Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Брюки MSF830 Anti-g Suit и пояс на летном костюме

Г-костюм , или анти - г костюм , является полет костюм носить летчиков и космонавтов , которые подвергаются воздействию высоких уровней ускорения силы ( г ). Он разработан, чтобы предотвратить затемнение и g-LOC (потерю сознания, вызванную g), вызванную скоплением крови в нижней части тела при ускорении, что лишает мозг крови. [1] Блэкаут и g-LOC стали причиной ряда авиационных происшествий со смертельным исходом. [2]

Операция [ править ]

Если позволить крови скапливаться в нижних частях тела, мозг лишится крови. Это отсутствие притока крови к мозгу сначала вызывает серый цвет (затемнение зрения, также называемое потемнением), а затем - туннельное зрение.и в конечном итоге полная потеря зрения "затемнение" с последующей g-индуцированной потерей сознания или "g-LOC". Опасность g-LOC для пилотов самолетов увеличивается, потому что при расслаблении g наступает период дезориентации, прежде чем полное ощущение будет восстановлено. G-костюм не столько увеличивает g-порог, но позволяет дольше выдерживать высокие g без чрезмерной физической усталости. G-толерантность в состоянии покоя обычного человека составляет от 3 до 5 г в зависимости от человека. G-костюм обычно добавляет 1 г допуска к этому пределу. Пилотам по-прежнему необходимо практиковать «маневр перегрузки», который заключается в напряжении мышц брюшного пресса, чтобы сузить кровеносные сосуды и уменьшить скопление крови в нижней части тела. Высокая перегрузка не удобна даже в костюме со стрингами. В старых истребителях, 6 г считался высоким уровнем, но с современными борцами 9 г или более может быть устойчивый структурно [ править ] делает пилот критический фактор в поддержании высокой маневренности в тесном воздушном бое . [ необходима цитата ]

Дизайн [ править ]

G-костюм - это особая одежда, обычно представляющая собой плотно прилегающие брюки , которые подходят либо под, либо поверх (в зависимости от дизайна) летного костюма, который носит летчик или космонавт. Брюки снабжены надувными баллонами, которые под давлением через g-чувствительный клапан в самолете или космическом корабле плотно прижимаются к животу и ногам, тем самым ограничивая отток крови от мозга в периоды сильного ускорения. Кроме того, в некоторых современных самолетах с очень большим ускорением эффект костюма Anti-g усиливается за счет небольшого давления, прикладываемого к легким ( положительное давлениедыхание), что также повышает устойчивость к высоким G. Эффекты костюмов против перегрузок и дыхания с положительным давлением легко воспроизвести в симуляторе, хотя в таких устройствах, как центрифуги, можно искусственно создать только непрерывный перегрузок . [3]

Разработаны различные дизайны костюмов. Сначала они использовали наполненные водой пузыри вокруг нижней части тела и ног. Более поздние конструкции использовали воздух под давлением для надувания баллонов. Эти g-костюмы были легче, чем версии, заполненные жидкостью, и до сих пор широко используются. Однако швейцарская компания Life Support Systems AG и немецкая Autoflug совместно разработали новый костюм Libelle для использования с самолетами Eurofighter Typhoon , который превращается в жидкость в качестве среды и улучшает характеристики. Иск против Libelle находится на рассмотрении для принятия в ВВС США . [4]

История [ править ]

Еще в 1917 году были задокументированы случаи потери сознания летчиками из-за g (G-LOC), которые назывались «обмороком в воздухе». [5] [6]

В 1931 году профессор физиологии, Фрэнк Коттон , из Сиднейского университета описал новый способ определения центра тяжести человеческого тела. Это позволило описать перемещение массы внутри тела при ускорении. [7] Коттон осознал необходимость антигравитационного костюма во время битвы за Британию в 1940 году. Было подсчитано, что 30% смертей пилотов были вызваны авариями, включая отключение электроэнергии. Спитфайры, в частности, были способны быстро разворачиваться, создавая высокие перегрузки, вызывая затемнение при пикировании, чтобы избежать или нанести удар врагу. [8]

С появлением в конце 1930-х годов истребителей-монопланов с большой скоростью ускорение во время боя стало еще более серьезным. [6] [9] Еще в 1940 году на некоторых самолетах были упоры для ног над педалями руля направления, чтобы ступни и ноги пилота могли подниматься во время боя в попытке свести к минимуму негативные последствия поворотов на высокой скорости. Во время таких маневров часто не было необходимости в больших отклонениях руля направления, но нужно было иметь возможность проникнуть в радиус поворота противника. [ необходима цитата ]

Franks G-Suit [ править ]

Первые г-костюмы [10] были разработаны группой под руководством Уилбур Р. Франков на университете Торонто «с Бантинг и лучший медицинский институт в 1941 году [11] Костюмы были изготовлены Dunlop компании и первого эксплуатационного использования в 1942 г. - ВВС флота (FAA) во время операции «Факел» . [12] В этих устройствах использовались заполненные водой пузыри вокруг ног и два «МК». версии (или Марки) были разработаны:

  • Костюмы Franks Mark I использовались пилотами RAF Hurricane и Spitfire ;
  • Костюмы Franks Mark II использовались пилотами ВВС США и Королевских ВВС Канады .

Хлопковый аэродинамический костюм Anti-G [ править ]

Профессор Фрэнк Коттон из Сиднейского университета , Австралия , разработан первый в мире успешный газ управляемый анти-G костюм. [13] Исследования начались в конце 1940 года, и был разработан костюм с резиновыми мешочками, покрытыми снаружи нерастяжимым материалом. Мешки автоматически надуваются при увеличении перегрузки во время полета. Костюм был разработан в Сиднейской медицинской школе. Коттон построил первую человеческую центрифугу в здании Андерсона Стюарта в Сиднейском университете в условиях строгой безопасности во время войны. Добровольцев, молодых летчиков, привязали за ноги к центрифуге, подвергли воздействию большой силы перегрузки и наблюдали, пока не произошло отключение электричества. Все потеряли сознание. 19 февраля 1942 г., в день крупнейшего японского воздушного нападения наДарвин , костюм Коттона был одобрен военачальниками союзников. Вскоре американцы выдали заказ на изготовление костюма по проекту Коттона. [14] Костюм Cotton позже прошел летные испытания в урагане, Киттихауке и Спитфайре и обеспечил примерно защиту 2G. Королевские ВВС провели соревновательные испытания костюма Cotton Anti-G с костюмом Frank G-Suit, который уже был принят на вооружение в 1944 году. Королевские военно-воздушные силы пришли к выводу, что: «Нет сомнений, что костюм Cotton обеспечивает лучшую защиту». Газонадувные баллоны в костюме Cotton все еще используются в современных костюмах с защитой от перегрузок. [13]

Костюм с градиентом давления «Бергер» [ править ]

В Соединенных Штатах , физиологи DRS. Эрл Х. Вуд , Эдвард Балдес, Чарльз Код и Эдвард Ламберт, работая в сверхсекретной исследовательской лаборатории в клинике Мэйо, помогли определить конкретные физиологические эффекты, вызывающие затемнение и потерю сознания при высоких силах перегрузки. Основываясь на новом понимании физиологических эффектов высоких G-сил, они разработали более практичный G-костюм, основанный на работах Коттона и Фрэнкса. В этом костюме использовалась инфляция, как в хлопковом. Хотя дизайн профессора Коттона был интригующим, он больше сосредоточился на центре тяжести, чем на кровотоке. Этот последний пункт был ключом к созданию практичного костюма против перегрузки, который можно было носить в бою. [11]Этот костюм носили летчики США в конце Второй мировой войны. [10] [15] [16] [17] [18]

Исследователи были частью команды, собранной в клинике Мэйо , изучающей влияние высокопроизводительного полета на военных пилотов, изучая физиологические эффекты полета и способы их смягчения. Они использовали большую центрифугу, чтобы кружить наездников и наблюдать за их кровяным давлением на уровне головы и сердца с помощью специальных инструментов. Чтобы предотвратить падение артериального давления, команда разработала костюм с воздушным пузырем, который надувается до икры, бедер и живота пилота. [19] Основным вкладом исследователей Мейо, который позволил перейти от пульсирующих мочевых пузырей, наполненных водой к непульсирующим воздушным пузырям, было показать, что поддержание артериального давления, а не венозного возврата необходимо для поддержания перфузии глаз и мозг.[20] Прототипы костюмов GPS были известны как "артериальный окклюзионный костюм" (AOS) или костюм Кларка-Вуда, названный в честь Эрла Х. Вуда и Дэйва Кларка (главы компании Дэйва Кларка, которые изготовили первые костюмы для команда в Мэйо) [21]

В конце 1943 года их усилия увенчались выпуском первого военного образца США: костюма G-1 для летчиков-истребителей типа GPS (Gradient Pressure Suit). [22] Команда впоследствии работала над дальнейшими, более совершенными моделями в 1944 году и позже. [22]

Хотя это было неудобно и отвлекало от использования, более поздние исследования показали, что военные летчики-истребители, которые носили g-костюмы, выживали и побеждали своих противников в большем количестве, чем те, кто этого не делал. [18]

Современные g-костюмы соответствуют стандарту ВВС США CSU-13B / P и стандарту ВМС США CSU 15 A / P.

Использует [ редактировать ]

Самолет в положении пилота лежа [ править ]

Во время Второй мировой войны немецкий Henschel Hs 132 (никогда не летал) и американский Northrop XP-79 (разбился при первом полете с двигателем) оба занимали положение лежа, чтобы свести к минимуму скопление крови в ногах. [23] После 1945 года британцы экспериментировали с положениями полета лежа на сильно модифицированном реактивном истребителе Gloster Meteor F8 и Reid and Sigrist RS3 «Bobsleigh» - тренировочном самолете с поршневым двигателем. Однако другие трудности, связанные с пилотированием лежа и разработкой практических костюмов для обычных сидячих мест, положили конец этим экспериментам.

Военная авиация и космос [ править ]

Гидрокостюмы воздушного базирования были очень распространены в самолетах всех стран НАТО с 1950-х годов и используются до сих пор. [ необходима цитата ]

Более поздние самолеты, такие как F-15 Eagle , F-16 Fighting Falcon , F / A-18 Super Hornet , Eurofighter Typhoon и Dassault Rafale, могут выдерживать высокие перегрузки в течение более длительных периодов времени и, следовательно, более требовательны к физическим нагрузкам. Теперь ожидается, что при использовании современного костюма G в сочетании с методами защиты от перегрузок обученный пилот сможет выдерживать ускорения до девяти g без потери сознания. [ необходима цитата ]

Астронавты носят скафандры, похожие на авиаторы, но сталкиваются с другими проблемами из-за воздействия микрогравитации . Костюм авиатора оказывает равномерное давление на голени, чтобы свести к минимуму эффекты высокого ускорения, но исследования Канадского космического агентства [24] показывают, что может быть полезно иметь костюм для космонавтов, который использует «доильное действие» для увеличения крови. поток к верхней части тела. [ необходима цитата ]

Red Bull Air Race [ править ]

Пилоты чемпионата мира Red Bull Air Race с сезона 2009 года носят костюм g-Race Suit. Костюм g-race - это заполненная жидкостью (водой), автономная и независимая от самолетов система защиты всего тела от перегрузки. Он индивидуален для каждого пилота и может быть отрегулирован с помощью шнуровки. [ необходима цитата ]

Костюм g-race состоит из четырех так называемых «жидких мышц», которые представляют собой герметичные трубки, заполненные жидкостью. Каждая жидкая мышца простирается от плеча до лодыжки. Две жидкие мышцы, каждая из которых заполнена примерно 1 литром жидкости, что в сумме составляет около 4 литров (1,1 галлона США) на костюм g-race, расположены вертикально на передней стороне костюма g-race, а две - вертикально на костюме. задняя сторона костюма g-race. Костюм весит в среднем 6,5 кг (14 фунтов), а его ткань сделана из специальной смеси Twaron и Nomex.. Эффект противодавления возникает мгновенно, без какой-либо задержки по сравнению с задержкой до двух секунд до достижения полной защиты системы в стандартных пневматических надувных костюмах. Пилот гонок использует костюм g-race в интерактивном режиме с помощью техники напряжения мышц и дыхания для достижения улучшенного сердечного выброса и, следовательно, улучшенной защиты от перегрузки. [25]

См. Также [ править ]

  • Тренировка с высокой перегрузкой
  • Авиационная медицина
  • Ускорение
  • Воздушный бой

Ссылки [ править ]

  1. ^ Balldin, Ulf I (2002). «33». Эффекты разгона на летчиков-истребителей. В: Медицинские условия в суровых условиях окружающей среды . 2 . Вашингтон, округ Колумбия: Институт Бордена. Архивировано из оригинала на 2009-01-11 . Проверено 6 апреля 2009 .
  2. ↑ Амос, Смит, «Отчет: пилот Blue Angels потерял ориентацию». Архивировано 3 февраля 2009 г.в Wayback Machine , Military Times , 16 января 2008 г.
  3. ^ "G-костюм" . www.456fis.org . Проверено 7 мая 2020 .
  4. ^ "Информационный сайт - DENIC eG" . www.autofluglibelle.de .
  5. ^ Голова, Генри (1920). «Чувство устойчивости и равновесия в воздухе». В: Milford H, ed. Медицинские проблемы полета . Лондон: Издательство Оксфордского университета.
  6. ^ a b Burton RR (январь 1988 г.). «G-индуцированная потеря сознания: определение, история, текущее состояние». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 59 (1): 2–5. PMID 3281645 . 
  7. ^ Wh, Брук (февраль 1990 г.). «Развитие австралийского костюма против перегрузки» . Авиационная, космическая и экологическая медицина . PMID 2178602 . Проверено 5 июня 2020 . 
  8. ^ «Спортсмен-чемпион, изобретатель хлопкового костюма с защитой от перегрузки и пионер спортивной науки» (PDF) . sydney.edu.au .
  9. Перейти ↑ Rook AF, Dawson DJ (1938). «Гипотония и полет». Ланцет . 232 (2): 1503–10. DOI : 10.1016 / s0140-6736 (00) 83970-7 .
  10. ^ a b Wood, EH (июль 1987 г.). «Разработка костюмов против перегрузки и их ограничения». Aviat Space Environ Med . 58 (7): 699–706. PMID 3304268 . 
  11. ^ a b "Костюм Anti-G‹ HistoricWings.com :: Журнал для авиаторов, пилотов и искателей приключений " . fly.historicwings.com .
  12. ^ https://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1961/1961%20-%200160.html
  13. ↑ a b Brook, WH (февраль 1990 г.). «Разработка австралийского костюма против перегрузки». Aviat Space Environ Med . 61 (2): 176–82. PMID 2178602 . 
  14. ^ «Спортсмен-чемпион, изобретатель хлопкового костюма с защитой от перегрузки и пионер спортивной науки» (PDF) . sydney.edu.au .
  15. ^ Вуд, EH; Ламберт, EH (1946). «Влияние защитных костюмов на изменения артериального давления на центрифуге человека». Fed Proc . 5 : 115. PMID 21066536 . 
  16. ^ Вуд, EH (1986). «Вклад авиамедицинских исследований в летную и биомедицинскую науку». Aviat Space Environ Med . 57 : A13–23. PMID 3778400 . . Ошибка в: Aviat Space Environ Med 1987 Jul; 58 (7): 706.
  17. Перейти ↑ Wood, EH (февраль 1987 г.). «Разработка методов предотвращения обморока и потери сознания, вызванного ускорением у летчиков-истребителей времен Второй мировой войны. Ограничения: настоящее и будущее». Физиолог . 30 : S27–30. PMID 3550843 . 
  18. ^ a b Бонд, Билл; Бонд, Карен. Изобретение костюма G: история жизни доктора Эрла Вуда .
  19. ^ Вуд, EH; Ламберт, EH (сентябрь 1946 г.). и другие. «Эффекты ускорения применительно к авиации». Fed Proc . 5 : 327–344. PMID 20999477 . 
  20. ↑ Wood, EH (сентябрь 1987 г.). «Некоторые эффекты силовой среды на сердце, легкие и кровообращение». Clin Invest Med . 10 (5): 401–27. PMID 3315363 . 
  21. ^ Свитинг, CG (2015) Снаряжение авиатора армии США, 1917–1945. ISBN издателей McFarland 978-0786497379 . 
  22. ^ a b Питта, Роберт и Фаннелл, Джефф и Роттман, Гордон и Виндроу, Мартин и Маккуайг, Саймон (1993) ВВС армии США , Osprey Publishing, 1993, ISBN 978-1-85532-295-0 
  23. ^ «Proned пилоты - Гнездо Драконов» . www.nestofdragons.net .
  24. ^ "Канадское космическое агентство" . space.gc.ca . Архивировано из оригинала на 2005-12-04.
  25. ^ "Новый костюм против G-Race" . RedBullAirRace.com . 2009. Архивировано из оригинала на 2011-07-15 . Проверено 14 июля 2009 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Энциклопедия астробиологии, астрономии и космических полетов - костюмы Anti G
  • Сиднейский университет - История факультета физиологии
  • Libelle G-Multiplus