इस लेख में, एक भौतिकी और गणित शिक्षक इस बारे में बात करता है कि त्वरण या ब्रेकिंग के दौरान शरीर द्वारा अनुभव किए गए अधिभार की गणना कैसे की जाए। यह सामग्री स्कूल में बहुत खराब तरीके से कवर की जाती है, इसलिए छात्र अक्सर नहीं जानते कि इसे कैसे लागू किया जाए अधिभार गणना, लेकिन संबंधित कार्य एकीकृत राज्य परीक्षा और भौतिकी में एकीकृत राज्य परीक्षा में पाए जाते हैं। तो इस लेख को अंत तक पढ़ें या संलग्न वीडियो ट्यूटोरियल देखें। आपके द्वारा अर्जित ज्ञान परीक्षा में आपके काम आएगा।

आइए परिभाषाओं से शुरू करें। अधिभारपृथ्वी की सतह पर किसी पिंड के भार और उस पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के परिमाण का अनुपात है। शरीर का वजन- यह वह बल है जो शरीर से समर्थन या निलंबन पर कार्य करता है। कृपया ध्यान दें कि वजन बिल्कुल ताकत है! इसलिए, वजन न्यूटन में मापा जाता है, न कि किलोग्राम में, जैसा कि कुछ लोग मानते हैं।

इस प्रकार, जी-बल एक आयामहीन मात्रा है (न्यूटन को न्यूटन से विभाजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप कुछ भी नहीं बचता है)। हालाँकि, कभी-कभी यह मात्रा गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण के रूप में व्यक्त की जाती है। वे कहते हैं, उदाहरण के लिए, अधिभार बराबर है, जिसका अर्थ है कि शरीर का वजन गुरुत्वाकर्षण बल का दोगुना है।

अधिभार गणना उदाहरण

हम विशिष्ट उदाहरणों का उपयोग करके अधिभार की गणना कैसे करें, यह दिखाएंगे। आइए सबसे सरल उदाहरणों से शुरू करें और अधिक जटिल उदाहरणों की ओर बढ़ें।

जाहिर है, जमीन पर खड़े व्यक्ति को किसी भी तरह के अधिभार का अनुभव नहीं होता है। इसलिए मैं कहना चाहूंगा कि इसका अधिभार शून्य है। लेकिन आइए जल्दबाजी में निष्कर्ष न निकालें। आइए इस व्यक्ति पर कार्य करने वाली शक्तियों का चित्रण करें:

किसी व्यक्ति पर दो बल लागू होते हैं: गुरुत्वाकर्षण बल, जो शरीर को जमीन की ओर आकर्षित करता है, और प्रतिक्रिया बल, जो पृथ्वी की सतह से इसका प्रतिकार करता है, ऊपर की ओर निर्देशित होता है। वास्तव में, सटीक रूप से कहें तो, यह बल किसी व्यक्ति के पैरों के तलवों पर लगाया जाता है। लेकिन इस विशेष मामले में, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता, इसलिए इसे शरीर के किसी भी बिंदु से स्थगित किया जा सकता है। चित्र में इसे द्रव्यमान के मानव केंद्र से दूर दर्शाया गया है।

किसी व्यक्ति का वजन समर्थन (पृथ्वी की सतह पर) पर लागू होता है, प्रतिक्रिया में, न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार, समर्थन के पक्ष से व्यक्ति पर परिमाण में समान और विपरीत निर्देशित बल कार्य करता है। इसका मतलब यह है कि शरीर का वजन ज्ञात करने के लिए हमें जमीनी प्रतिक्रिया बल का परिमाण ज्ञात करना होगा।

चूँकि एक व्यक्ति स्थिर खड़ा रहता है और जमीन पर नहीं गिरता है, उस पर कार्य करने वाली ताकतों को मुआवजा दिया जाता है। वह है, और, तदनुसार,। अर्थात्, इस मामले में अधिभार की गणना निम्नलिखित परिणाम देती है:

यह याद रखना! ओवरलोड के अभाव में, ओवरलोड 1 होता है, 0 नहीं। यह सुनने में कितना भी अजीब क्यों न लगे।

आइए अब हम यह निर्धारित करें कि मुक्त रूप से गिरने वाले व्यक्ति का अधिभार किसके बराबर है।

यदि कोई व्यक्ति मुक्त रूप से गिरने की स्थिति में है, तो केवल गुरुत्वाकर्षण बल ही उस पर कार्य करता है, जो किसी भी चीज़ से संतुलित नहीं होता है। कोई जमीनी प्रतिक्रिया बल नहीं है, और कोई शरीर का वजन नहीं है। एक व्यक्ति तथाकथित भारहीनता की स्थिति में है। इस स्थिति में, अधिभार 0 है.

प्रक्षेपण के दौरान अंतरिक्ष यात्री रॉकेट में क्षैतिज स्थिति में होते हैं। यही एकमात्र तरीका है जिससे वे चेतना खोए बिना अपने द्वारा अनुभव किए जाने वाले अतिभार का सामना कर सकते हैं। आइए इसे चित्र में दर्शाते हैं:

इस अवस्था में, दो बल उन पर कार्य करते हैं: जमीनी प्रतिक्रिया बल और गुरुत्वाकर्षण बल। पिछले उदाहरण की तरह, अंतरिक्ष यात्रियों का वजन मापांक समर्थन प्रतिक्रिया बल के परिमाण के बराबर है:। अंतर यह होगा कि समर्थन प्रतिक्रिया बल अब पिछली बार की तरह गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर नहीं है, क्योंकि रॉकेट त्वरण के साथ ऊपर की ओर बढ़ रहा है। उसी त्वरण के साथ, अंतरिक्ष यात्री भी रॉकेट के साथ समकालिक रूप से गति करते हैं।

फिर, Y अक्ष पर प्रक्षेपण में न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार (आंकड़ा देखें), हम निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं: , कहां से। अर्थात्, आवश्यक अधिभार इसके बराबर है:

यह कहा जाना चाहिए कि यह सबसे बड़ा अधिभार नहीं है जिसे अंतरिक्ष यात्रियों को रॉकेट लॉन्च के दौरान अनुभव करना पड़ता है। अधिभार 7 तक पहुंच सकता है। मानव शरीर पर ऐसे अधिभार के लंबे समय तक संपर्क में रहने से अनिवार्य रूप से मृत्यु हो जाती है।

"डेड लूप" के निचले बिंदु पर दो बल पायलट पर कार्य करेंगे: नीचे की ओर - बल, ऊपर की ओर, "बधिर लूप" के केंद्र तक - बल (सीट के उस तरफ से जिसमें पायलट बैठा है) :

पायलट का अभिकेंद्रीय त्वरण भी वहीं निर्देशित होगा, जहां किमी/घंटा मी/सेकंड विमान की गति है और "लूप" की त्रिज्या है। फिर, न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार, ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर की ओर निर्देशित अक्ष पर प्रक्षेपण में, हमें निम्नलिखित समीकरण प्राप्त होता है:

फिर वजन है . तो, अधिभार गणना निम्नलिखित परिणाम देती है:

एक बहुत ही महत्वपूर्ण अधिभार. पायलट की जान बचाने वाली एकमात्र चीज़ यह है कि यह बहुत लंबे समय तक नहीं टिकती।

और अंत में, आइए त्वरण के दौरान कार चालक द्वारा अनुभव किए गए ओवरलोड की गणना करें।

तो, कार की अंतिम गति किमी/घंटा मी/से. है। यदि कोई कार c में आराम से इस गति में तेजी लाती है, तो उसका त्वरण m/s 2 के बराबर होता है। कार क्षैतिज रूप से चलती है, इसलिए, जमीन प्रतिक्रिया बल का ऊर्ध्वाधर घटक गुरुत्वाकर्षण बल द्वारा संतुलित होता है, अर्थात। क्षैतिज दिशा में, चालक कार के साथ-साथ गति बढ़ाता है। इसलिए, न्यूटन के 2-नियम के अनुसार, त्वरण के साथ सह-निर्देशित अक्ष पर प्रक्षेपण में, समर्थन प्रतिक्रिया बल का क्षैतिज घटक बराबर होता है।

हम पाइथागोरस प्रमेय का उपयोग करके कुल समर्थन प्रतिक्रिया बल का परिमाण ज्ञात करते हैं: . यह भार मापांक के बराबर होगा। अर्थात्, आवश्यक अधिभार इसके बराबर होगा:

आज हमने सीखा कि ओवरलोड की गणना कैसे करें। इस सामग्री को याद रखें, यह यूनिफाइड स्टेट परीक्षा या भौतिकी में यूनिफाइड स्टेट परीक्षा के साथ-साथ विभिन्न प्रवेश परीक्षाओं और ओलंपियाड में कार्यों को हल करते समय उपयोगी हो सकती है।

सर्गेई वेलेरिविच द्वारा तैयार सामग्री

22 मार्च, 1995 को अंतरिक्ष यात्री वालेरी पॉलाकोव 438 दिनों की उड़ान के बाद अंतरिक्ष से लौटे। इस अवधि का रिकॉर्ड अभी तक नहीं टूटा है। यह मानव शरीर पर अंतरिक्ष कारकों के प्रभाव पर कक्षा में चल रहे शोध के परिणामस्वरूप संभव हुआ।

1. टेक-ऑफ और लैंडिंग के दौरान ओवरलोड

शायद यह पोलाकोव ही था, जो किसी भी अन्य से अधिक, डेढ़ साल तक कक्षा में रहने के लिए तैयार था। और इसलिए नहीं कि कथित तौर पर उनका स्वास्थ्य असाधारण है। और उसने दूसरों की तुलना में उड़ान-पूर्व की कोई अधिक तैयारी नहीं की। यह सिर्फ इतना है कि पॉलाकोव, एक पेशेवर डॉक्टर होने के नाते - चिकित्सा विज्ञान के उम्मीदवार, रूसी विज्ञान अकादमी के चिकित्सा और जैविक समस्याओं के संस्थान में काम करते हुए, अंतरिक्ष यात्री कोर में "मानव संरचना" के बारे में शरीर की प्रतिक्रियाओं को जानते थे। अस्थिर करने वाले कारक और उनकी भरपाई के तरीके। क्या रहे हैं?

जब एक अंतरिक्ष यान लॉन्च किया जाता है, तो अधिभार 1g से 7g तक होता है। यह बेहद खतरनाक है यदि अधिभार ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ, यानी सिर से पैर तक कार्य करता है। इस स्थिति में, एक व्यक्ति, तीन सेकंड तक 3जी के अधिभार के साथ भी, परिधीय दृष्टि की गंभीर हानि का अनुभव करता है। यदि ये मान पार हो जाते हैं, तो परिवर्तन अपरिवर्तनीय हो सकते हैं, और व्यक्ति के होश खोने की गारंटी है।

इसलिए, जहाज में सीट रखी गई है ताकि त्वरण क्षैतिज विमान में कार्य करे। अंतरिक्ष यात्री एक विशेष मुआवज़ा सूट का भी उपयोग करता है। इससे 10 ग्राम के दीर्घकालिक अधिभार और 25 ग्राम तक के अल्पकालिक अधिभार के साथ सामान्य मस्तिष्क परिसंचरण को बनाए रखना संभव हो जाता है। त्वरण में वृद्धि की दर भी अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि यह एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है, तो मामूली अधिभार भी अंतरिक्ष यात्री के लिए विनाशकारी हो सकता है।

कक्षा में लंबे समय तक रहने के बाद, एक अव्यवस्थित शरीर लैंडिंग के दौरान उत्पन्न होने वाले अधिभार को टेकऑफ़ की तुलना में कहीं अधिक गंभीर रूप से सहन करता है। इसलिए, लैंडिंग से कुछ दिन पहले, अंतरिक्ष यात्री एक विशेष विधि का उपयोग करके तैयारी करता है जिसमें शारीरिक व्यायाम और दवा शामिल होती है। उतरते समय, जहाज को वायुमंडल की घनी परतों में उन्मुख करना बहुत महत्वपूर्ण है ताकि अधिभार अक्ष क्षैतिज हो। पहली अंतरिक्ष उड़ानों के दौरान, जहाज का उचित स्थिरीकरण प्राप्त करना संभव नहीं था, और इसलिए अंतरिक्ष यात्री कभी-कभी लैंडिंग के दौरान चेतना खो देते थे।

2. शून्य गुरुत्वाकर्षण

भारहीनता शरीर के लिए अधिभार की तुलना में कहीं अधिक कठिन परीक्षा है। क्योंकि यह लंबे समय तक और लगातार कार्य करता है, जिससे मानव शरीर में कई महत्वपूर्ण कार्यों में परिवर्तन होता है। इस प्रकार, भारहीनता केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और कई विश्लेषक प्रणालियों (वेस्टिबुलर उपकरण, मांसपेशी-आर्टिकुलर उपकरण, रक्त वाहिकाओं) के रिसेप्टर्स को असामान्य परिचालन स्थितियों में डाल देती है। परिणामस्वरूप, रक्त प्रवाह धीमा हो जाता है और ऊपरी धड़ में रक्त जमा हो जाता है।

भारहीनता की "क्षुद्रता" इस तथ्य में निहित है कि शारीरिक प्रणालियों में अनुकूली प्रक्रियाएं और उनकी अभिव्यक्ति की डिग्री व्यावहारिक रूप से जीव की व्यक्तिगत विशेषताओं पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि केवल भारहीनता में रहने की अवधि पर निर्भर करती है। अर्थात्, कोई व्यक्ति पृथ्वी पर इसके लिए कितनी भी तैयारी करे, चाहे उसका शरीर कितना भी शक्तिशाली क्यों न हो, अनुकूलन प्रक्रिया पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है।

सच है, एक व्यक्ति को बहुत जल्दी वजनहीनता की आदत हो जाती है: चक्कर आना और अन्य नकारात्मक घटनाएं बंद हो जाती हैं। जब अंतरिक्ष यात्री पृथ्वी पर लौटता है तो भारहीनता का फल "चखता" है।

यदि कक्षा में भारहीनता के विनाशकारी प्रभावों का मुकाबला करने के किसी भी तरीके का उपयोग नहीं किया जाता है, तो पहले कुछ दिनों में लैंडिंग अंतरिक्ष यात्री को निम्नलिखित परिवर्तनों का अनुभव होगा:

1. चयापचय प्रक्रियाओं में गड़बड़ी, विशेष रूप से जल-नमक चयापचय, जो ऊतकों के सापेक्ष निर्जलीकरण के साथ होता है, परिसंचारी रक्त की मात्रा में कमी, ऊतकों में कई तत्वों की सामग्री में कमी, विशेष रूप से पोटेशियम और कैल्शियम में ;

2. शारीरिक गतिविधि के दौरान शरीर की ऑक्सीजन व्यवस्था का उल्लंघन;

3. स्थिर और गतिशील स्थितियों में ऊर्ध्वाधर मुद्रा बनाए रखने की क्षीण क्षमता; शरीर के कुछ हिस्सों में भारीपन की भावना (आसपास की वस्तुओं को असामान्य रूप से भारी माना जाता है; मांसपेशियों के प्रयासों में प्रशिक्षण की कमी है);

4. मध्यम और उच्च तीव्रता के काम के दौरान हेमोडायनामिक गड़बड़ी; क्षैतिज से ऊर्ध्वाधर स्थिति में जाने के बाद पूर्व-बेहोशी और बेहोशी की स्थिति संभव है;

5. रोग प्रतिरोधक क्षमता का कम होना।

कक्षा में, भारहीनता के शरीर को नष्ट करने वाले प्रभावों से निपटने के लिए उपायों की एक पूरी श्रृंखला का उपयोग किया जाता है। पोटेशियम और कैल्शियम का सेवन बढ़ाएँ। रक्त निकालने के लिए शरीर के निचले आधे हिस्से पर नकारात्मक दबाव डाला जाता है। बारोक्षतिपूर्ति अंडरवियर. विद्युत मांसपेशी उत्तेजना. खुराक वाली दवा का सेवन. ट्रेडमिल और अन्य व्यायाम उपकरणों पर प्रशिक्षण।

3. शारीरिक निष्क्रियता

शारीरिक निष्क्रियता से निपटने के लिए ट्रेडमिल और विभिन्न मांसपेशी प्रशिक्षकों का भी उपयोग किया जाता है। कक्षा में, यह अपरिहार्य है, क्योंकि शून्य गुरुत्वाकर्षण में गति के लिए पृथ्वी की तुलना में काफी कम प्रयास की आवश्यकता होती है। और पृथ्वी पर लौटने पर, दैनिक कठिन प्रशिक्षण के बाद भी, अंतरिक्ष यात्रियों को मांसपेशियों में कमी का अनुभव होता है। इसके अलावा, शारीरिक गतिविधि का हृदय पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, जो, जैसा कि आप जानते हैं, एक मांसपेशी भी है।

4. विकिरण

मानव शरीर पर इस कारक के प्रभाव का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। विश्व स्वास्थ्य संगठन ने विकिरण खुराक के लिए मानक विकसित किए हैं, जिनकी अधिकता स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है। ये मानक अंतरिक्ष यात्रियों पर लागू नहीं होते.

ऐसा माना जाता है कि एक व्यक्ति वर्ष में एक बार से अधिक फ्लोरोग्राफी नहीं करा सकता है। उसी समय, उसे 0.8 mSv (मिलीसीवर्ट) की खुराक मिलती है। एक अंतरिक्ष यात्री को प्रतिदिन 3.5 mSv तक की खुराक मिलती है। हालाँकि, अंतरिक्ष चिकित्सा के मानकों के अनुसार, ऐसे पृष्ठभूमि विकिरण को स्वीकार्य माना जाता है। क्योंकि दवा से कुछ हद तक यह बेअसर हो जाता है। दैनिक विकिरण खुराक स्थिर नहीं है. प्रत्येक अंतरिक्ष यात्री के पास एक व्यक्तिगत डोसीमीटर होता है, जो शरीर में जमा मिलीसीवर्ट्स को गिनता है। अंतरिक्ष में एक वर्ष के दौरान आप 100 से 300 mSv तक प्राप्त कर सकते हैं।

"बेशक, यह कोई उपहार नहीं है," रूसी विज्ञान अकादमी के चिकित्सा और जैविक समस्याओं के संस्थान में अंतरिक्ष डोसिमेट्री के तरीकों और साधनों की प्रयोगशाला के प्रमुख व्याचेस्लाव शुर्शकोव कहते हैं, "लेकिन यह अंतरिक्ष यात्री की विशिष्टता है पेशा।"

इस मामले में, वार्षिक सीमा खुराक 500 mSv है। जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र के कर्मचारियों के लिए निर्धारित सीमा, जो कि 20 mSv है, से 25 गुना अधिक है।

खैर, कुल खुराक जिसके बाद एक अंतरिक्ष यात्री को उड़ान भरने की अनुमति नहीं है वह 1000 mSv है। वहीं जब गगारिन ने उड़ान भरी तो ये आंकड़ा 4000 mSv था. कुल 747 दिन उड़ान भरने के बाद सर्गेई अवदीव दहलीज के सबसे करीब पहुंचे। उन्हें जो खुराक मिली वह 380 mSv थी।

फोटो ITAR-TASS/अल्बर्ट पुश्केरेव

बल, पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण के मानक त्वरण के लिए। दो त्वरणों का अनुपात होने के कारण, जी-बल एक आयामहीन मात्रा है, हालाँकि जी-बल को अक्सर मानक गुरुत्वाकर्षण त्वरण की इकाइयों में निर्दिष्ट किया जाता है जी(उच्चारण "ज़े"), 9.80665 मी/से² के बराबर। 0 पर अधिभार जीकिसी पिंड द्वारा केवल गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रभाव में मुक्त रूप से गिरने की स्थिति में, यानी भारहीनता की स्थिति में परीक्षण किया जाता है। समुद्र तल पर पृथ्वी की सतह पर आराम कर रहे किसी पिंड द्वारा अनुभव किया जाने वाला भार 1 है।

अधिभार एक सदिश राशि है. एक जीवित जीव के लिए अधिभार की दिशा बहुत महत्वपूर्ण है। अतिभारित होने पर, मानव अंग एक ही स्थिति (समान रैखिक गति या आराम) में बने रहते हैं। सकारात्मक अधिभार के साथ (त्वरण पैरों से सिर की ओर निर्देशित होता है, और अधिभार वेक्टर सिर से पैरों की ओर होता है), रक्त सिर से पैरों की ओर बढ़ता है, पेट नीचे चला जाता है। नकारात्मक अधिभार के साथ, सिर में रक्त का प्रवाह बढ़ जाता है। मानव शरीर की सबसे अनुकूल स्थिति, जिसमें वह सबसे बड़े अधिभार का अनुभव कर सकता है, अपनी पीठ के बल लेटना है, गति के त्वरण की दिशा का सामना करना पड़ रहा है, अधिभार को स्थानांतरित करने के लिए सबसे प्रतिकूल स्थिति अनुदैर्ध्य दिशा में है, जिसमें उसके पैर दिशा की ओर हैं। त्वरण. जब एक कार किसी स्थिर बाधा से टकराती है, तो कार में बैठे व्यक्ति को पीठ-सीने पर अधिभार का अनुभव होगा। इस तरह के अतिभार को बिना किसी कठिनाई के सहन किया जा सकता है। एक सामान्य व्यक्ति 15 तक का ओवरलोड झेल सकता है जी पास में 3-5 सेकंडचेतना की हानि के बिना. 20-30 से अधिभार जी या अधिक, एक व्यक्ति अधिभार की भयावहता के आधार पर, चेतना खोए बिना 1-2 सेकंड से अधिक नहीं झेल सकता है।

सैन्य पायलटों और अंतरिक्ष यात्रियों के लिए मुख्य आवश्यकताओं में से एक शरीर की अधिभार झेलने की क्षमता है। एंटी-जी सूट में प्रशिक्षित पायलट −3…−2 से जी-बलों का सामना कर सकते हैं जी +12 तक जी . आमतौर पर सकारात्मक अधिभार 7-8 के साथ जी आंखें "लाल हो जाती हैं", दृष्टि गायब हो जाती है, और सिर से खून बहने के कारण व्यक्ति धीरे-धीरे चेतना खो देता है। नकारात्मक, उर्ध्व अधिभार का प्रतिरोध बहुत कम है। टेकऑफ़ के दौरान, अंतरिक्ष यात्री लेटते समय अधिक भार सहते हैं। इस स्थिति में, अधिभार छाती-पीछे की दिशा में कार्य करता है, जो आपको कई मिनटों तक कई इकाइयों के अधिभार का सामना करने की अनुमति देता है जी. विशेष एंटी-ओवरलोड सूट हैं, जिनका कार्य ओवरलोड के प्रभाव को कम करना है। सूट एक कोर्सेट है जिसमें नली होती है जो वायु प्रणाली द्वारा फुलाई जाती है और मानव शरीर की बाहरी सतह को पकड़ती है, जिससे रक्त का बहिर्वाह थोड़ा बाधित होता है।

ओवरलोडिंग से मशीनों की संरचना पर तनाव बढ़ जाता है और इससे उनकी खराबी या विनाश हो सकता है, साथ ही असुरक्षित या खराब सुरक्षित भार की आवाजाही भी हो सकती है। यात्री विमानों के लिए परिचालन दस्तावेज द्वारा अनुमत अधिभार की मात्रा [ जो लोग?] 2.5 है जी .

अतिभार के उदाहरण और उनके अर्थ:

अधिभार उदाहरण	मूल्य, जी
पृथ्वी के सापेक्ष स्थिर अवस्था में कोई व्यक्ति (या कोई वस्तु)।	1
टेकऑफ़ के दौरान हवाई जहाज़ पर यात्री	1,5
स्काईडाइवर 6 मीटर/सेकंड की गति से उतर रहा है	1,8
स्काइडाइवर अपना पैराशूट खोल रहा है	10.0 तक (पीओ-16, डी1-5यू) 16 तक (यूटी-15 सेर 5)
सोयुज अंतरिक्ष यान में अवतरण के दौरान अंतरिक्ष यात्री	3.0-4.0 तक
खेल विमान के पायलट एरोबेटिक युद्धाभ्यास करते हुए	−7 से +12 तक
अधिभार (दीर्घकालिक), मानव शारीरिक क्षमताओं की सीमा के अनुरूप	8,0-10,0
गैर-घातक आपातकालीन वंश के लिए रिकॉर्ड

किसी विशेष कारण से, दुनिया में 0 से 100 किमी/घंटा (संयुक्त राज्य अमेरिका में 0 से 60 मील प्रति घंटे) तक कार के त्वरण की गति पर बहुत ध्यान दिया जाता है। विशेषज्ञ, इंजीनियर, स्पोर्ट्स कारों के प्रशंसक, साथ ही सामान्य कार उत्साही, किसी प्रकार के जुनून के साथ, कारों की तकनीकी विशेषताओं की लगातार निगरानी करते हैं, जो आमतौर पर 0 से 100 किमी / घंटा तक कार के त्वरण की गतिशीलता को प्रकट करते हैं। इसके अलावा, यह सारी रुचि न केवल स्पोर्ट्स कारों में देखी जाती है, जिनके लिए एक ठहराव से त्वरण की गतिशीलता बहुत महत्वपूर्ण है, बल्कि पूरी तरह से सामान्य अर्थव्यवस्था वर्ग की कारों में भी देखी जाती है।

आजकल, त्वरण गतिशीलता में सबसे बड़ी रुचि आधुनिक इलेक्ट्रिक कारों पर केंद्रित है, जिन्होंने धीरे-धीरे ऑटो क्षेत्र से अपनी अविश्वसनीय त्वरण गति के साथ स्पोर्ट्स सुपरकारों को विस्थापित करना शुरू कर दिया है। उदाहरण के लिए, कुछ साल पहले यह बहुत ही शानदार लगता था कि एक कार केवल 2 सेकंड में 100 किमी/घंटा की रफ्तार पकड़ सकती है। लेकिन आज कुछ आधुनिक लोग पहले ही इस सूचक के करीब आ चुके हैं।

यह स्वाभाविक रूप से आपको आश्चर्यचकित करता है: 0 से 100 किमी/घंटा तक कार के त्वरण की कौन सी गति मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक है? आख़िरकार, कार जितनी तेज़ गति से चलती है, पहिया के पीछे बैठे (बैठे) चालक को उतना ही अधिक भार का अनुभव होता है।

हमारी इस बात से सहमत हैं कि मानव शरीर की अपनी कुछ सीमाएँ होती हैं और यह उन अंतहीन बढ़ते भारों का सामना नहीं कर सकता है जो वाहन के तीव्र त्वरण के दौरान उस पर एक निश्चित प्रभाव डालते हैं। आइए एक साथ पता लगाएं कि एक कार का अधिकतम त्वरण सैद्धांतिक और व्यावहारिक रूप से एक व्यक्ति द्वारा कितना सहन किया जा सकता है।

त्वरण, जैसा कि हम सभी शायद जानते हैं, समय की प्रति इकाई किसी पिंड की गति में एक साधारण परिवर्तन है। ज़मीन पर किसी भी वस्तु का त्वरण, एक नियम के रूप में, गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर करता है। गुरुत्वाकर्षण किसी भी भौतिक वस्तु पर कार्य करने वाला एक बल है जो पृथ्वी की सतह के करीब है। पृथ्वी की सतह पर गुरुत्वाकर्षण बल में गुरुत्वाकर्षण और केन्द्रापसारक जड़त्व बल शामिल होते हैं, जो हमारे ग्रह के घूमने के कारण उत्पन्न होता है।

यदि हम बिल्कुल सटीक होना चाहते हैं, तो 1 ग्राम का मानव अधिभारकार के पहिए के पीछे बैठना तब बनता है जब कार 2.83254504 सेकंड में 0 से 100 किमी/घंटा की रफ्तार पकड़ लेती है।

और इसलिए, हम जानते हैं कि जब अतिभारित होता है 1 ग्राम मेंव्यक्ति को कोई परेशानी नहीं होती है. उदाहरण के लिए, एक उत्पादन टेस्ला मॉडल एस कार (एक महंगा विशेष संस्करण) 2.5 सेकंड में 0 से 100 किमी/घंटा की रफ्तार पकड़ सकती है (विनिर्देश के अनुसार)। तदनुसार, इस कार को चलाने वाले चालक को ओवरलोड का अनुभव होगा 1.13 ग्राम.

जैसा कि हम देखते हैं, यह उस अधिभार से कहीं अधिक है जो एक व्यक्ति सामान्य जीवन में अनुभव करता है और जो गुरुत्वाकर्षण के कारण और अंतरिक्ष में ग्रह की गति के कारण भी उत्पन्न होता है। लेकिन यह काफी है और ओवरलोड से इंसानों को कोई खतरा नहीं होता है। लेकिन, अगर हम एक शक्तिशाली ड्रैगस्टर (स्पोर्ट्स कार) के पहिये के पीछे बैठते हैं, तो यहां तस्वीर पूरी तरह से अलग है, क्योंकि हम पहले से ही अलग-अलग ओवरलोड आंकड़े देख रहे हैं।

उदाहरण के लिए, सबसे तेज़ व्यक्ति केवल 0.4 सेकंड में 0 से 100 किमी/घंटा की रफ़्तार पकड़ सकता है। परिणामस्वरूप, यह पता चलता है कि यह त्वरण कार के अंदर ओवरलोड का कारण बनता है 7.08 ग्रा. जैसा कि आप देख सकते हैं, यह पहले से ही बहुत कुछ है। ऐसी बेतरतीब गाड़ी चलाने पर आप बहुत सहज महसूस नहीं करेंगे और इसका कारण यह होगा कि आपका वजन पहले की तुलना में लगभग सात गुना बढ़ जाएगा। लेकिन इस तरह के त्वरण गतिशीलता के साथ बहुत आरामदायक स्थिति नहीं होने के बावजूद, यह (यह) अधिभार आपको मारने में सक्षम नहीं है।

तो फिर किसी व्यक्ति (चालक) को मारने के लिए कार को तेज़ गति से कैसे चलना पड़ता है? वास्तव में, इस प्रश्न का उत्तर स्पष्ट रूप से देना असंभव है। यहाँ मुद्दा निम्नलिखित है. किसी भी व्यक्ति का प्रत्येक जीव विशुद्ध रूप से व्यक्तिगत होता है और यह स्वाभाविक है कि किसी व्यक्ति पर कुछ शक्तियों के प्रभाव के परिणाम भी पूरी तरह से अलग होंगे। कुछ के लिए अधिभार 4-6 ग्राम परयहां तक ​​कि कुछ सेकंड के लिए भी यह पहले से ही महत्वपूर्ण होगा। इस तरह के अतिभार से चेतना की हानि हो सकती है और यहां तक ​​कि उस व्यक्ति की मृत्यु भी हो सकती है। लेकिन आमतौर पर ऐसा अधिभार कई श्रेणियों के लोगों के लिए खतरनाक नहीं होता है। ऐसे ज्ञात मामले हैं जब ओवरलोड होता है 100 ग्रामएक व्यक्ति को जीवित रहने की अनुमति दी। लेकिन सच तो यह है कि ऐसा बहुत दुर्लभ है।

भारी और असुविधाजनक स्पेससूट पहने अंतरिक्ष यात्री, अंतरिक्ष यान के अंदर जाने वाली हैच पर एक पल के लिए रुका, नीचे खड़े शोक मनाने वालों की भीड़ को देखा, विदाई अभिवादन में अपना हाथ उठाया और अपने डिब्बे के अंधेरे उद्घाटन में गायब हो गया। वह झरझरा, मुलायम, प्लास्टिक सामग्री से बनी एक कुर्सी पर आराम से बैठ गया, पट्टियों को सुरक्षित किया, सूट के संपर्कों को जहाज के सामान्य सिग्नल वायरिंग नेटवर्क से जोड़ा और नियंत्रण कक्ष पर एक बटन दबाया, जिससे संकेत मिला रेडियो स्वागत के लिए तत्परता. एक मिनट बाद उसने फ्लाइट कमांडर की आवाज़ सुनी:

कोई बात नहीं, बस कुछ मिनट और बचे हैं! - अंतरिक्ष यात्री ने सामान्य रेडियो प्रसारण नेटवर्क चालू किया और एक रेडियो कमेंटेटर की आवाज सुनी, जिसने प्रक्षेपण की तैयारियों का विवरण दिया और प्रक्षेपण-पूर्व भावनाओं और मनोदशाओं का रंगीन वर्णन किया। अंतरिक्ष यात्री ने एक बार फिर अपने परिवार और दोस्तों, अंतरिक्ष अनुसंधान का नेतृत्व करने वाले वैज्ञानिकों की विदाई के दृश्यों को याद किया।

मैं तत्परता को नंबर एक घोषित करता हूँ! - कमांडर की आवाज़ अचानक हेलमेट पर लगे हेलमेट से गुज़री। इसके बाद, सभी अंतरिक्ष यात्रियों से परिचित रोमांचक उलटी गिनती शुरू हुई, जिसका प्रत्येक अंक अपने साथ प्रत्याशा का लगातार बढ़ता तनाव लेकर आया।

ध्यान, ध्यान, ध्यान! दस... नौ... आठ... सात... छह... पांच... चार... तीन... दो... एक... शुरू करें!

अंतरिक्ष यात्री के केबिन में सबसे पहले नीचे कहीं से तरंगों के रूप में आने वाले कंपन ने छेद किया; तभी एक धीमी गड़गड़ाहट हुई, जो जल्द ही एक लंबी निरंतर गर्जना में बदल गई। रॉकेट के नीचे से तेज बिजली की एक लंबी धारा प्रकट हुई और उसका विशाल शरीर, धुएं और गर्जना के बीच, धीरे-धीरे जमीन से अलग हो गया, धीरे-धीरे अपनी गति बढ़ा रहा था।

जबकि कॉस्मोड्रोम में सभी शोक मनाने वाले, अंतरिक्ष यान की उड़ान का अनुसरण करने की कोशिश कर रहे थे, अपने सिर ऊंचे और ऊंचे उठा रहे थे, अंतरिक्ष यात्री के लिए महत्वपूर्ण क्षण कॉकपिट में शुरू हुए।

अधिभार बढ़ रहा है! - उन्होंने रेडियो पर सूचना दी। - सब कुछ क्रम में है, उपकरण ठीक से काम कर रहे हैं! “ये आखिरी शब्द थे जिन्हें अंतरिक्ष यात्री बिना किसी कठिनाई के बोलने में कामयाब रहे, क्योंकि अचानक किसी शक्तिशाली शक्ति ने उनके शरीर को कुर्सी पर दबा दिया था। उसकी छाती पर एक भारी वजन गिर गया जिससे अंतरिक्ष यात्री हवा की एक सांस भी नहीं ले सका। ऐसा लग रहा था कि थोड़ा और और वह कुचल दिया जायेगा। टाँगें और बाँहें भारी हो गईं, मानो वे सीसे से बनी हों, चेहरे की मांसपेशियाँ मुड़ गईं और पीछे की ओर चली गईं, आँखें, दो गेंदों की तरह, खोपड़ी में गहराई तक धँस गईं।

अंतरिक्ष यात्री ने माइक्रोफ़ोन में कुछ कहने की भी कोशिश की, लेकिन कोई फायदा नहीं हुआ। उसके होठों से केवल अस्पष्ट बुदबुदाहट ही निकली। बातचीत के प्रयासों को छोड़कर, अंतरिक्ष यात्री ने अपने अनुभवों पर ध्यान केंद्रित किया, शक्तिशाली बल का विरोध करने की कोशिश की और अपने होठों से हवा की सांस ली।

अचानक उसे तीव्र राहत महसूस हुई।

रॉकेट के पहले चरण के इंजन का सिरा उसके सिर में चमक गया।

लेकिन यह इंजनों के संचालन में केवल एक क्षणिक रुकावट थी। जैसे ही रॉकेट का पहला चरण अलग हुआ, दूसरे चरण के इंजन चालू हो गए।

गति फिर से बढ़ने लगी और इसके साथ ही भार भी बढ़ने लगा, अंतरिक्ष यात्री का शरीर फिर से कुर्सी के गद्दों में दब गया। कुछ मिनट बाद रॉकेट के दूसरे चरण के इंजनों में ईंधन खत्म हो गया, एक छोटा ब्रेक हुआ, जिसके बाद तीसरे चरण के इंजनों ने काम करना शुरू कर दिया। और यद्यपि शरीर को अभी भी भार पर काबू पाने में बड़ी कठिनाई हो रही थी, अंतरिक्ष यात्री ने परीक्षण के आसन्न अंत के बारे में सोचा। वह जानता था कि तीसरे चरण के इंजनों को बहुत कम समय के लिए काम करना होगा, और कुछ ही मिनटों में - ओवरलोड का अंत!

और वैसा ही हुआ. नब्बे सेकंड बाद इंजनों ने फायर करना बंद कर दिया और अचानक सन्नाटा छा गया।

परिवर्तन इतना तेज़ और तीव्र था कि न तो अंतरिक्ष यात्री के शरीर और न ही दिमाग को इसकी तैयारी के लिए समय मिला। उसका दिल उसकी छाती में जोर-जोर से धड़क रहा था, उसकी छाती तेजी से ऊपर-नीचे हो रही थी, अंतरिक्ष यात्री अपने खुले मुंह से हवा के लिए हांफ रहा था और बार-बार उथली सांस ले रहा था। लेकिन अचानक सब कुछ ख़त्म हो गया.

* * *

उफ़! - अंतरिक्ष यात्री ने गहरी और राहत की अनुभूति के साथ आह भरी। उड़ान का पहला भाग ख़त्म हो चुका है. उन्होंने माइक्रोफ़ोन चालू किया और अक्षरों को स्पष्ट रूप से उजागर करते हुए कहा:

कक्षा में प्रवेश किया। सभी उपकरण और डिवाइस सुचारू रूप से काम करते हैं। मैं अच्छा महसूस कर रहा हूँ।

हमने अंतरिक्ष में एक अंतरिक्ष यात्री के सामान्य, सामान्य प्रक्षेपण का वर्णन करने की कोशिश की, जब कार्य केवल पृथ्वी के चारों ओर एक कक्षीय उड़ान तक सीमित है। ऐसी शुरुआत अभी भी त्वरण बल की कार्रवाई के कारण मानव शरीर के लिए एक कठिन परीक्षा का प्रतिनिधित्व करती है।

यह कैसी शक्ति है?

इसे कैसे मापें?

आइए एक पल के लिए कल्पना करें कि हम एक गर्म हवा के गुब्बारे में ऊपर गए और, एक सुविधाजनक क्षण चुनकर, वजन बाहर फेंक दिया। रिलीज के समय, वजन की गति शून्य होगी, लेकिन उड़ान के पहले सेकंड के अंत में यह 9.8 मीटर प्रति सेकंड होगी, दूसरे सेकंड के अंत में - दोगुनी, यानी 19.6 मी/सेकंड, तीसरे सेकंड के अंत में - तीन गुना अधिक, यानी 29.4 मी/सेकंड और इसी तरह। वजन की उड़ान की गति हर सेकंड 9.8 मीटर/सेकंड बढ़ जाती है।

यह वह मान है जो त्वरण की इकाई है। विज्ञान में, इसे आमतौर पर लैटिन अक्षर "जी" द्वारा दर्शाया जाता है। यदि कोई भौतिक पिंड ऊर्ध्वाधर रूप से ऊपर उठता है या गिरता है, तो त्वरण का बल गुरुत्वाकर्षण पर या, जो समान है, गुरुत्वाकर्षण बल पर निर्भर करता है। हालाँकि, अन्य प्रकार के त्वरण भी हैं, उदाहरण के लिए रोटेशन के दौरान, जब केन्द्रापसारक बल प्रकट होता है, या एक हवाई जहाज में, जब पायलट, गोता से उभरकर तथाकथित "स्लाइड" पर जाता है।

इन सभी प्रकार के त्वरण को सकारात्मक माना जाता है।

तेज गति से चलने वाली ट्रेन या कार की तेज ब्रेकिंग के दौरान, विपरीत संकेत के साथ एक त्वरण बल उत्पन्न होता है - नकारात्मक त्वरण। इस मामले में, ब्रेक लगाने से उत्पन्न जड़ता का बल, यानी गति में कमी, या, यदि आप चाहें, तो नकारात्मक त्वरण, यात्री को आगे की ओर फेंक देता है। कार दुर्घटनाओं के दौरान, लोग अक्सर नकारात्मक त्वरण से मरते हैं।

एक समय था जब त्वरण के मुद्दों पर केवल सैद्धांतिक रूप से विचार किया जाता था। उच्च गति वाले विमानों के आगमन के बाद, त्वरण के मुद्दों का व्यावहारिक रूप से अध्ययन किया जाने लगा। लगभग तीस साल पहले, एविएटर हलकों में बहुत शोर मचाया गया था जब एक पायलट, गोता लगाने वाली उड़ान से बाहर निकलते समय नियंत्रण खो बैठा और दुर्घटनाग्रस्त हो गया। यह पता चला कि उच्च उड़ान गति के दौरान दिशा में तेज बदलाव के दौरान उत्पन्न त्वरण बल के प्रभाव में, पायलट ने चेतना खो दी और नियंत्रण खो दिया।

चेतना की हानि का कारण क्या है? आख़िरकार, वह उत्कृष्ट स्वास्थ्य वाला एक अनुभवी, मजबूत पायलट था!

गोताखोरी उड़ान से बाहर निकलने के समय, एक केन्द्रापसारक बल प्रकट हुआ, जिसके कारण दो से तीन के क्रम का नकारात्मक त्वरण हुआ। जैसे-जैसे केन्द्रापसारक बल बढ़ता गया, पायलट के शरीर और उसके खून का वजन बढ़ता गया। जब त्वरण 4 ग्राम तक पहुंच गया, तो इस बल के प्रभाव में रक्त का एक महत्वपूर्ण हिस्सा मस्तिष्क से निकल गया और शरीर के निचले हिस्सों में चला गया, जिसके परिणामस्वरूप पायलट ने अपनी दृष्टि खोना शुरू कर दिया। कुछ क्षण बाद, जब त्वरण कम हो गया, तो पायलट को कुछ भी दिखाई नहीं दे रहा था, मानो उसने अपनी आँखों पर काली पट्टी बाँध रखी हो।

हालाँकि, त्वरण में वृद्धि जारी रही क्योंकि पायलट विमान को एक ऐसे मोड़ के माध्यम से चला रहा था जिसके अंत में विमान ऊर्ध्वाधर ऊपर की ओर उड़ान की स्थिति में होगा। मस्तिष्क से पायलट के हृदय की ओर अधिक रक्त प्रवाहित होने लगा। विकराल लक्षण प्रकट हुए। पायलट को ऐसा लग रहा था कि उसका दिल तेजी से नीचे की ओर गिर रहा था, वह पेट के निचले हिस्से में चला गया था, और लीवर और भी नीचे, घुटनों के पास कहीं था। पायलट को अब कुछ भी दिखाई नहीं दे रहा था, और उसे होश न खोने के लिए अपनी पूरी ताकत लगानी पड़ी। अब तक उसने कभी ऐसी स्थिति का अनुभव नहीं किया था, लेकिन पायलट लड़ाई छोड़ना नहीं चाहता था, अपने शरीर की कमजोरी के आगे झुकना नहीं चाहता था। उनका मानना ​​था कि केन्द्रापसारक बल समाप्त होते ही सभी अप्रिय संवेदनाएँ समाप्त हो जाएँगी।

लेकिन इस बार उनका आकलन गलत हो गया. उन्होंने गोता उड़ान से बाहर निकलने के समय उच्च प्रारंभिक गति को ध्यान में नहीं रखा और इस प्रकार, इस समय दिखाई देने वाली केन्द्रापसारक बल की महत्वपूर्ण मात्रा को ध्यान में नहीं रखा।

असफल उड़ान जारी रही। खून के अभाव में पायलट के दिमाग ने काम करना बंद कर दिया। जब त्वरण बल 10 ग्राम तक पहुंच गया, तो पायलट के शरीर का वजन हमेशा की तरह 85 किलोग्राम नहीं, बल्कि 850 किलोग्राम हो गया। प्रत्येक घन सेंटीमीटर रक्त का वजन 1 ग्राम नहीं, बल्कि 10 ग्राम था, इसलिए रक्त लोहे से भारी हो गया और इसका वजन लगभग पारे के बराबर हो गया।

अंतिम प्रयास करते हुए, पायलट ने केन्द्रापसारक बल के राक्षसी दबाव को कम करने के लिए नियंत्रण लीवर को खुद से दूर खींचने से पहले एक सेकंड के लिए रुकने का फैसला किया। हालाँकि, उसी क्षण वह बेहोश हो गया। मैंने डोरी खींची, इसे बर्दाश्त नहीं कर सका और... हार गया।

विमान ने नियंत्रण खो दिया, मजबूत और भारी मशीन बेतरतीब ढंग से गिरने लगी और अंततः जमीन पर दुर्घटनाग्रस्त हो गई। ऐसा था इस उड़ान का दुखद अंत.

इस मामले पर एविएटर हलकों में लंबे समय तक चर्चा हुई, खासकर विमानन चिकित्सा की समस्याओं में शामिल शरीर विज्ञानियों के बीच। व्यापक वैज्ञानिक अनुसंधान शुरू हुआ।

यह स्थापित किया गया है कि लगभग 5 ग्राम के त्वरण के साथ, अच्छी तरह से प्रशिक्षित और लगातार पायलट भी अपनी दृष्टि, सांस लेने की क्षमता खो देते हैं और उनके कानों में गंभीर दर्द होने लगता है। यदि यह स्थिति 30-40 सेकंड से अधिक नहीं रहती है, तो शरीर जल्दी से इस पर काबू पा लेता है, लेकिन यदि यह लंबे समय तक बनी रहती है, तो गंभीर विकार और यहां तक ​​कि चोटें भी लग सकती हैं।

विमानन में जेट उड़ान का युग शुरू होने के बाद, और विमान की गति 1000 किमी/घंटा से अधिक होने लगी, वैज्ञानिकों ने उच्च गति पर एरोबेटिक युद्धाभ्यास करते समय पायलटों के व्यवहार को देखकर शरीर के अधिभार प्रतिरोध के बारे में बहुत सारी जानकारी प्राप्त करना शुरू कर दिया। जमीन पर गुलेल भी बनाए गए थे, जिनकी मदद से कई अनुसंधान उपकरणों से सुसज्जित डमी को उच्च प्रारंभिक गति से हवा में फेंका जाता था। मुक्त रूप से गिरने से लेकर खुले पैराशूट से उड़ान भरने के संक्रमण के दौरान पैराशूटिस्ट के शरीर में होने वाली घटनाओं को भी नोट किया गया।

लेकिन ऐसे अध्ययन अधूरे रहे हैं. अधिभार के प्रभाव में मानव शरीर में होने वाली घटनाओं का अध्ययन करने के लिए अधिक बहुमुखी, सुविधाजनक और सटीक उपकरण और स्थापना बनाना आवश्यक था।

"हिंडोला"

जल्द ही ऐसी स्थापना का निर्माण किया गया। यह एक सेंट्रीफ्यूज है, जिसे कुछ देशों में पायलटों और अंतरिक्ष यात्रियों ने "हिंडोला" करार दिया है। यह अधिभार के प्रति शरीर के प्रतिरोध का अध्ययन करने के लिए मुख्य स्थापना बन गया है। यह "हिंडोला" कैसा दिखता है?

विशाल गोल हॉल में, फर्श से लगभग एक मीटर ऊपर, कोई स्टील पाइप से बना एक जाली कंसोल देख सकता है, जो कुछ हद तक एक निर्माण क्रेन की याद दिलाता है। एक छोर पर, कंसोल 6000 एचपी की शक्ति के साथ एक इलेक्ट्रिक ड्राइव के साथ ऊर्ध्वाधर अक्ष पर लगाया गया है। साथ। हिंडोला कंसोल की लंबाई 17 मीटर है; ग्रिल के दूसरे छोर पर एक केबिन है जिसमें एक व्यक्ति के बैठने की जगह है; केबिन में विभिन्न प्रकार के जटिल अनुसंधान उपकरण हैं।

केबिन को भली भांति बंद करके सील कर दिया गया है, जिससे इसके अंदर तापमान और दबाव को बहुत व्यापक सीमा के भीतर सेट करना संभव हो जाता है, अर्थात, इसमें ऐसी स्थितियाँ बनाना संभव है जो उड़ान के दौरान अंतरिक्ष यात्री के केबिन में मौजूद स्थितियों के बहुत करीब हो सकती हैं। अंतरिक्ष में।

एक विशेष केबिन सस्पेंशन तंत्र स्वचालित रूप से परीक्षण के दौरान इसे स्थापित करता है ताकि केन्द्रापसारक बल केबिन के अंदर एक व्यक्ति पर एक सीधी रेखा में कार्य कर सके, ठीक उसी तरह जैसे यह बल अंतरिक्ष उड़ान के दौरान कार्य करता है। इससे प्रयोग देख रहे डॉक्टरों के लिए गणना करना आसान हो जाता है।

केबिन में स्थित सभी असंख्य उपकरणों में से, केबिन यात्री के सिर के ठीक ऊपर स्थित टेलीविजन कैमरा लेंस पर ध्यान देना उचित है। एक बार जब पायलट कॉकपिट में अपनी जगह ले लेता है, तो वैज्ञानिक उसके शरीर में इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरण से जुड़े कई तरह के सेंसर लगा देते हैं। इसके लिए धन्यवाद, सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान पायलट के शरीर में होने वाली सभी घटनाएं रिकॉर्डिंग टेप पर सटीक रूप से दर्ज की जाती हैं।

जैसे ही "हिंडोला" कंसोल घूमना शुरू करता है, केबिन में एक केन्द्रापसारक बल उत्पन्न होता है, जो अंतरिक्ष यान या हवाई जहाज के केबिन में त्वरण बल की तरह पायलट के शरीर पर कार्य करता है। जैसे-जैसे क्रांतियों की संख्या बढ़ती है, यह बल भी बढ़ता है और 40 ग्राम के मान तक पहुंच सकता है, जिस पर पायलट के शरीर का वजन 3200 किलोग्राम तक बढ़ जाता है। किसी व्यक्ति के लिए इस तरह के अधिभार के परिणामस्वरूप मृत्यु हो सकती है, इसलिए यह जानवरों के साथ प्रयोगों के दौरान केवल असाधारण मामलों में ही बनाया जाता है।

हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जोन्सविले में अमेरिकी हवाई अड्डे पर (वहां स्थापित अपकेंद्रित्र का वर्णन हम कर रहे हैं), पायलटों में से एक द्वारा स्थापित एक रिकॉर्ड एक समय में प्रसिद्ध हो गया था। इस तथ्य के बावजूद कि त्वरण 5 ग्राम की खतरनाक सीमा से अधिक था, पायलट ने प्रयोग को रोकने के लिए कोई संकेत नहीं दिया, और उसने अपकेंद्रित्र को रोकने के लिए टेलीफोन द्वारा भेजे गए प्रस्ताव को अस्वीकार कर दिया। इसके अलावा उन्होंने गति बढ़ाने की भी मांग की. पायलट ने 8 ग्राम, फिर 10 और 12 ग्राम का त्वरण झेला। और केवल जब त्वरण बल 14 ग्राम तक पहुंच गया और दो मिनट तक इस स्तर पर रहा, तो पायलट ने अंततः स्पष्ट कर दिया कि वह अब इसे बर्दाश्त नहीं कर सकता।

मानव शरीर की अधिभार झेलने की क्षमता अलग-अलग व्यक्तियों के लिए समान नहीं होती है और यह काफी हद तक व्यक्तिगत गुणों, प्रशिक्षण की डिग्री, स्वास्थ्य की स्थिति, व्यक्ति की उम्र आदि पर निर्भर करती है। मूल रूप से, एक सामान्य व्यक्ति को 5 ग्राम पर बुरा लगता है, लेकिन असाधारण स्वास्थ्य वाले प्रशिक्षित पायलट लगभग 10 ग्राम को 3-5 मिनट तक झेल सकते हैं।

अब तक अंतरिक्ष यात्रियों को क्या-क्या भार सहना पड़ा है?

सोवियत आंकड़ों के अनुसार, बाहरी अंतरिक्ष में उड़ान भरने वाले दुनिया के पहले व्यक्ति, यूरी गगारिन ने प्रक्षेपण के दौरान लगभग 4 ग्राम भार का सामना किया। अमेरिकी शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि अंतरिक्ष यात्री ग्लेन ने प्रक्षेपण के क्षण से लेकर रॉकेट के पहले चरण के अलग होने तक, यानी 2 मिनट और 10 सेकंड तक 6.7 ग्राम तक के बढ़ते अधिभार का सामना किया। पहले चरण के अलग होने के बाद, त्वरण 2 मिनट और 52 सेकंड में 1.4 से बढ़कर 7.7 ग्राम हो गया।

चूँकि इन परिस्थितियों में त्वरण, और इसके साथ-साथ अधिभार, धीरे-धीरे बढ़ता है और लंबे समय तक नहीं रहता है, अंतरिक्ष यात्रियों का मजबूत, प्रशिक्षित शरीर बिना किसी नुकसान के उन्हें सहन करता है।

जेट स्लेज

अधिभार के प्रति मानव शरीर की प्रतिक्रिया का अध्ययन करने के लिए एक अन्य प्रकार की स्थापना है। यह एक जेट स्लेज है, जो काफी लंबाई (30 किलोमीटर तक) के रेल ट्रैक पर चलने वाला एक केबिन है। स्किड पर केबिन की गति 3500 किमी/घंटा तक पहुंच जाती है। इस स्थिति में अधिभार के प्रति शरीर की प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करना अधिक सुविधाजनक है, क्योंकि वे न केवल सकारात्मक, बल्कि नकारात्मक त्वरण भी पैदा कर सकते हैं। लॉन्च के कुछ सेकंड बाद एक शक्तिशाली जेट इंजन स्लेज को लगभग 900 मीटर/सेकंड (यानी राइफल बुलेट की गति) की गति देता है, त्वरण 100 ग्राम तक पहुंच सकता है। तेज ब्रेकिंग के दौरान, जेट इंजन की मदद से, नकारात्मक त्वरण 150 ग्राम तक भी पहुंच सकता है।

जेट स्लेज पर परीक्षण मुख्य रूप से विमानन के लिए उपयुक्त हैं, अंतरिक्ष यात्रियों के लिए नहीं, और, इसके अलावा, यह स्थापना एक सेंट्रीफ्यूज की तुलना में बहुत अधिक महंगी है।

कैटापोल्ट्स

कैटापोल्ट जेट स्लेज के समान सिद्धांत पर काम करते हैं, जिसमें झुके हुए गाइड होते हैं जिनके साथ पायलट की सीट चलती है। गुलेल विमानन में विशेष रूप से उपयोगी होते हैं। वे पायलटों के शरीर की प्रतिक्रियाओं का परीक्षण करते हैं, जिन्हें भविष्य में किसी हवाई जहाज दुर्घटना में अपनी जान बचाने के लिए इजेक्ट करना पड़ सकता है। इस मामले में, दुर्घटनाग्रस्त जेट विमान से कॉकपिट और पायलट को गोली मार दी जाती है और पैराशूट का उपयोग करके हम जमीन पर उतरते हैं। कैटापोल्ट्स 15 ग्राम से अधिक गति करने में सक्षम नहीं हैं।

"आयरन सायरन"

मानव शरीर पर अधिभार के हानिकारक प्रभावों को रोकने के तरीके की खोज में, वैज्ञानिकों ने पाया है कि किसी व्यक्ति को तरल माध्यम में डुबोने से, जिसका घनत्व लगभग मानव शरीर के औसत घनत्व से मेल खाता है, बहुत लाभ होता है।

पूल उचित घनत्व के तरल निलंबन से भरे हुए बनाए गए थे, एक श्वास उपकरण के साथ; प्रायोगिक जानवरों (चूहों और चूहों) को पूल में रखा गया, जिसके बाद सेंट्रीफ्यूजेशन किया गया। यह पता चला कि चूहों और चूहों का ओवरलोड प्रतिरोध दस गुना बढ़ गया।

अमेरिकी वैज्ञानिक संस्थानों में से एक में, स्विमिंग पूल बनाए गए थे जिससे उनमें एक व्यक्ति को रखना संभव हो गया; (पायलटों ने बाद में इन पूलों को "आयरन सायरन" नाम दिया)। पायलट को उपयुक्त घनत्व के तरल से भरे स्नान में रखा गया और सेंट्रीफ्यूज किया गया। परिणाम सभी अपेक्षाओं से अधिक थे - एक मामले में अधिभार 32 ग्राम तक बढ़ गया था। व्यक्ति ने इस तरह के भार को पांच सेकंड तक झेला।

सच है, "लोहे का सायरन" तकनीकी दृष्टि से अपूर्ण है और विशेष रूप से अंतरिक्ष यात्री की सुविधा की दृष्टि से इस पर आपत्तियाँ हैं। हालाँकि, किसी को भी जल्दबाजी में निर्णय नहीं लेना चाहिए। शायद निकट भविष्य में, वैज्ञानिक ऐसी सुविधा में परीक्षण स्थितियों को बेहतर बनाने का एक तरीका खोज लेंगे।

यह जोड़ा जाना चाहिए कि ओवरलोड का प्रतिरोध काफी हद तक उड़ान के दौरान अंतरिक्ष यात्री के शरीर की स्थिति पर निर्भर करता है। कई परीक्षणों के आधार पर, वैज्ञानिकों ने पाया है कि एक व्यक्ति अर्ध-लेटे हुए स्थान पर अधिक आसानी से अधिक भार सहन कर सकता है, क्योंकि यह स्थिति रक्त परिसंचरण के लिए अधिक सुविधाजनक है।

स्थिरता कैसे बढ़ाएं

हम पहले ही उल्लेख कर चुके हैं कि आयोजित अंतरिक्ष उड़ानों में, अधिभार अपेक्षाकृत छोटा था और केवल कुछ मिनटों तक चला। लेकिन यह केवल अंतरिक्ष युग की शुरुआत है, जब अंतरिक्ष में मानव उड़ानें पृथ्वी के अपेक्षाकृत करीब की कक्षाओं में होती हैं।

अब हम चंद्रमा की उड़ान की दहलीज पर खड़े हैं, और अगली पीढ़ी के जीवनकाल के भीतर - मंगल और शुक्र की ओर। तब काफी अधिक त्वरण का अनुभव करना आवश्यक हो सकता है, और अंतरिक्ष यात्रियों को काफी अधिक अधिभार का सामना करना पड़ेगा।

अंतरिक्ष यात्रियों के छोटे, लेकिन दीर्घकालिक, निरंतर अधिभार के प्रतिरोध की समस्या भी है जो संपूर्ण अंतरग्रहीय यात्रा के दौरान बनी रहती है। प्रारंभिक आंकड़ों से पता चलता है कि भिन्नों के क्रम पर निरंतर त्वरण, "जी", किसी व्यक्ति द्वारा बिना किसी कठिनाई के सहन किया जाता है। ऐसे रॉकेटों के लिए परियोजनाएं पहले ही विकसित की जा चुकी हैं, जिनके इंजन निरंतर त्वरण के साथ काम करेंगे। इस तथ्य के बावजूद कि प्रयोग के दौरान ही लोगों को विभिन्न अप्रिय घटनाओं को सहना पड़ा, प्रयोगों से उन्हें कोई नुकसान नहीं हुआ।

यह संभव है कि भविष्य में मानव शरीर की ओवरलोड प्रतिरोधक क्षमता को दूसरे तरीके से बढ़ाना संभव होगा। संयुक्त राज्य अमेरिका में कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय में वैज्ञानिकों द्वारा दिलचस्प प्रयोग किए गए। उन्होंने गर्भवती चूहों को लगभग 2 ग्राम के निरंतर त्वरण के अधीन रखा जब तक कि वे पिल्ले पैदा नहीं कर लेते, जिन्हें उनके शेष जीवन के लिए मृत्यु तक एक अपकेंद्रित्र में रखा जाता था। ऐसी परिस्थितियों में पैदा हुए चूहे 2 ग्राम के निरंतर अधिभार के प्रभाव में बहुत अच्छा महसूस करते थे, और उनका व्यवहार सामान्य परिस्थितियों में रहने वाले उनके समकक्षों के व्यवहार से अलग नहीं था।

हम लोगों के साथ इसी तरह के प्रयोग करने के विचार से बहुत दूर हैं, लेकिन हम अभी भी मानते हैं कि शरीर की अधिभार के प्रति ऐसी अनुकूलनशीलता की घटना जीवविज्ञानियों के सामने आने वाली कई समस्याओं का समाधान कर सकती है।

यह भी संभव है कि वैज्ञानिक त्वरण बलों को बेअसर करने का एक तरीका खोज लेंगे, और उपयुक्त उपकरणों से लैस व्यक्ति ओवरलोड से जुड़ी सभी घटनाओं को आसानी से सहन कर लेगा। फ़्रीज़िंग विधि से और भी अधिक उम्मीदें जुड़ी होती हैं, जब किसी व्यक्ति की संवेदनशीलता तेजी से गिर जाती है (हम इसके बारे में नीचे लिखते हैं)।

ओवरलोड के प्रति मानव शरीर की प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने के क्षेत्र में प्रगति बहुत बढ़िया है और निरंतर विकसित हो रही है। नरम, स्पंज-प्लास्टिक सीट और विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए स्पेससूट का उपयोग करके उड़ान के दौरान मानव शरीर को सही स्थिति देकर सहनशक्ति बढ़ाने में बड़ी सफलता पहले ही हासिल की जा चुकी है। शायद निकट भविष्य में इस क्षेत्र में और भी बड़ी सफलता मिलेगी।

जब चारों ओर सब कुछ कंपन होता है

उड़ान के दौरान एक अंतरिक्ष यात्री का इंतजार करने वाले कई खतरों में से, एक और का उल्लेख किया जाना चाहिए, जो उड़ान की वायुगतिकीय विशेषताओं और जेट इंजनों के संचालन से संबंधित है। यह खतरा, हालांकि सौभाग्य से बहुत बड़ा नहीं है, कंपन से आता है।

प्रक्षेपण के दौरान, शक्तिशाली इंजन काम करते हैं, और संपूर्ण रॉकेट संरचना मजबूत कंपन के अधीन होती है। कंपन अंतरिक्ष यात्री के शरीर में संचारित होता है और उसके लिए बहुत अप्रिय परिणाम पैदा कर सकता है।

मानव शरीर पर कंपन के हानिकारक प्रभाव लंबे समय से ज्ञात हैं। दरअसल, जो श्रमिक कम या ज्यादा लंबे समय तक वायवीय हथौड़ा या ड्रिल का उपयोग करते हैं, वे तथाकथित कंपन रोग से बीमार हो जाते हैं, जो न केवल ऊपरी छोरों की मांसपेशियों और जोड़ों में गंभीर दर्द से प्रकट होता है, बल्कि दर्द से भी प्रकट होता है। पेट, हृदय और सिर. सांस फूलने लगती है और सांस लेना मुश्किल हो जाता है। शरीर की संवेदनशीलता काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि कौन सा आंतरिक अंग कंपन के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील है। आंतरिक पाचन अंग, फेफड़े, ऊपरी और निचले अंग, आंखें, मस्तिष्क, गला, ब्रांकाई आदि कंपन पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं।

यह स्थापित किया गया है कि अंतरिक्ष यान के कंपन का मानव शरीर के सभी ऊतकों और अंगों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है - और उच्च आवृत्ति का कंपन सबसे खराब रूप से सहन किया जाता है, अर्थात, सटीक उपकरणों के बिना इसे नोटिस करना मुश्किल है। जानवरों और लोगों के साथ प्रयोगों के दौरान, यह पाया गया कि कंपन के प्रभाव में, पहले उनके दिल की धड़कन बढ़ जाती है, रक्तचाप बढ़ जाता है, फिर रक्त की संरचना में परिवर्तन दिखाई देते हैं: लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या कम हो जाती है, सफेद रक्त कोशिकाओं की संख्या कम हो जाती है बढ़ती है। सामान्य चयापचय बाधित हो जाता है, ऊतकों में विटामिन का स्तर कम हो जाता है और हड्डियों में परिवर्तन दिखाई देने लगते हैं। दिलचस्प बात यह है कि शरीर का तापमान काफी हद तक कंपन की आवृत्ति पर निर्भर करता है। जब दोलन आवृत्ति बढ़ती है, तो शरीर का तापमान बढ़ता है, और जब आवृत्ति घटती है, तो तापमान कम हो जाता है।

इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि एक अंतरिक्ष यान का कंपन शरीर के महत्वपूर्ण कार्यों में महत्वपूर्ण व्यवधान पैदा कर सकता है और एक अंतरिक्ष यात्री के मानसिक कार्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है।

बेशक, अगर कंपन लंबे समय तक मानव शरीर के संपर्क में रहे तो इसके परिणाम खतरनाक हो सकते हैं। यदि अंतरिक्ष यात्रियों को कई दिनों तक कंपन सहना पड़ा, तो इससे सभी आगामी परिणामों के साथ जीवन में पूर्ण और अपरिवर्तनीय व्यवधान उत्पन्न होगा।

सौभाग्य से, यह समस्या उतनी बड़ी नहीं है जितनी पहली नज़र में लगती है। तथ्य यह है कि रॉकेट प्रक्षेपण के दौरान कंपन की अवधि केवल कुछ मिनट होती है, और हालांकि अंतरिक्ष यान के चालक दल को कुछ असुविधा का अनुभव होता है, लेकिन वे इतने कम समय तक रहते हैं कि उनसे कोई नुकसान नहीं होता है। लैंडिंग के दौरान जहाज के वायुमंडल से गुजरने पर कंपन कुछ अधिक समय तक रहता है। लेकिन ये उतना खतरनाक भी नहीं है. इसके अलावा, लचीले और लोचदार सीट सस्पेंशन का विशेष डिज़ाइन, जो अंतरिक्ष यात्रियों को रॉकेट बॉडी से अलग करता है, साथ ही सीटों और सीटों के पीछे की नरम प्लास्टिक असबाब, रॉकेट बॉडी से प्रेषित कंपन को काफी कम कर देती है। अंतरिक्ष यात्री का शरीर.