Ylikuormitus - ei-gravitaatiovoimien aiheuttaman lineaarisen kiihtyvyyden absoluuttisen arvon suhde vapaan pudotuksen standardikiihtyvyyteen maan pinnalla. Kahden kiihtyvyyden suhteena g-voima on dimensioton suure [1] , mutta usein g-voima annetaan standardin gravitaatiokiihtyvyyden g yksiköissä (lausutaan "sama"), joka on 9,80665 m/s² [2] [ 3] . 0 g :n ylikuormitus kokee kehon vapaassa pudotuksessa vain painovoiman vaikutuksen alaisena eli painottomuuden tilassa [1] . Maan pinnalla merenpinnalla sijaitsevan kappaleen kokema ylikuormitus on yhtä suuri kuin 1 [1] .
Ylikuormitus on vektorisuure [1] . Elävälle organismille ylikuormituksen toiminnan suunta on erittäin tärkeä. Ylikuormitettuina ihmisen elimet yleensä pysyvät samassa tilassa (tasainen suoraviivainen liike tai lepo). Positiivisella g-voimalla (kiihtyvyys suunnataan jaloista päähän, ja g-vektori on päästä jalkoihin) veri virtaa päästä jalkoihin, vatsa laskee. Negatiivinen G-voima lisää verenkiertoa päähän. Ihmiskehon suotuisin asento, jossa hän voi havaita suurimmat ylikuormitukset, on selällään, kasvot liikkeen kiihtyvyyssuuntaan, ylikuormituksen siirtämiselle epäedullisin on pituussuunnassa jalat liikkeen suuntaan. kiihtyvyys. Kun auto törmää kiinteään esteeseen, autossa istuva henkilö kokee selän ja rintakehän ylikuormituksen. Tällainen ylikuormitus siedetään ilman suuria vaikeuksia. Tavallinen ihminen kestää jopa 15 g :n ylikuormituksen noin 3-5 sekuntia tajuntansa menettämättä. Yli 20-30 g :n ylikuormitusta henkilö voi kestää ilman tajunnan menetystä enintään 1-2 sekuntia ylikuormituksen suuruudesta riippuen.
Yksi sotilaslentäjien ja astronauttien tärkeimmistä vaatimuksista on kehon kyky kestää ylikuormitusta. Koulutetut lentäjät anti-g-puvuissa kestävät ylikuormituksia -3 ... -2 g - +12 g [4] . Yleensä 7-8 g :n positiivisella ylikuormituksella se "tummuu" silmissä, näkö katoaa ja henkilö menettää vähitellen tajuntansa veren ulosvirtauksen takia . Vastustuskyky negatiivisille, ylöspäin suuntautuville g-voimille on paljon pienempi. Astronautit kestää lentoonlähdön aikana ylikuormituksen makuulla. Tässä asennossa ylikuormitus vaikuttaa rintakehän ja selän suuntaan, mikä mahdollistaa useiden g :n yksiköiden ylikuormituksen kestämisen useiden minuuttien ajan . On olemassa erityisiä anti-g-pukuja , joiden tehtävänä on helpottaa ylikuormitusta. Puvut ovat korsetti, jossa on letkut, jotka on puhallettu ilmajärjestelmästä ja jotka pitävät ihmiskehon ulkopinnan estäen hieman veren ulosvirtausta.
Ylikuormitus lisää koneiden rakenteen kuormitusta ja voi johtaa niiden rikkoutumiseen tai tuhoutumiseen sekä irrallisten tai huonosti kiinnitettyjen kuormien liikkumiseen. Esimerkiksi Venäjän federaatiossa kevyiden siviililentokoneiden operatiivisen ylikuormituksen tulee olla vähintään 2,1 + 10890 / (G + 4540) normaali- ja siirtymäluokan ilma-aluksissa, missä G on suurin suunniteltu lentoonlähtöpaino lentokone, kgf [5] .
Esimerkkejä ylikuormituksista ja niiden merkityksestä:
Esimerkki ylikuormituksesta | Arvo, g |
---|---|
Henkilö (tai mikä tahansa esine), joka on paikallaan suhteessa Maahan | yksi |
Matkustaja lentokoneessa nousemassa | 1.5 |
Laskuvarjohyppääjän laskeutuminen nopeudella 6 m/s | 1.8 |
Laskuvarjohyppääjän avautuva laskuvarjo | jopa 10,0 (Po-16, D1-5U) jopa 16 (Ut-15 ser. 5) |
Kosmonautit laskeutuessaan Sojuz-avaruusaluksessa | 3,0-4,0 asti |
Taitolentokoneen lentäjä | -7 - +12 |
Ylikuormitus (pitkäaikainen), joka vastaa ihmisen fysiologisten kykyjen rajaa | 8,0-10,0 |
Ennätys Sojuz-avaruusaluksen ei-kuolemaan laskeutumisesta | 20-26 (eri lähteiden mukaan) [6] :37 [7] [8] |
Tietue henkilön suurimmasta vapaaehtoisesta (kokeilu) lyhytaikaisesta ylikuormituksesta. John Paul Stapp. | 46.2 |
Aiempi ennätys (lyhytaikaisesta) ajoneuvon ylikuormituksesta, jonka henkilö onnistui selviytymään [9] | 179,8 |
Suurin (lyhytaikainen) ylikuormitus, jolla henkilö onnistui selviytymään. Kenny Braque , IRL IndyCar , kaatuu kauden viimeisessä kilpailussa Fort Worthissa .
Challenger -sukkulan törmäyksen aikana yli 20 km:n korkeudelta pudonnut hytti, jossa oli 7 astronautia, osui Atlantin valtameren pintaan nopeudella noin 333 km/h ja ylikuormitus oli yli 200 g. Kukaan ei selvinnyt hengissä [10] . |
214 |
Ylikuormitus, jonka Venera-7 automaattinen planeettojenvälinen asema koki jarrutuksen aikana Venuksen ilmakehän tiheissä kerroksissa. | 350 |
Ylikuormitus, jonka solid State Drive ( SSD ) voi kestää | 1500 |
Ammus ylikuormitus ammuttaessa (piirun alussa) | 47 000 |