevitabil, ambele vor muri! Cu toate acestea, astfel de acrobații vor fi alungite în plan vertical - aceasta pentru a nu depăși suprasarcina negativă pentru o aeronavă inversată (-) ). Dar numai avioanele sportive zboară în acest fel, avioanele de luptă într-o poziție inversată nu pot zbura mai mult de 30 de secunde (pentru a furniza combustibil pentru motoarele din rezervoarele cu forțe g negative). Aceștia sunt cu adevărat piloți-atleti de înaltă clasă! Nu am zburat niciodată așa! Sau, mai degrabă, a fost o dată: l-am lăsat pe luptător atacându-mă într-o luptă aeriană de antrenament, strângând mânerul departe de mine în curbă (s-a dovedit a fi o viraj „invers”). „Inamicul” (comandantul regimentului, locotenent-colonelul Tunenko Boris Tikhonovich, care avea experiență în bătălii aeriene reale în Bl. Est, unde a deschis contul celor doborâți - un F-4e „Phantom”) nu a fost gata pentru o asemenea manevră și nu m-a urmat. M-au pierdut din vedere, l-am atacat din emisfera posterioară-de sus și l-am „bătut”. Dar a fost odata, si voi spune ca senzatiile nu sunt placute! Și eram convins că această metodă a lui E. Hartman este foarte eficientă, în primul rând, prin neașteptarea aplicării ei. (Totuși, nu, am mai avut un astfel de caz când doi luptători m-au „prins” într-o luptă aeriană de antrenament și am scăpat de ei într-un mod similar. Dar vă voi spune despre asta altădată.)
Și înaintea piloților-sportivi care pot zbura așa regulat, îmi scot pălăria!
În luptele aeriene moderne, supraîncărcarea ar trebui să fie de 6-8 unități. și mai mult pe tot parcursul luptei! Va fi mai puțin - nu tu vei doborî, ei te vor doborî!
În timpul ejecției, suprasarcina verticală a impactului asupra corpului pilotului ajunge la 18-20 de unități. Micut placut.
„Dar cum! - exclami tu. - Tocmai ai spus că limita pentru corpul uman este (+)12! Și iată 20 de unități!
Asta e corect! Nu refuz! Doar că atunci când o catapultă este trasă, un astfel de efect de supraîncărcare asupra corpului pilotului este de scurtă durată, o fracțiune de secundă. Prin urmare, cu poziția corectă a corpului pilotului (capul este apăsat drept și cu forță în tetiera scaunului, spatele este apăsat pe spătarul scaunului, șoldurile și trunchiul formează un unghi drept, iar coloana vertebrală, in pozitie verticala, formeaza o perpendiculara pe scaun; in plus, toti muschii corpului trebuie sa fie foarte incordati) momentele negative sunt minimizate iar vertebrele nu au timp sa doarma suficient in pantaloni scurti! Dacă în momentul împușcării capul este înclinat înainte și în jos, în lateral, sau chiar pur și simplu nu este apăsat cu forță pe tetieră (din cauza unei suprasarcini uriașe, acesta se va înclina singur), dacă pilotul s-a destrămat în cockpit înainte de ejecție, ca acasă în scaunul lui preferat în fața televizorului, nu se poate evita o fractură a vertebrelor gâtului în primul caz și a coloanei lombare în al doilea. Și cu cât salvatorii găsesc mai repede un astfel de pilot, cu atât mai bine. El însuși nu va supraviețui! Apoi de la 6 la 12 luni se va întinde pe scânduri în ipsos din cap până în picioare, ca un buștean, fără să se răstoarne. Coloana vertebrală este consolidată, desigur, dar nu va mai fi cea care a fost lucrată de natură. Și cu cât fractura este mai mare, cu atât mai multe organe din corpul lui vor funcționa din ce în ce mai rău. Astfel de oameni își reduc viața cu 12-20 de ani! Odată ajuns la spitalul din Kiev, când făceam o comisie, l-am întâlnit pe Alexander Sanatov, cu care am slujit în Mongolia. Cu mulți ani în urmă, Sasha, ca locotenent, a fost forțată să se ejecteze la limită cu o potrivire incorectă în scaun! („Ah! Se va descurca!”) Ca urmare, a primit o fractură a coloanei lombare. Luni lungi și ani de tratament încăpățânat. Întreb: „Cum e acum?” - „Trăiesc cu medicamente... 7-8 luni pe an într-un spital! ..” (Într-o zi voi descrie acest caz... Este interesant și instructiv în felul său...)
Am auzit că pe unele dintre primele avioane americane, piloții au fost catapultati în lateral. Dar a existat un sistem complex de distrugere a peretelui lateral al cockpitului și nu a fost întotdeauna posibil să se salveze vertebrele cervicale ale piloților. Acest lucru a fost refuzat. Au fost avioane în care membrii echipajului (navigator, trăgător) s-au catapultat. (Prima serie de Tu-16 au fost toți membri ai echipajului, cu excepția piloților care s-au ejectat în sus și pe Tu-22.) Dar, în acest caz, altitudinile minime de salvare au crescut brusc (și uneori au făcut imposibilă), și astfel de piloții au trecut mult timp printr-o perioadă de reabilitare...
Cel mai optim pentru sănătatea piloților ar fi ejectarea înainte. În general, nu ar fi fost niciodată răniți aici! Dar din punct de vedere tehnic, acest lucru este pur și simplu imposibil!
Consilier științific al muzeului „Experimentanium” si fiziolog Anton Zaharov spune ce se întâmplă cu corpul uman în timp ce zboară în spațiu și în timp ce se află acolo.Ediția online M24.ru oferă versiunea integrală a prelegerii.
Vom vorbi despre ceea ce se întâmplă cu o persoană pe o stație spațială puțin mai târziu, dar deocamdată trebuie să ne confruntăm cu dificultățile care așteaptă o persoană când decolează în spațiu. Prima dificultate pe care o întâmpină este ce? Cred că poți ghici?
- Imponderabilitate.
Nu, imponderabilitate puțin mai târziu.
- Supraîncărcare.
Supraîncărcare, absolut corect. Iată o tabletă mică, o tabletă de senzații pe care o persoană le are atunci când experimentează suprasolicitare. În general, ce este supraîncărcarea, de unde provine? Crezi că există idei? Vă rog.
- Avionul sau stația spațială începe să se ridice, în timp ce persoana începe să devieze în cealaltă direcție, apare o suprasarcină.
De ce se numește supraîncărcare?
- Probabil pentru că persoana se simte inconfortabilă.
De fapt, tu și cu mine suntem foarte obișnuiți să trăim cu o sarcină. Când tu și cu mine suntem, așa cum ești acum - tu stai, eu stau în picioare - pe planeta noastră Pământ, suntem atrași de Pământ, iar sângele nostru este atras de Pământ mai mult decât toate celelalte părți ale corpului nostru, deoarece este lichid. E ca și cum ar merge pe Pământ. Iar restul corpului nostru este mai solid, deci sunt puțin mai puțin atrași de Pământ, dar forma lor este mai constantă. Și suntem foarte bine adaptați la această încărcătură, iar când vom pierde această încărcătură, va exista o senzație nu tocmai plăcută, despre care voi vorbi mai târziu.
Dar înainte de a intra în imponderabilitate, acolo unde această sarcină este absentă, o persoană se confruntă cu supraîncărcări, adică un efect excesiv al gravitației. Cu o supraîncărcare dublă - o supraîncărcare de 2 g - corpul uman este plin de greutate, fața se lasă puțin, este dificil să te ridici, desigur, trebuie să ridici nu 50-60-70 kg, ceea ce de obicei cântăresc, dar de două ori mai mult. Cu o suprasolicitare triplă, nu mai este posibil ca o persoană să stea în picioare, iar vederea digitală a persoanei este mai întâi oprită, deoarece celulele responsabile de viziunea digitală consumă multă energie. La 4,5 g, vederea este complet oprită, nu există deja suficient sânge în retină, este imposibil să ridicăm un braț sau un picior mai mult. Și la 12 g majoritatea oamenilor leșina. Tot ce spun acum nu se referă la supraîncărcări instantanee, ci care durează ceva timp, cel puțin 10-20-30 de secunde, supraîncărcările instantanee sunt mai puternice. Crezi că astfel de supraîncărcări pot fi întâlnite în viața obișnuită fără a urca în spațiu?
Este posibil să experimentați o supraîncărcare de 4,5 g fără a decola în spațiu? De fapt, de obicei undeva în jurul valorii de 1,5, dar dacă mergeți la plimbare, doar 3-4 g sunt destul de posibil de experimentat. Și astfel, este clar că o persoană care stă nemișcată experimentează 1 g; în avion - undeva pe la 1,5; parașutistul care aterizează are aproximativ 2 g; în momentul deschiderii parașutei pentru o perioadă foarte scurtă de timp, experimentează 10 g, adică aproape pe punctul de a-și pierde cunoștința. În același timp, astronauții care zboară acum experimentează mai puțin - 3-4 g, au aceste 8-12 - supraîncărcări foarte puternice - nu, doar astronauții le-au experimentat, când doar construiau nave spațiale, atunci era 7-8 g, a fost o problemă. Acum totul este făcut, astfel încât să fie mai ușor de decolat.
De fapt, piloții militari experimentează adesea cele mai intense forțe G. În momentul efectuării unor acrobații acrobatice, este destul de posibil pentru 12 g, dar pentru o perioadă scurtă de timp, astfel încât să nu-și piardă cunoștința - acesta este unul, dar doi - sunt foarte pregătiți, deci le este mai ușor să facă față. Supraîncărcarea maximă admisă pentru sănătate, chiar și pe termen scurt, este de aproximativ 25 g. Dacă suprasolicitarea este mai mare, chiar și pentru o perioadă scurtă de timp, atunci probabilitatea ca o persoană să-și rupă coloana începe să se apropie de 90%, iar acest lucru, desigur, nu este foarte bun.
Am vorbit despre supraîncărcări obișnuite, așa-numitele supraîncărcări pozitive. Am aflat că antigravitația nu există. Ce crezi că pot fi supraîncărcările negative? (Dar forța g și gravitația sunt concepte puțin diferite) Și, într-adevăr, există forțe g negative, dacă stai doar pe cap, vei experimenta o forță g negativă de -1 g, pentru că sângele care de obicei se grăbește la picioare și la părțile corpului care de obicei se apasă unul pe celălalt într-o direcție, se vor apăsa unul împotriva celuilalt în cealaltă direcție, iar sângele va începe să curgă la cap. Aceasta este o forță g destul de negativă și, desigur, forțele g negative mari sunt, de asemenea, nesănătoase și pot fi experimentate fără a zbura în niciun spațiu. De exemplu, sunt experimentați de bungee jumping - ceea ce în engleză se numește bungee jumping.
De fapt, acest bungee jumping... În primul rând, chiar îmi este frică să mă uit la fotografii, iar în al doilea rând, acesta este un ritual foarte interesant. Stie cineva de unde a venit? Cert este că indienii din tribul Vanuatu din America de Sud au inițiat astfel băieții în bărbați. S-au cățărat într-un copac înalt, au luat un fel de viță de vie puternică, au legat-o de picioare, iar adolescentul a fost nevoit să sară din această viță de viză, fără să ajungă la pământ un metru sau doi. Și dacă a îndurat calm, a devenit bărbat. Când studenții de la Oxford au aflat despre acest lucru în anii 1970, au fost extrem de încântați și au decis că această tradiție ar trebui repetată. Dar au hotărât ca primul salt să fie plin de solemnitate și îmbrăcați în frac. Acum săritorii bungee sunt oameni informali, iar primii săritori au sărit în costume, a fost destul de frumos.
Am vorbit despre forțele g, aceasta nu este singura problemă pe care o întâmpină astronauții. Astronauții au decolat, au făcut față supraîncărcărilor, urcă în spațiu și chiar acolo îi așteaptă primele bucurii și primele probleme.
Ei bine, bucuria, desigur, atunci când o persoană se ridică în spațiu, pantaloni plini - acest lucru este de înțeles. Și la astronauți, așa cum se întâmplă la copiii mici - și acest lucru este confirmat de studii biochimice - „hormonul fericirii” din sânge este mai mare decât la oamenii obișnuiți. Și pot fi, în principiu, înțelese, acolo se întâmplă o mulțime de lucruri cool. Să ne uităm la un videoclip de la ISS. În principiu, oamenii se distrează, cât pot, desigur. Nu este necesar să cărați lucrurile cu mâinile, le puteți denoi și cu picioarele. Mișcările trebuie să fie foarte precis calculate, trebuie să fie foarte precise. Așa se face că de fapt astronauții nu se spală pe mâini, a fost filmat special pentru videoclip, de dragul acestor 10 secunde frumoase, astronauții vor cheltui multă energie mai târziu, adunând aceste picături una câte una. Se pare pur și simplu - wow, ce tare s-au împrăștiat, dar s-au împrăștiat cu adevărat, acum trebuie să fie colectate toate, problema este destul de gravă.
Deci, am văzut aproximativ cum trăiesc astronauții în spațiu, acum să ne gândim la ce probleme îi așteaptă acolo. Prima problemă este legată de faptul că o persoană nu experimentează gravitația acolo. Gravitația pământului nu este experimentată, inclusiv organele sale de echilibru. Unde avem organele echilibrului, știe cineva?
- În cap, cerebel?
În ureche Nu, cerebelul este centrul creierului care asigură coordonarea echilibrului, dar nu este partea sensibilă, ci partea sensibilă este în urechea noastră. Pietricelele frumoase care sunt prezentate aici sunt cristale de otolit, acestea sunt pietricele care se află în aparatul nostru vestibular, sacul său, iar când ne întoarcem capul dintr-o parte în alta, se rostogolesc în interiorul aparatului nostru vestibular, așa că înțelegem că capul nostru este întors. raportat la restul corpului. Aici, în aceste pungi sunt aceste cristale. Ce se întâmplă în spațiu, un lucru simplu se întâmplă în spațiu, aceste pietricele, ca tot oțelul, încep să plutească în interiorul aparatului vestibular - o persoană eșuează. Pe de o parte, ochii îi spun că încă stă în picioare, totul este în regulă, iar pe de altă parte, organele echilibrului spun: nu înțeleg ce s-a întâmplat, tremur în toate direcțiile, nu înțeleg. nu stiu ce sa fac. Există o manifestare similară cu răul de spațiu - acesta este răul de mare. Apoi se întâmplă același lucru, aparatul vestibular se leagănă în direcții diferite, iar ochii nu se leagănă atât de mult, iar corpul eșuează, iar corpul începe ce să facă?
- Ma simt rau.
Începe să se facă rău, iar în spațiu începe să se facă rău în același mod, dar din moment ce această restructurare are loc mult mai brusc în spațiu, aproape toți astronauții au boală spațială. Adevărat, nu toată lumea este bolnavă, dar cei care sunt bolnavi sunt un lucru periculos. Pentru că oamenii suferă de obicei atacuri de boală spațială în momentul în care s-au andocat deja la stația spațială și încă în costume spațiale. Ei încep să facă primele mișcări, părăsind stația spațială, adică sunt în costume spațiale închise și, râzând, râzând, dar acesta este unul dintre motivele serioase ale morții astronauților, pur și simplu pentru că costumul spațial este închis și este imposibil să zbori fără costum spațial. De ce, voi vorbi despre asta puțin mai târziu.
Mergând mai departe, o altă problemă care îi așteaptă pe oameni în spațiu este scăderea numărului de celule sanguine. Există diverse motive pentru aceasta, unul dintre motive este acesta: în spațiu, există o scădere a țesutului osos, iar în interiorul țesutului osos se formează celule sanguine. Prin urmare, dacă oasele devin mai mici, atunci celulele devin mai mici. În general, un lucru destul de neplăcut, mai ales neplăcut când un astronaut se întoarce pe Pământ și trebuie să treacă printr-o perioadă de adaptare înapoi la condițiile de pe Pământ. El, printre altele, se confruntă cu o lipsă puternică de oxigen tocmai pentru că îi lipsesc aceste celule sanguine care transportă oxigen. De fapt, mai multe despre oase. De ce se sparg oasele în spațiu, știi? Vreo idee?
- Nu există încărcătură.
Nu există încărcătură, absolut corect, pentru ca oasele noastre să funcționeze normal, ele trebuie să primească constant un fel de încărcare, tu și cu mine trebuie să lucrăm constant. Dar ne amintim că nu este ușor să lucrezi în spațiu: nu este nevoie, nu există nicio oportunitate. Deoarece nimic nu cântărește acolo, indiferent ce faci, cheltuiești mult mai puțin efort. Și în ciuda faptului că astronauții se antrenează tot timpul, ei încă nu pot experimenta același nivel de activitate fizică ca pe Pământ. Prin urmare, după 3-4 zboruri, încep problemele cu oasele, care, în special, duc la osteoporoză, când țesutul osos este distrus.
O altă problemă este din nou cu sângele. Am spus că suntem foarte bine adaptați la sarcina de pe Pământ. Cum ne adaptam? Avem o cantitate de sânge în exces, fiecare dintre adulți are aproximativ 5 litri de sânge. Aceasta este mai mult decât avem nevoie. De ce avem nevoie de acest exces? Pentru că suntem în poziție verticală, iar cea mai mare parte din sângele nostru rămâne în picioare, în partea de jos a corpului, și nu ajunge totul la cap, așa că trebuie să depozităm puțin exces, astfel încât să existe suficient sânge pentru cap. Dar în spațiu, gravitația dispare imediat și, prin urmare, acest exces de sânge care se afla în picioare începe să se miște urgent undeva în tot corpul. În special, intră în capul și creierul unei persoane, ducând la accidente vasculare cerebrale, microaccidente vasculare cerebrale, deoarece intră prea mult sânge, iar vasele pur și simplu se sparg. Drept urmare, cosmonauții aleargă adesea la toaletă în prima săptămână, doar pierzând excesul de lichid, ei pierd aproximativ 20% din excesul de lichid în prima săptămână pe orbită.
De asemenea, mușchii nu suferă de stres. Indiferent de dimensiunea încărcăturii, indiferent cât de mult cântărește aceasta pe Pământ, nu va fi nicio dificultate în a o muta în spațiu. Prin urmare, astronauții, așa cum am spus deja, se antrenează cu siguranță în spațiu. Acesta este următorul videoclip. Desigur, nu are rost să ridici greutăți în spațiu, poți încerca să alergi. Într-adevăr, o persoană aleargă, doar, atenție, este legat de o bandă de alergare, pentru că dacă nu ar fi legat de o bandă de alergare, pur și simplu ar zbura. Din nou, nu poți ridica greutăți, dar poți desface arcurile, iar astronauții petrec cel puțin 4 ore pe zi în exerciții fizice. Astronauții, după cum știți, sunt cei mai pregătiți oameni, cei mai puternici și rezistenți fizic. Și totuși, atunci când se întorc din spațiu, ei, în primul rând, nu mai ajung niciodată la forma pe care o aveau înainte de primul zbor și, în al doilea rând, chiar și o recuperare aproximativă după aceste încărcări durează aproximativ același timp în care un astronaut a fost pe orbită. Adică dacă a fost acolo timp de șase luni, își va reveni șase luni, în primele săptămâni nici nu pot merge. Adică, mușchii picioarelor li s-au atrofiat practic, nu i-au folosit timp de șase luni.
Mergând mai departe, o altă problemă legată de ceea ce ar trebui să respire un astronaut în spațiu. Problema este dublă: în primul rând, trebuie să ridicați aerul sau oxigenul pe orbită. Ce crezi că este mai bine să ridici - aer sau oxigen decât respirăm cu tine?
- Oxigen.
Oxigen, așa că și americanii au crezut că este mai bine să ridice oxigenul pur pe orbită, deși puțin rarefiat. Deși, de fapt, oxigenul pur este un lucru destul de înfricoșător. În primul rând, este periculos pentru organism, este o otravă - în cantități mari, iar în al doilea rând, explodează foarte bine. În primii câțiva ani, rachetele pline cu oxigen pur au decolat în mod normal, apoi, la un moment dat, o scânteie a aprins, iar nava spațială a dispărut din piatră în piatră. După aceea, au decis să facă la fel ca și Uniunea Sovietică - doar cilindri cu aer lichid. Este o opțiune grea, este scumpă, dar este sigură.
Există o a doua problemă: atunci când respirăm, emitem dioxid de carbon. Dacă există prea mult dioxid de carbon, la început capul începe să doară, apare somnolența, iar la un moment dat o persoană își poate pierde cunoștința și poate muri din cauza excesului de dioxid de carbon. Noi, pe pământ, emitem dioxid de carbon, iar plantele îl preiau; în spațiu, chiar dacă iei una sau două plante cu tine, nu vor face treaba și nu poți lua multe plante cu tine, pentru că sunt grele și ocupă mult spațiu. Cum să scapi de dioxid de carbon? Există o substanță chimică specială care poate absorbi excesul de dioxid de carbon, numit hidroxid de litiu, care este transportat în spațiu, doar absoarbe excesul de dioxid de carbon. O poveste foarte interesantă, atât de eroică este legată de această substanță, povestea navei spațiale Apollo 13, cred că adulții își amintesc această poveste.
Au auzit copiii vreodată de nava spațială Apollo 13? Ai auzit că au făcut chiar un astfel de film, ce s-a întâmplat cu această navă? A avut un zbor foarte nereușit, au fost multe lucruri diferite, ne interesează ce s-a întâmplat cu hidroxidul de litiu. Povestea este aceasta: "Apollo 13" nu este prima, nu a doua oară a zburat pe Lună, pentru a explora luna. Trei oameni au zburat acolo, aveau propria lor navă spațială și o capsulă specială care trebuia să aterizeze pe Lună și doi oameni care trebuiau să iasă pe Lună, să facă ceva acolo și apoi să se întoarcă pe capsulă înapoi și să zboare către Pământ. Dar undeva, în a 3-a zi de zbor, a avut loc brusc o explozie și o parte a navei principale s-a întors, inclusiv a deteriorat sistemul de susținere a vieții. În principiu, nu este o problemă atât de teribilă, deoarece barca, pe care a fost necesar să zboare până la Lună, era intactă și era foarte posibil să se întoarcă pe Pământ pe ea. Dar a fost o problemă complet idioată: canistrele de hidroxid de litiu care erau depozitate pe barcă și canistrele de hidroxid de litiu care erau depozitate pe navă erau diferite, doar aveau orificii de intrare diferite. Și toți inginerii din America care au fost asociați cu proiectul și mulți ingineri din lume, timp de aproximativ o zi, au făcut ceea ce fac oamenii de obicei în programul Crazy Hands. Ei și-au dat seama cum să folosească lipici, bucăți de ziare, agrafe și orice era pe navă pentru a reface o ieșire în alta, astfel încât oamenii să poată zbura înapoi pe Pământ. Au reușit, slavă Domnului, iar această navă (în timp ce ateriza, au fost și multe probleme diferite), slavă Domnului, a aterizat normal.
Am aflat că oamenii din spațiu au probleme când sunt treji: sânge rău, mușchi rău, oase rele și așa mai departe și așa mai departe. Dormitul în spațiu este, de asemenea, rău. Există două motive: primul motiv este că nimeni nu stinge lumina pe stația spațială, trebuie să funcționeze tot timpul, unele experimente sunt efectuate acolo tot timpul. Munca este foarte stresantă, așa că cosmonauții dorm în ture: mai întâi unul, apoi celălalt. Este greu, dacă dormi așa o zi, dormi două, trei, atunci este în regulă, dar dacă dormi așa două sau trei săptămâni sau o lună, atunci încep schimbările în organism și acest lucru este dăunător. Acest lucru este dăunător și pentru noi, pentru că acum mulți oameni din orașele mari trăiesc într-un regim de lumină greșit, din cauza asta suferim și nici nu observăm. O altă problemă este legată de faptul că, deoarece nu există atracție, iar o persoană nu se poate sprijini pe nimic, iar acesta este un sentiment foarte important, după cum au descoperit psihologii. Pentru a adormi, o persoană trebuie să se sprijine de ceva și să se simtă încrezătoare. Prin urmare, astronauții își pun bandaje speciale sub genunchi și își pun bandaje speciale peste ochi pentru a crea cel puțin un fel de imitație a ceea ce îi trage undeva. Nu merge prea bine, dar funcționează. Există o a treia problemă legată de dioxidul de carbon: în timp ce dormim, respirăm și eliberăm dioxid de carbon, nu ne mișcăm, iar dioxidul de carbon se acumulează pe suprafața feței noastre. Pe Pământ nu este înfricoșător, de ce?
- Se mișcă tot timpul.
Chiar se mișcă tot timpul, de ce? Pentru că există o adiere mică, dar nici măcar nu e ideea. Când expirăm dioxid de carbon, expirăm cald, iar gazul cald se va ridica în vârf deoarece este mai ușor decât rece. În spațiu, nici gazul cald, nici cel rece nu are greutate, așa că gazul expirat se va acumula deasupra persoanei, iar ea va dormi pur și simplu în acest nor dacă nu se face nimic în privința asta. Dar ei chiar fac ceva în privința asta - și în spațiu există sisteme de ventilație foarte puternice care dispersează dioxidul de carbon, astfel încât să putem dormi liniștiți. Și aceleași sisteme de ventilație filtrează aerul de diverse infecții și agenți patogeni. Acum au învățat să facă față mai mult sau mai puțin, iar la început astronauții s-au îmbolnăvit foarte mult, pentru că carantina nu a fost suficient de strictă și este mult mai ușor să te infectezi în spațiu cu ceva. Pentru că atunci când strănutăm pe Pământ, ceea ce strănutăm cade pe pământ și rămâne într-un fel de praf, nu îl inspirăm direct. Și dacă un astronaut strănută, atunci tot ceea ce a strănutat rămâne în aer, așa că probabilitatea de a prinde această infecție este mult mai mare, așa că totul este filtrat acolo. Cosmonauții chiar au mult praf acolo, mai strănută mult, dar deja se îmbolnăvesc mai puțin pentru că carantina este mai strictă.
O altă problemă care îi așteaptă pe astronauți este radiația cosmică. Noi, pe Pământ, suntem protejați de radiațiile cosmice de către atmosferă, care nu lasă radiația să treacă, în special, stratul de ozon este bine protejat de acesta. Și în spațiu nu există strat de ozon, iar astronauții experimentează radiații crescute. Este periculos, iar acest lucru s-a temut foarte mult timp, până când au verificat câte radiații experimentează o persoană acolo. El trăiește aproximativ la fel ca și locuitorii acelor locuri care sunt situate în roci de granit, de exemplu. Rocile de granit emit, de asemenea, puțină radiație, aproximativ aceeași cantitate pe care o primește un astronaut. Adică, locuitorii din, să zicem, Cornwall (aceasta este în Anglia), iau în considerare astronauții în acest sens, chiar primesc puțin mai multă radiație. Și destul de multă radiație este primită de piloții și stewardesele aeronavelor supersonice (Concorde, de exemplu), care zboară la altitudini mari.
Dar sperăm că într-o zi o persoană nu va zbura doar către stațiile spațiale, ci și pe Marte, pe alte planete. Și în aceste cazuri, ne așteaptă o amenințare, pentru că de obicei stațiile spațiale zboară în jurul Pământului - unde câmpul de radiații nu este foarte puternic. Dar există două „gogoși” de câmpuri de radiații puternice în jurul Pământului, prin care trebuie să zbori pentru a ajunge pe Lună, Marte și alte planete. Și radiația este foarte puternică acolo, iar una dintre problemele de a merge acum pe Marte este expunerea la radiații timp de câteva luni. Oamenii pot zbura acolo, dar vor zbura foarte bolnavi - firesc, nimeni nu vrea asta. Prin urmare, acum își dau seama cum să facă atât un costum spațial ușor, cât și o piele ușoară de navă spațială, care, în plus, ar proteja împotriva radiațiilor. Pentru că, în principiu, nu este greu să te protejezi de radiații, poți acoperi nava cu plumb și bine - suntem protejați de radiații, dar plumbul este foarte greu.
Am vorbit despre contra, contra, contra. Dar nu există doar dezavantaje atunci când zburați în spațiu. Când zburăm în spațiu (acest lucru nu este chiar un mare plus, este doar foarte frumos) ajungem puțin mai sus. Sub influența gravitației, în timp ce mergem pe undeva toată ziua, vertebrele noastre se apasă unele pe altele și, cel mai important, pun presiune pe discurile intervertebrale. Se „platesc” puțin în timpul zilei, așa că o persoană este cu câțiva centimetri mai înaltă dimineața decât seara. Îl poți verifica acasă dacă nu l-ai încercat. De ce este indicat să măsori întotdeauna înălțimea în același timp, deoarece se schimbă în timpul zilei. Deci, în spațiu, gravitația nu acționează, așa că astronauții cresc puțin, uneori chiar prea mult. Un cosmonaut a crescut cu până la 7 centimetri, era foarte fericit, avea deja mulți ani în acel moment, era o singură problemă - costumul spațial nu creștea în același timp, era destul de aglomerat. Acum toate costumele spațiale sunt făcute - rămân 10 centimetri în cazul în care astronautul crește.
Un lucru interesant: în spațiu, se dovedește, procesele de regenerare merg mai repede, rănile se vindecă mai repede și chiar părți întregi ale corpului se pot recupera. Acum va fi un videoclip cu un melc. Aici, desigur, filmare accelerată, de fapt, a crescut de aproximativ două săptămâni. La sol, melcii se regenerează și ei, dar mai rău. De ce se întâmplă acest lucru nu este clar. De ce spun toate astea? Am spus deja la început: în fața ochilor noștri, în viitorul apropiat, numărul de oameni care vor zbura în spațiu va crește, va crește și va crește. Poate că în curând acesta nu va fi un subiect pentru o prelegere de știință populară, ci o lecție standard la școală: va trebui să știți ce se întâmplă cu o persoană când pur și simplu decide să zboare într-o excursie în spațiu. Cred cu adevărat că acest lucru se va întâmpla în curând și sper să o faci și tu. Dacă aveți întrebări, vă rugăm să întrebați.
- Spune-mi, dacă au fost supraîncărcări, stingerea conștienței, cât de repede își revine o persoană mai târziu, își recapătă cunoștința?
Când conștiința este oprită, sistemul este același ca atunci când o persoană leșină. Cineva se ridică imediat, cineva nu se ridică imediat, are un efect puternic asupra cuiva, mai puțin asupra cuiva. În general, este, desigur, dăunător. O persoană își pierde cunoștința pentru că nu are suficient oxigen care intră în sânge, ceea ce înseamnă că nu intră suficient oxigen în creier. Ca urmare, unele celule ale creierului pot începe să moară, unele sunt mai active, altele sunt mai puțin active.