Wolna encyklopedia
Spis treści |
Stan przeciążenia
Przeciążenie to stan, w jakim znajduje się ciało poddane działaniu sił zewnętrznych innych niż siła grawitacji, których wypadkowa powoduje przyspieszenie inne niż wynikające z siły grawitacji. Przyjęto wyrażać przeciążenie jako krotność standardowego przyspieszenia ziemskiego. Tak zdefiniowane przeciążenie jest wektorem, mającym kierunek i zwrot.
Przeciążenie może być powodowane przez wibracje, manewry obiektu takiego jak samolot czy samochód, ciąg silników napędowych statku kosmicznego, ciśnienie gazów przyśpieszających w lufie pocisk , kolizje itp.
1g to składowa pionowa przeciążenia ciała znajdującego się na powierzchni Ziemi w spoczynku lub w ruchu ustalonym, 0g odpowiada stanowi nieważkości (spadek swobodny pod działaniem sił grawitacji). Znajomość przewidywanych przeciążeń umożliwia obliczenie obciążeń i odpowiednie zaprojektowanie konstrukcji obiektów technicznych a także ocenę narażeń, jakim poddawane będą w rozważanych okolicznościach organizmy żywe.
Przeciążenie (jak i niedociążenie) może mieć wyłącznie wartość dodatnią (lub równą 0).
Znak przyspieszenia charakteryzuje umowny kierunek działania sił:
- dodatnie
- Gx+ siły działają w dół na sylwetkę stojącego człowieka, od głowy do stóp (np. ruszająca winda w górę)
- Gz+ siły działają wzdłuż sylwetki stojącego człowieka, od klatki piersiowej do pleców (np. przyspieszanie auta)
- ujemne
- Gx- siły działają w górę na sylwetkę stojącego człowieka, od stóp do głowy (np. ruszająca winda w dół)
- Gz- siły działają wzdłuż sylwetki stojącego człowieka, od pleców do klatki piersiowej (np. hamowanie auta)
Z uwagi na położenie delikatnie ukrwionych organów (mózg, gałki oczne) kierunek przyspieszenia powoduje odpowiednio napływ lub odpływ krwi powodując zmianę jej ciśnienia w tych narządach.
W przypadku napływu krwi i wzrostu jej ciśnienia silnie wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia wylewów do mózgu zagrażających zdrowiu i życiu lub do gałek ocznych zagrażających częściową lub trwałą ślepotą. Z tego też powodu organizm człowieka dużo lepiej znosi przeciążenia dodatnie niż ujemne.
Największe, jednak najkrócej działające, przeciążenia występują w trakcie katapultowania (rzędu 40 g), podczas wyczynowej akrobacji lotniczej, podczas walki powietrznej samolotu myśliwskiego (do 10 g). Człowiek w stanie spoczynku poddany jest przyspieszeniu 1g, a 0g w stanie nieważkości.
Długotrwałe przeciążenie doprowadza do zaburzeń widzenia (krew odpływa z siatkówki oka), a im większa jest wartość przeciążenia tym krócej może ono działać na organizm bez obawy o niekorzystny wpływ na stan zdrowia.
Skutki przeciążenia można zmniejszać np. stosując skafander przeciwprzeciążeniowy czy umieszczając pilota w pozycji leżącej. Ważną rolę odgrywa systematyczny trening i dobra sprawność fizyczna pilota.
W życiu codziennym stanu przeciążenia można doświadczyć np. w ruszającej lub zatrzymującej się windzie, w zakręcającym lub pokonującym nierówności samochodzie, w czasie podróży samolotem - szczególnie gdy występują turbulencje.
Duże przeciążenia, głównie w celu badania ich wpływu na pilotów i astronautów, uzyskuje się w wirówce przeciążeniowej.
Codzienne przeciążenia
- 3,5 g – podczas kaszlu
- 2,9 g – podczas kichania
Największe przeciążenia przeżyte przez człowieka
Dobrowolne: ppłk John Stapp w 1954 r. doznał przeciążenia 46,2 g w saniach rakietowych[1]. W wyniku tego eksperymentu popękały mu naczynia krwionośne w gałce ocznej (okresowa utrata wzroku, który J. Stapp odzyskał – szczęśliwie siatkówki w oczach nie były uszkodzone).
Mimowolne: kierowca Formuły 1, David Purley, doświadczył przeciążenia równego średnio 179,8 g w roku 1977, gdy wyhamował ze 173 do 0 km/h na długości 66 cm, w wyniku uderzenia w ścianę[2][3].
Zobacz też
Źródła
- ↑ http://www.ejectionsite.com/stapp.htm
- ↑ Anton Sukup: Wypadek Davida Purleya na torze Silverstone. 1977. [dostęp 2006-07-31].
- ↑ Sylwetka kierowcy na F1 News. [dostęp 2007-06-11].