Այս հոդվածում ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի դասախոսը խոսում է այն մասին, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել արագացման կամ արգելակման ժամանակ մարմնի կողմից առաջացած ծանրաբեռնվածությունը: Այս նյութը շատ վատ է լուսաբանվում դպրոցում, ուստի աշակերտները շատ հաճախ չգիտեն, թե ինչպես իրականացնել ծանրաբեռնվածության հաշվարկ, սակայն համապատասխան առաջադրանքները հանդիպում են Միասնական պետական ​​քննության և ֆիզիկայի միասնական պետական ​​քննության վրա: Այսպիսով, կարդացեք այս հոդվածը մինչև վերջ կամ դիտեք կից տեսանյութի ձեռնարկը: Ձեռք բերած գիտելիքները ձեզ օգտակար կլինեն քննության ժամանակ։

Սկսենք սահմանումներից: Գերբեռնվածությունմարմնի քաշի հարաբերությունն է այս մարմնի վրա երկրագնդի վրա ազդող ծանրության ուժի մեծությանը: Մարմնի քաշը- սա այն ուժն է, որը գործում է մարմնից հենարանի կամ կախոցի վրա: Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ քաշը հենց ուժն է: Հետևաբար, քաշը չափվում է նյուտոններով, և ոչ թե կիլոգրամներով, ինչպես կարծում են ոմանք։

Այսպիսով, գերբեռնվածությունը չափազերծ մեծություն է (նյուտոնները բաժանվում են նյուտոնների, արդյունքում ոչինչ չի մնում): Սակայն երբեմն այդ մեծությունն արտահայտվում է ձգողականության պատճառով արագացումով։ Ասում են, օրինակ, որ ծանրաբեռնվածությունը հավասար է , այսինքն՝ մարմնի քաշը երկու անգամ մեծ է ձգողության ուժից։

Գերբեռնվածության հաշվարկման օրինակներ

Մենք ցույց կտանք, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել ծանրաբեռնվածությունը՝ օգտագործելով կոնկրետ օրինակներ: Սկսենք ամենապարզ օրինակներից և անցնենք ավելի բարդ օրինակներին:

Ակնհայտ է, որ գետնին կանգնած մարդը ծանրաբեռնվածություն չի զգում։ Ուստի ասեմ, որ դրա գերբեռնվածությունը զրոյական է։ Բայց եկեք հապճեպ եզրակացություններ չանենք։ Եկեք գծենք այս անձի վրա գործող ուժերը.

Մարդու վրա կիրառվում է երկու ուժ՝ ձգողականության ուժը, որը մարմինը ձգում է դեպի գետնին, և ռեակցիայի ուժը, որը հակազդում է դրան երկրի մակերևույթի կողմից՝ ուղղված դեպի վեր։ Իրականում, եթե ստույգ լինենք, այդ ուժը կիրառվում է մարդու ոտքերի տակի վրա։ Բայց կոնկրետ այս դեպքում դա նշանակություն չունի, ուստի այն կարող է հետաձգվել մարմնի ցանկացած կետից։ Նկարում այն ​​գծված է մարդու զանգվածի կենտրոնից հեռու:

Մարդու կշիռը կիրառվում է հենարանի վրա (երկրի մակերևույթին), ի պատասխան, Նյուտոնի 3-րդ օրենքի համաձայն, հենարանի կողմից մարդու վրա գործում է հավասար մեծությամբ և հակառակ ուղղված ուժ։ Սա նշանակում է, որ մարմնի քաշը գտնելու համար մենք պետք է գտնենք հողի արձագանքման ուժի մեծությունը։

Քանի որ մարդը կանգնած է տեղում և չի ընկնում գետնով, նրա վրա գործող ուժերը փոխհատուցվում են։ Այսինքն, և, համապատասխանաբար, . Այսինքն, այս դեպքում գերբեռնվածության հաշվարկը տալիս է հետևյալ արդյունքը.

Հիշեք սա! Ծանրաբեռնվածության բացակայության դեպքում գերբեռնվածությունը 1 է, ոչ թե 0: Որքան էլ տարօրինակ հնչի:

Այժմ որոշենք, թե ինչին է հավասար ազատ անկման մեջ գտնվող մարդու ծանրաբեռնվածությունը։

Եթե ​​մարդը գտնվում է ազատ անկման վիճակում, ապա նրա վրա գործում է միայն ձգողության ուժը, որը ոչնչով հավասարակշռված չէ։ Չկա ցամաքային ռեակցիայի ուժ, և չկա մարմնի քաշ: Մարդը գտնվում է այսպես ասած անկշռության վիճակում։ Այս դեպքում ծանրաբեռնվածությունը 0 է:

Հրթիռի արձակման ժամանակ տիեզերագնացները գտնվում են հորիզոնական դիրքում։ Միայն այդպես նրանք կարող են դիմակայել իրենց ապրած գերծանրաբեռնվածությանը, առանց գիտակցությունը կորցնելու: Եկեք սա պատկերենք նկարում.

Այս վիճակում նրանց վրա գործում են երկու ուժ՝ ցամաքային ռեակցիայի ուժը և ձգողության ուժը: Ինչպես նախորդ օրինակում, տիեզերագնացների քաշի մոդուլը հավասար է օժանդակ ռեակցիայի ուժի մեծությանը. Տարբերությունն այն կլինի, որ աջակցության արձագանքման ուժն այլևս հավասար չէ ձգողության ուժին, ինչպես նախորդ անգամ, քանի որ հրթիռը արագացումով շարժվում է դեպի վեր։ Նույն արագացմամբ տիեզերագնացները նույնպես արագանում են հրթիռի հետ սինխրոն։

Այնուհետև, համաձայն Նյուտոնի 2-րդ օրենքի՝ Y առանցքի վրա պրոյեկցիայի մեջ (տես նկարը), մենք ստանում ենք հետևյալ արտահայտությունը՝ , որտեղից . Այսինքն՝ պահանջվող գերբեռնվածությունը հավասար է.

Պետք է ասել, որ սա ամենամեծ ծանրաբեռնվածությունը չէ, որ տիեզերագնացները պետք է փորձեն հրթիռի արձակման ժամանակ։ Ծանրաբեռնվածությունը կարող է հասնել մինչև 7-ի: Մարդու մարմնի վրա նման ծանրաբեռնվածության երկարատև ազդեցությունն անխուսափելիորեն հանգեցնում է մահվան:

«Մեռած հանգույցի» ներքևի կետում օդաչուի վրա կգործեն երկու ուժ՝ ներքև՝ ուժ, վերև, դեպի «խուլ հանգույցի» կենտրոն՝ ուժ (նստատեղի այն կողմից, որում նստած է օդաչուն) :

Այնտեղ կուղղվի նաև օդաչուի կենտրոնաձիգ արագացումը, որտեղ կմ/ժ մ/վ-ն օդանավի արագությունն է և «օղակի» շառավիղը։ Այնուհետև, Նյուտոնի 2-րդ օրենքի համաձայն, ուղղահայաց դեպի վեր ուղղված առանցքի վրա պրոյեկցիայի ժամանակ մենք ստանում ենք հետևյալ հավասարումը.

Այնուհետեւ քաշը . Այսպիսով, գերբեռնվածության հաշվարկը տալիս է հետևյալ արդյունքը.

Շատ զգալի ծանրաբեռնվածություն. Միակ բանը, որ փրկում է օդաչուի կյանքը, այն է, որ այն շատ երկար չի տևում:

Եվ վերջապես, եկեք հաշվարկենք արագացման ժամանակ մեքենայի վարորդի ծանրաբեռնվածությունը:

Այսպիսով, մեքենայի վերջնական արագությունը կմ/ժ մ/վ է։ Եթե ​​մեքենան արագանում է մինչև այս արագությունը հանգստից c-ում, ապա դրա արագացումը հավասար է մ/վ 2-ի: Մեքենան շարժվում է հորիզոնական, հետևաբար, գետնի ռեակցիայի ուժի ուղղահայաց բաղադրիչը հավասարակշռված է ծանրության ուժով, այսինքն. Հորիզոնական ուղղությամբ վարորդը արագացնում է մեքենայի հետ միասին: Հետևաբար, համաձայն Նյուտոնի 2-րդ օրենքի, արագացման հետ համընթաց առանցքի վրա պրոյեկցիայի դեպքում հենակետային ռեակցիայի ուժի հորիզոնական բաղադրիչը հավասար է .

Մենք գտնում ենք ընդհանուր օժանդակ ռեակցիայի ուժի մեծությունը՝ օգտագործելով Պյութագորասի թեորեմը. . Այն հավասար կլինի քաշի մոդուլին։ Այսինքն՝ պահանջվող գերբեռնվածությունը հավասար կլինի.

Այսօր մենք սովորեցինք, թե ինչպես հաշվարկել գերբեռնվածությունը: Հիշեք այս նյութը, այն կարող է օգտակար լինել ֆիզիկայի միասնական պետական ​​քննությունից կամ միասնական պետական ​​քննությունից, ինչպես նաև ընդունելության տարբեր քննություններից և օլիմպիադաներից առաջադրանքներ լուծելիս:

Նյութը պատրաստել է Սերգեյ Վալերիևիչը

1995 թվականի մարտի 22-ին տիեզերագնաց Վալերի Պոլյակովը 438 օր թռիչքից հետո վերադարձավ տիեզերք։ Տևողության այս ռեկորդը դեռ չի գերազանցվել։ Դա հնարավոր դարձավ ուղեծրում մարդու մարմնի վրա տիեզերական գործոնների ազդեցության վերաբերյալ շարունակական հետազոտությունների արդյունքում։

1. Ծանրաբեռնումներ թռիչքի և վայրէջքի ժամանակ

Թերևս Պոլյակովն էր, ով բոլորից ավելի պատրաստ էր ուղեծրում մնալ մեկուկես տարի։ Եվ ոչ այն պատճառով, որ նա իբր ֆենոմենալ առողջություն ունի։ Եվ նա ավելի շատ նախաթռիչքային նախապատրաստություն չէր անում, քան մյուսները։ Պարզապես Պոլյակովը, լինելով պրոֆեսիոնալ բժիշկ - բժշկական գիտությունների թեկնածու, աշխատելով Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի բժշկական և կենսաբանական խնդիրների ինստիտուտում, տիեզերագնացների կորպուսում ոչ ոքի նման գիտեր «մարդկային կառուցվածքը», մարմնի արձագանքները. ապակայունացնող գործոնները և դրանց փոխհատուցման մեթոդները: Ինչ են նրանք?

Երբ տիեզերանավը արձակվում է, գերբեռնվածությունը տատանվում է 1 գ-ից մինչև 7 գ: Սա չափազանց վտանգավոր է, եթե ծանրաբեռնվածությունը գործում է ուղղահայաց առանցքի երկայնքով, այսինքն՝ գլխից մինչև ոտքեր: Այս դիրքում մարդը, նույնիսկ երեք վայրկյան տևողությամբ 3 գ ծանրաբեռնվածության դեպքում, ունենում է ծայրամասային տեսողության լուրջ խանգարում: Եթե ​​այս արժեքները գերազանցվեն, փոփոխությունները կարող են դառնալ անշրջելի, և անձը երաշխավորված է կորցնել գիտակցությունը:

Հետեւաբար, նավի նստատեղը տեղադրվում է այնպես, որ արագացումը գործի հորիզոնական հարթությունում: Տիեզերագնացը նաև հատուկ փոխհատուցման կոստյում է օգտագործում։ Սա հնարավորություն է տալիս պահպանել ուղեղի նորմալ շրջանառությունը 10 գ երկարաժամկետ ծանրաբեռնվածությամբ և մինչև 25 գ կարճաժամկետ ծանրաբեռնվածությամբ: Չափազանց կարևոր է նաև արագացման աճի տեմպը։ Եթե ​​այն գերազանցում է որոշակի սահմանը, ապա նույնիսկ աննշան ծանրաբեռնվածությունը կարող է աղետալի լինել տիեզերագնացի համար:

Ուղեծրում երկար մնալուց հետո անսարք մարմինը դիմանում է ծանրաբեռնվածությանը, որն առաջանում է վայրէջքի ժամանակ, շատ ավելի ծանր, քան թռիչքի ժամանակ: Ուստի վայրէջքից մի քանի օր առաջ տիեզերագնացը պատրաստվում է հատուկ մեթոդի կիրառմամբ, որը ներառում է ֆիզիկական վարժություններ և դեղորայք: Վայրէջք կատարելիս մեծ նշանակություն ունի նավը մթնոլորտի խիտ շերտերում կողմնորոշելը, որպեսզի գերբեռնվածության առանցքը հորիզոնական լինի։ Առաջին տիեզերական թռիչքների ժամանակ հնարավոր չի եղել հասնել նավի պատշաճ կայունացմանը, և այդ պատճառով տիեզերագնացները երբեմն կորցնում են գիտակցությունը վայրէջքի ժամանակ։

2. Զրո գրավիտացիա

Անքաշությունը մարմնի համար շատ ավելի բարդ փորձություն է, քան գերծանրաբեռնվածությունը: Որովհետև այն գործում է երկար և շարունակական՝ առաջացնելով մարդու օրգանիզմի մի շարք կենսական գործառույթների փոփոխություններ։ Այսպիսով, անկշռությունը կենտրոնական նյարդային համակարգը և բազմաթիվ անալիզատոր համակարգերի ընկալիչները (վեստիբուլյար ապարատ, մկանային-հոդային ապարատ, արյունատար անոթներ) դնում է անսովոր աշխատանքային պայմաններում: Արդյունքում արյան հոսքը դանդաղում է, և արյունը կուտակվում է վերին մասում:

Անկշռության «ստորությունը» կայանում է նրանում, որ ֆիզիոլոգիական համակարգերում հարմարվողական գործընթացները և դրանց դրսևորման աստիճանը գործնականում կախված չեն օրգանիզմի անհատական ​​հատկանիշներից, այլ միայն անկշռության մեջ մնալու տևողությունից: Այսինքն, անկախ նրանից, թե ինչպես է մարդը դրան նախապատրաստվում երկրի վրա, որքան էլ հզոր է նրա մարմինը, դա քիչ է ազդում ադապտացիայի գործընթացի վրա:

Ճիշտ է, մարդը բավականին արագ է ընտելանում անկշռությանը` դադարում են գլխապտույտը և այլ բացասական երեւույթները։ Տիեզերագնացը «համտեսում» է անկշռության պտուղները, երբ վերադառնում է երկիր։

Եթե ​​ուղեծրում չկիրառվեն անկշռության կործանարար հետևանքների հակազդման մեթոդներ, ապա առաջին մի քանի օրվա ընթացքում վայրէջք կատարող տիեզերագնացը կզգա հետևյալ փոփոխությունները.

1. Նյութափոխանակության պրոցեսների, հատկապես ջրային-աղի նյութափոխանակության խանգարում, որն ուղեկցվում է հյուսվածքների հարաբերական ջրազրկմամբ, շրջանառվող արյան ծավալի նվազումով, հյուսվածքներում մի շարք տարրերի, մասնավորապես կալիումի և կալցիումի պարունակության նվազմամբ։ ;

2. Ֆիզիկական գործունեության ընթացքում մարմնի թթվածնային ռեժիմի խախտում.

3. Ստատիկ և դինամիկ պայմաններում ուղղահայաց կեցվածքը պահպանելու ունակության խանգարում; մարմնի մասերի ծանրության զգացում (շրջակա առարկաները ընկալվում են որպես անսովոր ծանր; կա մկանային ջանքերի չափաբաժինների ուսուցման բացակայություն);

4. Հեմոդինամիկ խանգարումներ միջին և բարձր ինտենսիվության աշխատանքի ընթացքում. Հորիզոնական դիրքից ուղղահայաց դիրքի անցնելուց հետո հնարավոր են ուշագնացության և ուշագնացության վիճակներ.

5. Իմունիտետի նվազում։

Ուղեծիրում մի ամբողջ շարք միջոցառումներ են կիրառվում անկշռության մարմինը քայքայող հետևանքների դեմ պայքարելու համար: Կալիումի և կալցիումի ընդունման ավելացում: Բացասական ճնշումը կիրառվում է մարմնի ստորին կեսին արյունը արտահոսելու համար: Բարոկոմպենսացիայով ներքնազգեստ. Էլեկտրական մկանների խթանում. Դոզավորված դեղորայքի ընդունում: Մարզում վազքուղու և այլ մարզասարքերի վրա:

3. Ֆիզիկական անգործություն

Ֆիզիկական անգործության դեմ պայքարելու համար օգտագործվում են նաև վազքուղի և մկանների տարբեր մարզիչներ: Ուղեծրում դա անխուսափելի է, քանի որ զրոյական ձգողականության շարժումները զգալիորեն ավելի քիչ ջանք են պահանջում, քան երկրի վրա: Եվ Երկիր վերադառնալուց հետո, նույնիսկ ամենօրյա հոգնեցուցիչ մարզումներից հետո, տիեզերագնացները զգում են մկանային զանգվածի նվազում: Բացի այդ, ֆիզիկական ակտիվությունը բարենպաստ ազդեցություն է ունենում սրտի վրա, որը, ինչպես գիտեք, նույնպես մկան է։

4. Ճառագայթում

Այս գործոնի ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա լավ ուսումնասիրված է։ Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպությունը մշակել է ճառագայթման չափաբաժինների չափորոշիչներ, որոնց ավելցուկը վնասակար է առողջությանը։ Այս ստանդարտները չեն տարածվում տիեզերագնացների վրա:

Ենթադրվում է, որ մարդը կարող է ֆտորոգրաֆիա անցնել ոչ ավելի, քան տարին մեկ անգամ: Միաժամանակ նա ստանում է 0,8 մՍվ (միլիզիվերտ) չափաբաժին։ Տիեզերագնացը ստանում է օրական մինչև 3,5 mSv չափաբաժին: Սակայն տիեզերական բժշկության չափանիշներով նման ֆոնային ճառագայթումը համարվում է ընդունելի։ Քանի որ որոշ չափով այն չեզոքացվում է դեղորայքի միջոցով։ Օրական ճառագայթման չափաբաժինը հաստատուն չէ: Յուրաքանչյուր տիեզերագնաց ունի անհատական ​​դոզիմետր, որը հաշվում է մարմնում կուտակված միլիզիվերտները։ Տարվա ընթացքում տիեզերքում կարող եք ստանալ 100-ից մինչև 300 mSv:

«Իհարկե, սա նվեր չէ», - ասում է Վյաչեսլավ Շուրշակովը, Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի բժշկական և կենսաբանական խնդիրների ինստիտուտի տիեզերական դոզիմետրիայի մեթոդների և միջոցների լաբորատորիայի ղեկավարը, - բայց սա տիեզերագնացների առանձնահատկությունն է: մասնագիտություն»։

Այս դեպքում տարեկան շեմային դոզան 500 mSv է: Ինչը 25 անգամ գերազանցում է ատոմակայանի աշխատողների շեմը, որը 20 մՍվ է։

Դե, ընդհանուր չափաբաժինը, որից հետո տիեզերագնացին թույլ չեն տալիս թռչել, 1000 մՍվ է։ Միևնույն ժամանակ, երբ Գագարինը թռավ, այս ցուցանիշը 4000 մՍվ էր։ Շեմին ամենաշատը մոտեցել է Սերգեյ Ավդեևը՝ ընդհանուր թռիչք կատարելով 747 օր։ Նրա ստացած դոզան 380 մՍվ էր:

Լուսանկարը ԻՏԱՌ-ՏԱՍՍ/Ալբերտ Պուշկարև

Ուժեր, մինչև Երկրի մակերևույթի վրա ձգողականության ստանդարտ արագացումը։ Լինելով երկու արագացումների հարաբերակցություն՝ g-ուժը չափազուրկ մեծություն է, սակայն g-ուժը հաճախ նշվում է ստանդարտ ծանրության արագացման միավորներով։ է(արտասանվում է «zhe»), հավասար է 9,80665 մ/վրկ²: Գերբեռնվածություն 0-ի վրա էփորձարկվում է ազատ անկման վիճակում գտնվող մարմնի կողմից միայն գրավիտացիոն ուժերի ազդեցությամբ, այսինքն՝ անկշռության վիճակում։ Ծովի մակարդակի վրա Երկրի մակերեւույթին հանգստացող մարմնի բեռնվածությունը 1 է:

Գերբեռնվածությունը վեկտորային մեծություն է: Կենդանի օրգանիզմի համար չափազանց կարևոր է գերբեռնվածության ուղղությունը։ Երբ գերծանրաբեռնված են, մարդու օրգանները հակված են մնալ նույն վիճակում (միատեսակ գծային շարժում կամ հանգիստ): Դրական ծանրաբեռնվածությամբ (արագացումն ուղղվում է ոտքերից դեպի գլուխ, իսկ գերբեռնվածության վեկտորը՝ գլխից դեպի ոտքեր), արյունը շարժվում է գլխից դեպի ոտքեր, ստամոքսը իջնում ​​է ներքև։ Բացասական ծանրաբեռնվածության դեպքում արյան հոսքը դեպի գլուխ մեծանում է: Մարդու մարմնի ամենաբարենպաստ դիրքը, որում նա կարող է ընկալել ամենամեծ ծանրաբեռնվածությունը, պառկած է մեջքի վրա՝ դեմքով դեպի շարժման արագացման ուղղությունը, ծանրաբեռնվածությունը տեղափոխելու համար ամենաանբարենպաստը՝ երկայնական ուղղությամբ՝ ոտքերով դեպի ուղղությամբ։ արագացում. Երբ մեքենան բախվում է անշարժ արգելքի, մեքենայում նստած մարդը կզգա մեջքի կրծքավանդակի ծանրաբեռնվածություն: Նման ծանրաբեռնվածությունը կարելի է հանդուրժել առանց մեծ դժվարության: Սովորական մարդը կարող է դիմակայել մինչև 15 ծանրաբեռնվածության է մոտ 3-5 վայրկյանառանց գիտակցության կորստի. Ծանրաբեռնվածություն 20-30-ից է կամ ավելին, մարդը կարող է դիմակայել 1-2 վայրկյանից ոչ ավելի՝ առանց գիտակցությունը կորցնելու՝ կախված գերծանրաբեռնվածության մեծությունից։

Ռազմական օդաչուների և տիեզերագնացների հիմնական պահանջներից մեկը մարմնի գերբեռնվածությանը դիմակայելու ունակությունն է: Anti-g կոստյումներով պատրաստված օդաչուները կարող են հանդուրժել g-ուժերը −3…−2-ից է մինչև +12 է . Սովորաբար դրական ծանրաբեռնվածությամբ 7-8 է աչքերը «կարմրում են», տեսողությունը անհետանում է, և մարդն աստիճանաբար կորցնում է գիտակցությունը գլխից արյան արտահոսքի պատճառով։ Բացասական, վերընթաց ծանրաբեռնվածության դիմադրությունը շատ ավելի ցածր է: Թռիչքի ժամանակ տիեզերագնացները պառկած ժամանակ դիմանում են գերծանրաբեռնվածությանը: Այս դիրքում գերբեռնվածությունը գործում է կրծքավանդակի ուղղությամբ, ինչը թույլ է տալիս մի քանի րոպե դիմակայել մի քանի միավորների գերբեռնվածությանը: է. Կան հատուկ հակածանրաբեռնված կոստյումներ, որոնց խնդիրն է մեղմել գերծանրաբեռնվածության հետեւանքները։ Կոստյումները կորսետ են գուլպաներով, որոնք փչվում են օդային համակարգով և պահում են մարդու մարմնի արտաքին մակերեսը՝ մի փոքր խանգարելով արյան արտահոսքին։

Գերբեռնվածությունը մեծացնում է սթրեսը մեքենաների կառուցվածքի վրա և կարող է հանգեցնել դրանց փլուզման կամ ոչնչացման, ինչպես նաև չապահովված կամ վատ ապահովված բեռների շարժմանը: Ուղևորատար ինքնաթիռների գործառնական փաստաթղթերով թույլատրված գերբեռնվածության չափը [ որ մեկը?] 2,5 է է .

Ծանրաբեռնվածության օրինակներ և դրանց իմաստները.

Գերբեռնվածության օրինակ	Արժեք, գ
Երկրի նկատմամբ անշարժ վիճակում գտնվող մարդ (կամ որևէ առարկա):	1
Ինքնաթիռի ուղևոր՝ թռիչքի ժամանակ	1,5
Skydiver վայրէջք 6 մ/վ արագությամբ	1,8
Skydiver բացելով իր պարաշյուտը	մինչև 10.0 (Po-16, D1-5U) մինչև 16 (Ut-15 սեր. 5)
Տիեզերագնացները «Սոյուզ» տիեզերանավով իջնելիս	մինչև 3.0-4.0
Սպորտային ինքնաթիռի օդաչու, որը կատարում է աէրոբատիկ զորավարժություններ	-7-ից մինչև +12
Գերբեռնվածություն (երկարաժամկետ), որը համապատասխանում է մարդու ֆիզիոլոգիական հնարավորությունների սահմանին	8,0-10,0
Ոչ մահացու վթարային վայրէջքի ռեկորդ

Որոշ հատուկ պատճառով աշխարհում մեծ ուշադրություն է դարձվում մեքենայի 0-ից 100 կմ/ժ արագության արագությանը (ԱՄՆ-ում՝ 0-ից 60 մղոն/ժ): Փորձագետները, ինժեներները, սպորտային մեքենաների սիրահարները, ինչպես նաև սովորական մեքենաների սիրահարները, ինչ-որ մոլուցքով, անընդհատ վերահսկում են մեքենաների տեխնիկական բնութագրերը, որոնք սովորաբար բացահայտում են մեքենայի արագացման դինամիկան 0-ից մինչև 100 կմ/ժ: Ընդ որում, այս ամբողջ հետաքրքրությունը նկատվում է ոչ միայն սպորտային մեքենաների նկատմամբ, որոնց համար շատ կարևոր է կանգառից արագացման դինամիկան, այլ նաև բոլորովին սովորական էկոնոմ դասի մեքենաները։

Մեր օրերում արագացման դինամիկայի նկատմամբ ամենամեծ հետաքրքրությունն ուղղված է ժամանակակից էլեկտրական մեքենաներին, որոնք սկսել են կամաց-կամաց տեղափոխել սպորտային սուպերքարերը իրենց անհավանական արագացման արագություններով մեքենայի նիշից: Օրինակ, ընդամենը մի քանի տարի առաջ պարզապես ֆանտաստիկ էր թվում, որ մեքենան կարող է մինչև 100 կմ/ժ արագություն զարգացնել 2 վայրկյանում: Բայց այսօր որոշ ժամանակակիցներ արդեն մոտ են այս ցուցանիշին։

Սա, բնականաբար, ստիպում է ձեզ մտածել. 0-ից 100 կմ/ժ մեքենայի արագացման ո՞ր արագությունն է վտանգավոր մարդու առողջության համար: Ի վերջո, որքան արագ է մեքենան արագանում, այնքան ավելի ծանրաբեռնվածություն է զգում ղեկին (նստած) վարորդը:

Համաձայնեք մեզ հետ, որ մարդու մարմինն ունի իր որոշակի սահմանները և չի կարող դիմակայել անվերջ աճող բեռներին, որոնք գործում և որոշակի ազդեցություն են ունենում դրա վրա մեքենայի արագ արագացման ժամանակ: Եկեք միասին պարզենք, թե տեսականորեն և գործնականում ինչ առավելագույն արագացման կարող է դիմակայել մարդը։

Արագացումը, ինչպես բոլորս հավանաբար գիտենք, ժամանակի միավորի վրա մարմնի շարժման արագության պարզ փոփոխությունն է։ Գետնի վրա գտնվող ցանկացած օբյեկտի արագացումը, որպես կանոն, կախված է ձգողականությունից։ Ձգողականությունը ուժ է, որը գործում է ցանկացած նյութական մարմնի վրա, որը մոտ է երկրի մակերեսին: Երկրի մակերևույթի վրա ձգողական ուժը բաղկացած է ձգողականությունից և իներցիայի կենտրոնախույս ուժից, որն առաջանում է մեր մոլորակի պտույտի հետևանքով։

Եթե ​​ուզում ենք բացարձակ ճշգրիտ լինել, ապա 1 գ մարդու ծանրաբեռնվածությունՄեքենայի ղեկին նստելը ձևավորվում է, երբ մեքենան 0-ից մինչև 100 կմ/ժ արագություն է զարգացնում 2,83254504 վայրկյանում։

Եվ այսպես, մենք դա գիտենք ծանրաբեռնվածության դեպքում 1 գ-ումանձը որևէ խնդիր չի ունենում. Օրինակ, արտադրության Tesla Model S մեքենան (թանկարժեք հատուկ տարբերակ) կարող է 0-ից մինչև 100 կմ/ժ արագություն զարգացնել 2,5 վայրկյանում (ըստ բնութագրի): Համապատասխանաբար, այս մեքենայի ղեկին նստած վարորդը կզգա ծանրաբեռնվածություն 1,13 գ.

Սա, ինչպես տեսնում ենք, ավելին է, քան այն գերծանրաբեռնվածությունը, որը մարդը զգում է սովորական կյանքում, և որն առաջանում է ձգողականության, ինչպես նաև մոլորակի տարածության մեջ տեղաշարժի հետևանքով։ Բայց սա բավականին քիչ է, և գերբեռնվածությունը ոչ մի վտանգ չի ներկայացնում մարդկանց համար։ Բայց, եթե մենք նստենք հզոր դրագստերի (սպորտային մեքենայի) ղեկին, ապա պատկերն այստեղ բոլորովին այլ է, քանի որ մենք արդեն տեսնում ենք ծանրաբեռնվածության տարբեր թվեր։

Օրինակ, ամենաարագը կարող է 0-ից 100 կմ/ժ արագություն զարգացնել ընդամենը 0,4 վայրկյանում։ Արդյունքում պարզվում է, որ այս արագացումը մեքենայի ներսում ծանրաբեռնվածություն է առաջացնում 7,08 գ. Սա արդեն, ինչպես տեսնում եք, շատ է։ Նման խելահեղ մեքենա վարելիս դուք ձեզ այնքան էլ հարմարավետ չեք զգա, և դա պայմանավորված է նրանով, որ ձեր քաշը կավելանա գրեթե յոթ անգամ նախկինի համեմատ: Բայց չնայած արագացման նման դինամիկայով ոչ այնքան հարմարավետ վիճակին, այս (այս) գերբեռնվածությունը ի վիճակի չէ սպանել ձեզ։

Ուրեմն ինչպե՞ս պետք է մեքենան արագացնի մարդուն (վարորդին) սպանելու համար: Իրականում այս հարցին միանշանակ պատասխանել հնարավոր չէ։ Բանն այստեղ հետևյալն է. Ցանկացած մարդու յուրաքանչյուր օրգանիզմ զուտ անհատական ​​է և բնական է, որ որոշակի ուժերի ազդեցության հետևանքները մարդու վրա նույնպես բոլորովին տարբեր կլինեն։ Ոմանց համար գերծանրաբեռնվածություն 4-6 գ-ովնույնիսկ մի քանի վայրկյան այն արդեն կրիտիկական (է) կլինի։ Նման ծանրաբեռնվածությունը կարող է հանգեցնել գիտակցության կորստի և նույնիսկ այդ մարդու մահվան։ Բայց սովորաբար նման ծանրաբեռնվածությունը վտանգավոր չէ մարդկանց շատ կատեգորիաների համար։ Հայտնի են դեպքեր, երբ գերծանրաբեռնվածությունը ներս է 100 գթույլ տվեց մարդուն գոյատևել: Բայց ճշմարտությունն այն է, որ սա շատ հազվադեպ է:

Տիեզերագնացը, հագած ծանր և անհարմար տիեզերական կոստյում, մի պահ կանգ առավ տիեզերանավի ներսում տանող լյուկի մոտ, ետ նայեց ներքևում կանգնած սգավորների ամբոխին, ձեռքը բարձրացրեց հրաժեշտի ողջույնի համար և անհետացավ իր կուպեի մութ բացվածքում: Նա հարմարավետ նստեց ծակոտկեն, փափուկ, պլաստիկ նյութից պատրաստված աթոռին, ամրացրեց ժապավենները, կոստյումի կոնտակտները միացրեց նավի ընդհանուր ազդանշանային լարերի ցանցին և սեղմեց կառավարման վահանակի կոճակներից մեկը՝ ազդանշան տալով. ռադիոընդունման պատրաստակամություն. Մի րոպե անց նա լսեց թռիչքի հրամանատարի ձայնը.

Ոչինչ, մնացել է ևս մի քանի րոպե: - Տիեզերագնացը միացրեց ընդհանուր ռադիոհեռարձակման ցանցը և լսեց ռադիոմեկնաբանի ձայնը, որը զեկուցեց մեկնարկի նախապատրաստման մանրամասները և գունեղ նկարագրեց նախաարձակման հույզերն ու տրամադրությունները: Տիեզերագնացը ևս մեկ անգամ հիշել է իր ընտանիքի և ընկերների, տիեզերական հետազոտություններ իրականացնող գիտնականների հրաժեշտի տեսարանները։

Ես հայտարարում եմ պատրաստակամություն թիվ մեկ. - հրամանատարի ձայնը հանկարծ հնչեց սաղավարտի վրա տեղադրված սաղավարտի միջով: Դրանից հետո սկսվեց բոլոր տիեզերագնացներին այդքան ծանոթ հուզիչ հետհաշվարկը, որի յուրաքանչյուր թիվը իր հետ տանում էր սպասումների անընդհատ աճող լարվածություն:

Ուշադրություն, ուշադրություն, ուշադրություն: Տասը... ինը... ութ... յոթ... վեց... հինգ... չորս... երեք... երկու... մեկ... Սկսի՛ր։

Տիեզերագնացների խցիկը առաջին անգամ խոցվեց թրթռումով, որը ալիքներով գալիս էր ինչ-որ տեղ ներքևից. Հետո լսվեց խուլ որոտ, որն արագ վերածվեց երկար շարունակական մռնչոցի։ Հրթիռի հատակի տակից հայտնվեց կրակոտ կայծակի երկար հոսք, և նրա հսկայական մարմինը, ծխի ու մռնչոցի միջից, դանդաղ բաժանվեց գետնից՝ աստիճանաբար մեծացնելով արագությունը։

Մինչ տիեզերագնացության բոլոր սգավորները, փորձելով հետևել տիեզերանավի թռիչքին, գլուխներն ավելի ու ավելի բարձր էին բարձրացնում, օդաչուի խցիկում սկսվեցին տիեզերագնացների համար վճռորոշ րոպեները:

Ծանրաբեռնվածությունը մեծանում է: - հայտնել է նա ռադիոյով։ -Ամեն ինչ կարգին է, սարքերը նորմալ են աշխատում։ «Սրանք վերջին խոսքերն էին, որոնք տիեզերագնացին հաջողվեց արտասանել առանց մեծ դժվարության, քանի որ հանկարծ ինչ-որ հզոր ուժ սեղմեց նրա մարմինը աթոռին: Հսկայական ծանրություն ընկավ նրա կրծքին, այնպես, որ տիեզերագնացը չկարողացավ մեկ անգամ օդ վերցնել։ Թվում էր, թե մի քիչ էլ, և նա կջախջախվի։ Ոտքերն ու ձեռքերը ծանրացան, ասես կապարից լինեին, դեմքի մկանները ոլորվեցին ու հետ քաշվեցին, աչքերը երկու գնդիկի պես սեղմվեցին գանգի խորքը։

Տիեզերագնացը նույնպես փորձել է ինչ-որ բան ասել խոսափողի մեջ, սակայն ապարդյուն։ Միայն անհասկանալի փնթփնթոց դուրս եկավ նրա շուրթերից։ Հրաժարվելով զրույցի փորձերից՝ տիեզերագնացը կենտրոնացավ իր փորձառությունների վրա, փորձեց դիմադրել հզոր ուժին և շունչ քաշել շուրթերով:

Հանկարծ նա զգաց մի սուր թեթեւացում։

Հրթիռի առաջին փուլի շարժիչի ծայրը փայլատակեց նրա գլխով։

Բայց սա շարժիչների աշխատանքի վայրկենական ընդմիջում էր։ Հենց որ հրթիռի առաջին փուլն առանձնացավ, երկրորդ փուլի շարժիչները միացան։

Արագությունը նորից սկսեց աճել, և դրա հետ մեկտեղ բեռը մեծացավ, տիեզերագնացի մարմինը կրկին սեղմվեց աթոռի բարձիկների մեջ: Մի քանի րոպե անց հրթիռի երկրորդ փուլի շարժիչների վառելիքը վերջացել է, եղել է կարճատև ընդմիջում, որից հետո սկսել են աշխատել երրորդ փուլի շարժիչները։ Ու թեև մարմինը դեռևս մեծ դժվարությամբ էր հաղթահարել ծանրաբեռնվածությունը, տիեզերագնացը մտածում էր թեստի մոտալուտ ավարտի մասին։ Նա գիտեր, որ երրորդ փուլի շարժիչները պետք է աշխատեն շատ կարճ ժամանակ, իսկ մի քանի րոպեից՝ ծանրաբեռնվածությունների ավարտը։

Եվ այդպես էլ եղավ։ Իննսուն վայրկյան անց շարժիչները դադարեցին կրակել և հանկարծակի լռություն տիրեց։

Անցումն այնքան կտրուկ ու արագ էր, որ տիեզերագնացների ո՛չ մարմինը, ո՛չ էլ միտքը ժամանակ չունեին դրան պատրաստվելու։ Նրա սիրտը բաբախում էր կրծքավանդակում, կուրծքն արագորեն բարձրանում ու իջնում ​​էր, տիեզերագնացը բաց բերանով օդ էր շնչում և հաճախակի, մակերեսային շնչում: Բայց հանկարծ ամեն ինչ գնաց։

* * *

Օֆ! - խորը հառաչեց տիեզերագնացը և թեթևության զգացումով: Ավարտվեց թռիչքի առաջին մասը։ Նա միացրեց խոսափողը եւ, հստակ ընդգծելով վանկերը, ասաց.

Մտնել է ուղեծիր: Բոլոր սարքավորումները և սարքերը գործում են անխափան: Ես լավ եմ զգում.

Մենք փորձեցինք նկարագրել տիեզերագնացների սովորական, սովորական մեկնարկը տիեզերք, երբ խնդիրը սահմանափակվում է միայն Երկրի շուրջ ուղեծրով թռիչքով։ Նման մեկնարկը դեռևս բարդ փորձություն է մարդու մարմնի համար՝ արագացման ուժի ազդեցությամբ։

Սա ի՞նչ ուժ է։

Ինչպե՞ս չափել այն:

Մի պահ պատկերացնենք, որ օդապարիկով բարձրացել ենք, հարմար պահ ընտրելով, քաշը դուրս ենք նետել։ Արձակման պահին քաշի արագությունը կկազմի զրո, բայց արդեն թռիչքի առաջին վայրկյանի վերջում այն ​​կկազմի վայրկյանում 9,8 մետր, երկրորդ վայրկյանի վերջում՝ երկու անգամ ավելի, այսինքն՝ 19,6։ մ/վրկ, երրորդ վայրկյանի վերջում՝ երեք անգամ ավելի, այսինքն՝ 29,4 մ/վրկ և այլն։ Քաշի թռիչքի արագությունը ամեն վայրկյան ավելանում է 9,8 մ/վրկ-ով։

Հենց այս արժեքն է արագացման միավորը։ Գիտության մեջ այն սովորաբար նշվում է լատիներեն «g» տառով: Եթե ​​որևէ ֆիզիկական մարմին ուղղահայաց բարձրանում կամ իջնում ​​է, արագացման ուժը կախված է ձգողականությունից կամ, նույնն է, ձգողության ուժից: Այնուամենայնիվ, կան արագացման այլ տեսակներ, օրինակ պտտման ժամանակ, երբ հայտնվում է կենտրոնախույս ուժ, կամ ինքնաթիռում, երբ օդաչուն, դուրս գալով սուզվելուց, գնում է այսպես կոչված «սլայդ»:

Այս բոլոր տեսակի արագացումները համարվում են դրական:

Արագ շարժվող գնացքի կամ մեքենայի կտրուկ արգելակման ժամանակ առաջանում է հակառակ նշանով արագացման ուժ՝ բացասական արագացում։ Այս դեպքում արգելակման հետևանքով առաջացած իներցիայի ուժը, այսինքն՝ արագության կորուստը, կամ, եթե կուզեք, բացասական արագացումը, ուղեւորին նետում է առաջ։ Ավտովթարների ժամանակ մարդիկ ամենից հաճախ մահանում են բացասական արագացումից։

Կար ժամանակ, երբ արագացման հարցերը դիտարկվում էին միայն տեսականորեն։ Արագընթաց ինքնաթիռների հայտնվելուց հետո արագացման հարցերը սկսեցին գործնականում ուսումնասիրվել։ Մոտ երեսուն տարի առաջ մեծ աղմուկ բարձրացավ ավիատորների շրջանում, երբ օդաչուն, երբ դուրս էր գալիս սուզվող թռիչքից, կորցրեց կառավարումը և վթարի ենթարկվեց: Պարզվել է, որ արագացման ուժի ազդեցությամբ, որն առաջացել է թռիչքի բարձր արագության ժամանակ ուղղության կտրուկ փոփոխության ժամանակ, օդաչուն կորցրել է գիտակցությունը և կորցրել կառավարումը։

Ո՞րն է գիտակցության կորստի պատճառը: Ի վերջո, նա փորձառու, ուժեղ օդաչու էր՝ գերազանց առողջությամբ։

Սուզվող թռիչքից դուրս գալու պահին առաջացել է կենտրոնախույս ուժ, որն առաջացրել է երկուսից երեքի կարգի բացասական արագացում։ Երբ կենտրոնախույս ուժը մեծանում էր, օդաչուի մարմնի և նրա արյան քաշն ավելանում էր: Երբ արագացումը հասել է 4 գ-ի, արյան մի զգալի մասը այս ուժի ազդեցությամբ դուրս է եկել ուղեղից և տեղափոխվել մարմնի ստորին հատվածներ, ինչի հետևանքով օդաչուն սկսել է կորցնել տեսողությունը։ Մի քանի ակնթարթ անց, երբ արագացումը նվազել էր, օդաչուն ոչինչ չէր տեսնում, կարծես սև աչքերը կապած լիներ։

Այնուամենայնիվ, արագացումը շարունակեց աճել, քանի որ օդաչուն ուղղորդում էր ինքնաթիռը կորի միջով, որի վերջում ինքնաթիռը պետք է գտնվեր ուղղահայաց վերև թռիչքի դիրքում: Ավելի ու ավելի շատ արյուն էր հոսում ուղեղից դեպի օդաչուի սիրտը: Սարսափելի ախտանիշներ են ի հայտ եկել. Օդաչուին թվում էր, թե նրա սիրտը կտրուկ ընկնում է դեպի ներքև, որ այն տեղափոխվել է որովայնի ստորին հատված, իսկ լյարդն էլ ավելի ցածր է՝ ինչ-որ տեղ ծնկների մոտ։ Օդաչուն այլեւս ոչինչ չէր տեսնում, և նա ստիպված էր լարել իր ողջ ուժը՝ գիտակցությունը չկորցնելու համար։ Մինչ այժմ նա երբեք նման վիճակ չէր ապրել, բայց օդաչուն չէր ցանկանում հրաժարվել պայքարից, չէր ցանկանում ենթարկվել սեփական մարմնի թուլությանը։ Նա հավատում էր, որ բոլոր տհաճ սենսացիաները կանցնեն հենց որ կենտրոնախույս ուժը դադարի։

Բայց այս անգամ նա սխալ հաշվարկեց. Նա հաշվի չի առել սուզման թռիչքից դուրս գալու պահին բարձր սկզբնական արագությունը և, հետևաբար, այս պահին ի հայտ եկած կենտրոնախույս ուժի զգալի քանակությունը։

Անհաջող թռիչքը շարունակվել է։ Օդաչուի արյունից զրկված ուղեղը դադարեց աշխատել. Երբ արագացման ուժը հասավ 10 գ-ի, օդաչուի մարմինն այլևս կշռում էր ոչ թե 85 կգ, ինչպես միշտ, այլ 850 կգ: Արյան յուրաքանչյուր խորանարդ սանտիմետրը կշռում էր ոչ թե 1 գրամ, այլ 10, ուստի արյունը երկաթից ավելի ծանր էր դառնում և կշռում էր գրեթե նույնը, ինչ սնդիկը:

Վերջին ճիգը գործադրելով՝ օդաչուն որոշեց ևս մեկ վայրկյան կանգնել, նախքան իր միջից քաշեց կառավարման լծակը, որպեսզի թուլացնի կենտրոնաձիգ ուժի հրեշավոր ճնշումը: Սակայն նույն պահին նա կորցրել է գիտակցությունը։ Ես քաշեցի թելը, չդիմացա և կորցրի:

Ինքնաթիռը կորցրել է կառավարումը, ուժեղ ու ծանր մեքենան սկսել է պատահական ընկնել և ի վերջո բախվել գետնին։ Ահա այսպիսի ողբերգական ավարտ ունեցավ այս թռիչքը։

Այս դեպքը երկար ժամանակ քննարկվում էր ավիացիոն շրջանակներում, հատկապես ավիացիոն բժշկության խնդիրներով զբաղվող ֆիզիոլոգների շրջանում։ Սկսվեցին համակողմանի գիտական ​​հետազոտություններ։

Հաստատվել է, որ մոտ 5 գ արագացման դեպքում նույնիսկ լավ պատրաստված և համառ օդաչուները կորցնում են տեսողությունը, շնչելու ունակությունը և ուժեղ ցավեր են ունենում ականջներում։ Եթե ​​այս վիճակը տևում է ոչ ավելի, քան 30–40 վայրկյան, օրգանիզմն արագ հաղթահարում է այն, բայց եթե այն երկար շարունակվի, կարող են լուրջ խանգարումներ և նույնիսկ վնասվածքներ առաջանալ։

Այն բանից հետո, երբ ավիացիայում սկսվեց ռեակտիվ թռիչքի դարաշրջանը, և օդանավերի արագությունը սկսեց գերազանցել 1000 կմ/ժ-ը, գիտնականները սկսեցին շատ տեղեկություններ ստանալ մարմնի գերբեռնվածության դիմադրության մասին՝ դիտարկելով օդաչուների վարքագիծը՝ բարձր արագությամբ ավիացիոն մանևրներ կատարելիս: Գետնի վրա կառուցվել են նաև կատապուլտներ, որոնց օգնությամբ մեծ սկզբնական արագությամբ օդ են նետվել բազմաթիվ գիտահետազոտական ​​գործիքներով հագեցված բուտիկներ։ Նշվել են նաև պարաշյուտիստի մարմնում բաց պարաշյուտով ազատ անկումից թռիչքի անցման ժամանակ տեղի ունեցած երևույթները։

Բայց նման ուսումնասիրությունները թերի են եղել։ Անհրաժեշտ էր ստեղծել ավելի բազմակողմանի, հարմար և ճշգրիտ գործիքներ և ինստալացիաներ՝ գերբեռնվածության ազդեցության տակ մարդու մարմնում տեղի ունեցող երևույթներն ուսումնասիրելու համար։

«ԿԱՐՈՒՍԵԼ»

Շուտով նման ինստալացիա կառուցվեց։ Սա ցենտրիֆուգ է, որը որոշ երկրների օդաչուներն ու տիեզերագնացներն անվանել են «կարուսել»։ Այն դարձել է գերծանրաբեռնվածության նկատմամբ մարմնի դիմադրողականությունը ուսումնասիրելու հիմնական ինստալացիա։ Ի՞նչ տեսք ունի այս «կարուսելը»:

Ընդարձակ կլոր դահլիճում, հատակից մոտ մեկ մետր բարձրության վրա, կարելի է տեսնել պողպատե խողովակներից պատրաստված վանդակավոր կոնսոլ, որը ինչ-որ չափով հիշեցնում է շինարարական կռունկ: Մի ծայրում կոնսոլը տեղադրված է ուղղահայաց առանցքի վրա՝ 6000 ձիաուժ հզորությամբ էլեկտրական շարժիչով։ Հետ. Կարուսելի կոնսոլի երկարությունը 17 մետր է; վանդակաճաղի մյուս ծայրում կա խցիկ՝ մարդու նստելու տեղով. Տնակում տեղակայված են մի շարք բարդ հետազոտական ​​սարքավորումներ:

Սալոնը հերմետիկորեն փակված է, ինչը հնարավորություն է տալիս դրա ներսում ջերմաստիճանը և ճնշումը շատ լայն սահմաններում դնել, այսինքն՝ հնարավոր է դրանում ստեղծել այնպիսի պայմաններ, որոնք շատ մոտ են այն պայմաններին, որոնք կարող են գերակշռել տիեզերագնացների խցիկում թռիչքի ժամանակ։ տարածության մեջ։

Սալոնի կասեցման հատուկ մեխանիզմը ավտոմատ կերպով տեղադրում է այն փորձարկման ժամանակ, որպեսզի կենտրոնախույս ուժը ուղիղ գծով ազդի խցիկի ներսում գտնվող մարդու վրա, ինչպես այդ ուժը գործում է տիեզերական թռիչքի ժամանակ: Սա հեշտացնում է հաշվարկները փորձը դիտարկող բժիշկների համար։

Տնակում տեղակայված բոլոր բազմաթիվ սարքերից արժե ուշադրություն դարձնել հեռուստատեսային տեսախցիկի ոսպնյակին, որը գտնվում է խցիկի ուղևորի գլխից անմիջապես վերևում: Երբ օդաչուն զբաղեցնում է իր տեղը օդաչուների խցիկում, գիտնականները նրա մարմնին միացնում են մի շարք սենսորներ՝ կապված էլեկտրոնային կառավարման սարքավորումների հետ: Դրա շնորհիվ ցենտրիֆուգման ընթացքում օդաչուի մարմնում տեղի ունեցող բոլոր երևույթները ճշգրտորեն գրանցվում են ձայնագրման ժապավենների վրա:

Հենց որ «կարուսել» կոնսոլը սկսում է պտտվել, խցիկում առաջանում է կենտրոնախույս ուժ, որը օդաչուի մարմնի վրա գործում է ինչպես տիեզերանավի կամ ինքնաթիռի խցիկի արագացման ուժը: Քանի որ պտույտների թիվը մեծանում է, այս ուժը նույնպես մեծանում է և կարող է հասնել 40 գ արժեքի, որի դեպքում օդաչուի մարմնի քաշը մեծանում է մինչև 3200 կգ: Նման ծանրաբեռնվածությունը մարդու համար կարող է հանգեցնել մահվան, ուստի այն ստեղծվում է միայն բացառիկ դեպքերում կենդանիների հետ փորձերի ժամանակ։

Նշենք, սակայն, որ Ջոնսվիլի ամերիկյան ավիաբազայում (այնտեղ տեղադրված ցենտրիֆուգը հենց այն է, ինչ մենք նկարագրում ենք), ժամանակին հայտնի դարձավ օդաչուներից մեկի սահմանած ռեկորդը։ Չնայած այն հանգամանքին, որ արագացումը գերազանցել է վտանգավոր 5 գ սահմանը, օդաչուն փորձը դադարեցնելու ազդանշան չի տվել, և նա հրաժարվել է ցենտրիֆուգը դադարեցնելու հեռախոսով ուղարկված առաջարկից։ Ավելին, նա պահանջում էր արագության բարձրացում։ Օդաչուն դիմակայել է 8 գ արագացման, ապա 10 և 12 գ. Եվ միայն այն ժամանակ, երբ արագացման ուժը հասավ 14 գ-ի և մնաց այս մակարդակում երկու րոպե, օդաչուն վերջապես հասկացրեց, որ այլևս չի դիմանում դրան։

Մարդու մարմնի գերծանրաբեռնվածությանը դիմակայելու ունակությունը նույնը չէ տարբեր անհատների համար և մեծապես կախված է անհատական ​​որակներից, պատրաստվածության աստիճանից, առողջական վիճակից, մարդու տարիքից և այլն: Հիմնականում նորմալ մարդն իրեն վատ է զգում 5 գ-ի դեպքում, բայց բացառիկ առողջությամբ պատրաստված օդաչուները կարող են դիմակայել մոտ 10 գ-ին 3-5 րոպե:

Ինչպիսի՞ ծանրաբեռնվածությունների են ստիպված եղել դիմանալ տիեզերագնացներին մինչ այժմ:

Խորհրդային տվյալների համաձայն՝ տիեզերք թռչող աշխարհում առաջին մարդը՝ Յուրի Գագարինը, արձակման ժամանակ դիմակայել է մոտ 4 գ գերբեռնվածությանը։ Ամերիկացի հետազոտողները հայտնում են, որ տիեզերագնաց Գլենը արձակման պահից մինչև հրթիռի առաջին փուլի բաժանման պահը դիմակայել է մինչև 6,7 գ ավելացող ծանրաբեռնվածությանը, այսինքն՝ 2 րոպե 10 վայրկյան։ Առաջին փուլի առանձնացումից հետո արագացումը 1,4-ից հասել է 7,7 գ-ի 2 րոպե 52 վայրկյանի ընթացքում:

Քանի որ այս պայմաններում արագացումը և դրա հետ մեկտեղ ծանրաբեռնվածությունները աստիճանաբար ավելանում են և երկար չեն տևում, տիեզերագնացների ուժեղ, մարզված մարմինը նրանց դիմանում է առանց որևէ վնասի։

JET SLED

Գոյություն ունի մեկ այլ տեսակի ինստալացիա՝ ուսումնասիրելու մարդու մարմնի ռեակցիան գերբեռնվածության նկատմամբ։ Սա ռեակտիվ սահնակ է, որը զգալի երկարությամբ (մինչև 30 կիլոմետր) երկաթուղով շարժվող խցիկ է։ Սահքի վրա խցիկի արագությունը հասնում է 3500 կմ/ժ-ի։ Այս դիրքում ավելի հարմար է ուսումնասիրել մարմնի ռեակցիաները ծանրաբեռնվածության նկատմամբ, քանի որ դրանք կարող են ստեղծել ոչ միայն դրական, այլև բացասական արագացումներ: Այն բանից հետո, երբ հզոր ռեակտիվ շարժիչը սահնակին տալիս է մոտ 900 մ/վ արագություն (այսինքն՝ հրացանի փամփուշտի արագություն) մեկնարկից մի քանի վայրկյան հետո, արագացումը կարող է հասնել 100 գ-ի։ Կտրուկ արգելակման ժամանակ, նաև ռեակտիվ շարժիչների օգնությամբ, բացասական արագացումը կարող է հասնել նույնիսկ 150 գ-ի։

Ռեակտիվ սահնակների վրա փորձարկումները հարմար են հիմնականում ավիացիայի համար, ոչ թե տիեզերագնացության, և, բացի այդ, այս տեղադրումը շատ ավելի թանկ է, քան ցենտրիֆուգը:

Կատապուլտներ

Քարաձիգները գործում են նույն սկզբունքով, ինչ ռեակտիվ սահնակները, որոնք ունեն թեք ուղեցույցներ, որոնց երկայնքով շարժվում է օդաչուի նստատեղը: Կատապուլտները հատկապես օգտակար են ավիացիայում: Նրանք փորձարկում են օդաչուների մարմնի ռեակցիաները, որոնք ապագայում կարող են ստիպված լինել ինքնաթիռի վթարի ժամանակ նետվել իրենց կյանքը փրկելու համար: Այս դեպքում օդաչուի խցիկը և օդաչուն կրակվում են վթարի ենթարկված ռեակտիվ ինքնաթիռից և պարաշյուտի միջոցով իջնում ​​ենք գետնին։ Քարաձիգները ունակ են արագացնել 15 գ-ից ոչ ավելի:

«ԵՐԿԱԹԵ ՍԻՐԵՆ»

Մարդու մարմնի վրա ծանրաբեռնվածության վնասակար հետևանքները կանխելու միջոց որոնելով՝ գիտնականները պարզել են, որ մարդու ընկղմումը հեղուկ միջավայրում, որի խտությունը մոտավորապես համապատասխանում է մարդու մարմնի միջին խտությանը, մեծ օգուտ է բերում:

Կառուցվել են լողավազաններ՝ լցված համապատասխան խտության հեղուկ կախոցով, շնչառական սարքով; Փորձարարական կենդանիներ (մկներ և առնետներ) տեղադրվել են լողավազաններում, որից հետո ցենտրիֆուգացիա է իրականացվել։ Պարզվել է, որ մկների ու առնետների գերբեռնվածության դիմադրությունը տասնապատիկ աճել է։

Ամերիկյան գիտական ​​ինստիտուտներից մեկում կառուցվել են լողավազաններ, որոնք հնարավորություն են տվել մարդկանց տեղավորել դրանցում; (հետագայում օդաչուներն այս լողավազաններին անվանեցին «երկաթե ծովահեններ»): Օդաչուն տեղադրեցին համապատասխան խտության հեղուկով լցված լոգարանում և ցենտրիֆուգեցին։ Արդյունքները գերազանցեցին բոլոր սպասելիքները՝ մի դեպքում գերբեռնվածությունը հասցվել է 32 գ-ի։ Մարդը այս ծանրաբեռնվածությանը դիմակայել է հինգ վայրկյան։

Ճիշտ է, «երկաթե ծովահենը» տեխնիկական տեսանկյունից անկատար է, և, մասնավորապես, կան առարկություններ տիեզերագնացին հարմարության տեսակետից։ Այնուամենայնիվ, պետք չէ շատ հապճեպ դատել. Միգուցե մոտ ապագայում գիտնականները նման հաստատությունում փորձարկման պայմանները բարելավելու միջոց կգտնեն:

Ավելացնենք, որ գերբեռնվածության նկատմամբ դիմադրությունը մեծապես կախված է թռիչքի ընթացքում տիեզերագնացի մարմնի դիրքից։ Բազմաթիվ թեստերի հիման վրա գիտնականները պարզել են, որ մարդն ավելի հեշտ է դիմանում ծանրաբեռնվածությանը կիսապառկած դիրքում, քանի որ այս դիրքն ավելի հարմար է արյան շրջանառության համար։

ԻՆՉՊԵՍ ԲԱՐՁՐԱՑՆԵԼ ԿԱՅՈՒՆՈՒԹՅՈՒՆԸ

Արդեն նշել ենք, որ իրականացված տիեզերական թռիչքներում գերբեռնվածությունը համեմատաբար փոքր է եղել և տեւել է ընդամենը մի քանի րոպե։ Բայց սա տիեզերական դարաշրջանի միայն սկիզբն է, երբ մարդկային թռիչքները դեպի տիեզերք տեղի են ունենում Երկրին համեմատաբար մոտ ուղեծրերում:

Այժմ մենք կանգնած ենք դեպի Լուսին թռիչքների շեմին, իսկ հաջորդ սերնդի կյանքի ընթացքում՝ դեպի Մարս և Վեներա: Այնուհետև կարող է անհրաժեշտ լինել զգալիորեն ավելի մեծ արագացումներ զգալ, և տիեզերագնացները զգալիորեն ավելի մեծ ծանրաբեռնվածության կենթարկվեն:

Կա նաև տիեզերագնացների դիմադրության խնդիրը փոքր, բայց երկարաժամկետ, մշտական ​​ծանրաբեռնվածություններին, որոնք տևում են ողջ միջմոլորակային ճանապարհորդության ընթացքում: Նախնական տվյալները ցույց են տալիս, որ կոտորակների հերթականության «g» մշտական ​​արագացումը մարդն առանց որևէ դժվարության հանդուրժում է: Արդեն մշակվել են նման հրթիռների նախագծեր, որոնց շարժիչները կաշխատեն մշտական ​​արագացումով։ Չնայած այն հանգամանքին, որ բուն փորձի ընթացքում մարդիկ ստիպված են եղել դիմանալ տարբեր տհաճ երևույթների, փորձերը նրանց ոչ մի վնաս չեն պատճառել։

Հնարավոր է, որ ապագայում հնարավոր լինի այլ կերպ բարձրացնել մարդու մարմնի դիմադրությունը ծանրաբեռնվածության նկատմամբ։ Հետաքրքիր փորձեր են իրականացրել ԱՄՆ-ի Քեմբրիջի համալսարանի գիտնականները։ Նրանք հղի մկներին ենթարկել են մոտ 2 գ մշտական ​​արագացման, մինչև նրանք ձագեր ծնեցին, որոնք մինչև մահը պահվեցին ցենտրիֆուգում։ Նման պայմաններում ծնված մկները իրենց հիանալի էին զգում 2 գ մշտական ​​ծանրաբեռնվածության ազդեցության տակ, և նրանց պահվածքը ոչնչով չէր տարբերվում նորմալ պայմաններում ապրող իրենց գործընկերների պահվածքից։

Մենք հեռու ենք մարդկանց հետ նմանատիպ փորձեր անցկացնելու մտքից, սակայն մենք դեռ հավատում ենք, որ մարմնի նման հարմարվողականության ֆենոմենը ծանրաբեռնվածությանը կարող է լուծել կենսաբանների առջեւ ծառացած մի շարք խնդիրներ։

Հնարավոր է նաեւ, որ գիտնականները արագացման ուժերը չեզոքացնելու միջոց գտնեն, իսկ համապատասխան սարքավորումներով հագեցած մարդը հեշտությամբ կդիմանա գերբեռնվածության հետ կապված բոլոր երեւույթներին։ Նույնիսկ ավելի մեծ հույսեր են կապված սառեցման մեթոդի հետ, երբ մարդու զգայունությունը կտրուկ ընկնում է (այս մասին գրում ենք ստորև):

Մարդու մարմնի գերբեռնվածության դիմադրության բարձրացման ոլորտում առաջընթացը շատ մեծ է և շարունակում է զարգանալ։ Արդեն իսկ մեծ հաջողություն է գրանցվել տոկունության բարձրացման հարցում՝ թռիչքի ժամանակ մարդու մարմնին ճիշտ դիրք տալով, փափուկ, սպունգապլաստիկ նստատեղի և հատուկ նախագծված տիեզերանավերի միջոցով։ Միգուցե մոտ ապագան այս ոլորտում էլ ավելի մեծ հաջողություններ բերի։

ԵՐԲ ՇՈՒՐՋ ԱՄԵՆ ԻՆՉ ԹՐԹՈՒՄ Է

Թռիչքի ժամանակ տիեզերագնացին սպասվող բազմաթիվ վտանգներից պետք է նշել ևս մեկը՝ կապված թռիչքի աերոդինամիկական առանձնահատկությունների և ռեակտիվ շարժիչների աշխատանքի հետ։ Այս վտանգը, թեև բարեբախտաբար այնքան էլ մեծ չէ, բայց գալիս է թրթռումից։

Գործարկման ժամանակ գործում են հզոր շարժիչներ, և հրթիռի ամբողջ կառուցվածքը ենթարկվում է ուժեղ թրթռումների։ Վիբրացիան փոխանցվում է տիեզերագնացի մարմնին և կարող է հանգեցնել նրա համար շատ տհաճ հետևանքների։

Մարդու մարմնի վրա թրթռումների վնասակար ազդեցությունը վաղուց էր հայտնի։ Իրոք, աշխատողները, ովքեր քիչ թե շատ երկար ժամանակ օգտագործում են օդաճնշական մուրճ կամ փորված, հիվանդանում են, այսպես կոչված, վիբրացիոն հիվանդությամբ, որը դրսևորվում է ոչ միայն վերին վերջույթների մկանների և հոդերի ուժեղ ցավով, այլև ցավով. որովայնը, սիրտը և գլուխը. Առաջանում է շնչահեղձություն և դժվարանում է շնչառությունը։ Մարմնի զգայունությունը մեծապես կախված է նրանից, թե ներքին օրգաններից որն է առավել ենթակա թրթռումների: Ներքին մարսողական օրգանները, թոքերը, վերին և ստորին վերջույթները, աչքերը, ուղեղը, կոկորդը, բրոնխները և այլն տարբեր կերպ են արձագանքում թրթռմանը։

Հաստատվել է, որ տիեզերանավի թրթռումը վնասակար ազդեցություն է ունենում մարդու մարմնի բոլոր հյուսվածքների և օրգանների վրա, իսկ բարձր հաճախականության թրթռումը ամենավատ հանդուրժողն է, այսինքն՝ դժվար է նկատել առանց ճշգրիտ գործիքների: Կենդանիների և մարդկանց հետ փորձերի ժամանակ պարզվել է, որ թրթռման ազդեցության տակ սկզբում բարձրանում է նրանց սրտի բաբախյունը, բարձրանում է արյան ճնշումը, ապա արյան բաղադրության մեջ փոփոխություններ են տեղի ունենում՝ կարմիր արյան բջիջների քանակը նվազում է, արյան սպիտակ բջիջների քանակը։ ավելանում է. Խաթարվում է ընդհանուր նյութափոխանակությունը, հյուսվածքներում նվազում է վիտամինների մակարդակը, ոսկորներում փոփոխություններ են առաջանում։ Հետաքրքիր է, որ մարմնի ջերմաստիճանը մեծապես կախված է թրթռումների հաճախականությունից: Երբ տատանումների հաճախականությունը մեծանում է, մարմնի ջերմաստիճանը բարձրանում է, իսկ երբ հաճախականությունը նվազում է, ջերմաստիճանը նվազում է։

Ուստի զարմանալի չէ, որ տիեզերանավի թրթռումը կարող է զգալի խափանումներ առաջացնել մարմնի կենսական գործառույթներում և կարող է բացասաբար ազդել տիեզերագնացների մտավոր աշխատանքի վրա։

Իհարկե, թրթռման հետեւանքները կարող են վտանգավոր դառնալ, եթե այն երկար ժամանակ ենթարկվի մարդու մարմնին։ Եթե ​​տիեզերագնացները ստիպված լինեին մի քանի օր դիմանալ թրթռմանը, դա կհանգեցներ կյանքի լիակատար և անդառնալի խաթարման՝ դրանից բխող բոլոր հետևանքներով։

Բարեբախտաբար, այս խնդիրն այնքան էլ մեծ չէ, որքան թվում է առաջին հայացքից։ Բանն այն է, որ հրթիռի արձակման ժամանակ թրթռումների տևողությունը ընդամենը մի քանի րոպե է, և թեև տիեզերանավի անձնակազմը որոշակի անհարմարություններ է զգում, դրանք այնքան կարճ են տևում, որ ոչ մի վնաս չեն պատճառում։ Վիբրացիան մի փոքր ավելի երկար է տևում, երբ նավը վայրէջքի ժամանակ անցնում է մթնոլորտով: Բայց սա նույնպես այնքան էլ վտանգավոր չէ։ Բացի այդ, ճկուն և առաձգական նստատեղի կախոցի հատուկ դիզայնը, որը մեկուսացնում է տիեզերագնացներին հրթիռի մարմնից, ինչպես նաև նստատեղերի և թիկունքների փափուկ պլաստիկ պաստառները, զգալիորեն նվազեցնում են հրթիռի մարմնից փոխանցվող թրթռումը։ տիեզերագնացի մարմինը.