g-suit - g-suit

редактировать
Костюм MSF830 Anti-g Suit брюки и пояс на поясе поверх летного костюма

A g- костюм, или костюм с защитой от перегрузки, представляет собой летный костюм, который носят авиаторы и астронавты, которые имеют высокие уровни ускорение сила (г ). Он разработан для предотвращения затемнения и g-LOC (потери сознания, вызванной g), вызванных скоплением крови в нижней части тела при ускорении, что лишает мозг крови. Блэкаут и g-LOC стали причиной ряда авиационных происшествий со смертельным исходом.

Содержание
  • 1 Эксплуатация
  • 2 Конструкция
  • 3 История
    • 3.1 Franks G-Suit
    • 3.2 Хлопок Аэродинамическая защита -G Летающий костюм
    • 3.3 Костюм с градиентом давления Berger
  • 4 Использует
    • 4.1 Летательный аппарат в положении лежа на животе
    • 4.2 Военная авиация и космос
    • 4.3 Red Bull Air Race
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки
Операция

Если позволить крови скапливаться в нижних частях тела, мозг будет лишен крови, что приведет к временной гипоксии. Гипоксия сначала вызывает серое (затемнение зрения), также называемое потемнением, за которым следует туннельное зрение и, в конечном итоге, полное «затемнение» потери зрения с последующей потерей сознания, вызванной g. или g-LOC. Опасность g-LOC для пилотов самолетов возрастает, потому что после расслабления g наступает период дезориентации, прежде чем полное ощущение будет восстановлено. G-костюм не столько увеличивает перегрузочный порог, сколько позволяет дольше выдерживать высокие перегрузки без чрезмерного физического утомления. G-толерантность в покое 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 более старых истребителях 6 г считалось высоким уровнем, но с современными истребителями 9 г и более можно выдержать конструктивно, что делает пилота решающим фактором в поддержании высокой маневренности в ближнем воздушном бою.

Дизайн

G-костюм - это особая одежда, обычно представляющая собой плотно прилегающие брюки, которые подходят либо под, либо поверх (в зависимости от дизайна) полёта. костюм, который носит летчик или космонавт. Брюки снабжены надувными баллонами, которые под давлением через g-чувствительный клапан в самолете или космическом корабле плотно прижимают живот и ноги, тем самым ограничивая отток крови из мозга в периоды высокое ускорение. Кроме того, в некоторых современных самолетах с очень высокой гравитацией эффект костюма Anti-G усиливается небольшим давлением, прикладываемым к легким (парциальное давление дыхание), что также повышает устойчивость к высоким G. Эффекты костюмов с защитой от перегрузки и дыхания с парциальным давлением легко воспроизвести в симуляторе, хотя в таких устройствах, как центрифуги.

, были разработаны различные конструкции костюмов с перегрузкой. 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. Тем не менее, швейцарская компания и немецкая Autoflug совместно разработали новый костюм Libelle для использования с самолетом Eurofighter Typhoon, который превращается в жидкость в качестве среды и улучшает производительность. Иск Libelle находится на рассмотрении для принятия на вооружение ВВС США.

История

Еще в 1917 году были зарегистрированы случаи потери сознания пилотов из-за g (G-LOC), которые были названы «обмороком в воздухе».

В 1931 году профессор физиологии Фрэнк Коттон из Сиднейского университета описал новый способ определения центра тяжести человеческого тела. Это позволило описать смещение массы внутри тела при ускорении. 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 совершать быстрые повороты, которые генерировали высокие перегрузки, вызывая затемнение при пикировании, чтобы избежать или нанести удар врагу.

С появлением в конце 1930-х годов более высокоскоростных истребителей-монопланов, ускорение силы во время боя стали более суровыми. Еще в 1940 году на некоторых самолетах были упоры для ног над педалями руля направления, чтобы ступни и ноги пилота можно было поднимать во время боя в попытке минимизировать негативные последствия поворотов на высокой скорости. Во время таких маневров часто не было необходимости в больших отклонениях руля направления, но была возможность прорезать радиус поворота противника.

G-костюм Franks

Первые G-костюмы были разработаны командой под руководством Уилбур Р. Фрэнкс в Бантинге и Бесте медицинском институте Университета Торонто в 1941 году. Костюмы производились на Данлоп и впервые использовался в оперативном порядке в 1942 году в Воздушной армии флота (FAA) во время Операции Факел. В этих устройствах использовались заполненные водой пузыри вокруг ног и два «МК». были разработаны версии (или Знаки):

Хлопковый аэродинамический противогазовый костюм

Профессор Фрэнк Коттон из Сиднейского университета, Австралия разработал первый в мире успешный противогазовый костюм с газовым приводом. 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 перегрузки и наблюдали, пока не произошло отключение света. Все потеряли сознание. 19 февраля 1942 года, в день крупного японского воздушного нападения на Дарвин, костюм Коттона был одобрен военным командованием союзников. Вскоре американцы выдали заказ на изготовление костюма по дизайну Коттона. Костюм Cotton позже прошел летные испытания на самолетах Hurricane, Kittyhawks и Spitfires 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 хлопковом костюме до сих пор используются в современных костюмах с защитой от перегрузок.

Костюм с градиентным давлением Berger

В США, физиологи д-р. 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 во время высоких перегрузок. 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 костюме. Хотя дизайн профессора Коттона был интригующим, он был больше сосредоточен на центре тяжести, чем на кровотоке. Этот последний момент был ключом к созданию практичного костюма против перегрузки, который можно было носить в бою. Этот костюм носили американские пилоты ближе к концу Второй мировой войны.

Исследователи были частью команды, собранной в клинике Мэйо и исследовавших влияние высокопроизводительных полетов на военных пилотов., изучая физиологические эффекты полета и способы их смягчения. Они использовали большую центрифугу для кружения всадников и наблюдения 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. Основной вклад, позволивший перейти от пульсирующих мочевых пузырей, наполненных водой, к непульсирующим, наполненным воздухом, исследователи Мэйо показали, что для поддержания перфузии глаз и мозга требуется поддержание артериального давления, а не венозного возврата. 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, который изготовил ранние костюмы для команды Майо.)

Их усилия, наконец, увенчались выпуском в конце 1943 года первого военного образца США: костюма G-1 для летчиков-истребителей типа GPS (Gradient Pressure Suit). Впоследствии команда работала над дальнейшими, более совершенными моделями в 1944 году и позже.

Хотя использовать их было неудобно и отвлекало, более поздние исследования показали, что военные летчики-истребители, которые носили скафандры, выжили и победили своих противников в большем количестве те, кто этого не сделал.

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

Использует

летательный аппарат лежа в положении пилота

Во время Второй мировой войны немецкий Henschel Hs 132 (никогда не летал) и Оба реактивных самолета US Northrop XP-79 (разбились при первом полете с двигателем) имели положение лежа для минимизации скопления крови в ногах. После 1945 года британцы экспериментировали с положениями полета лежа на сильно модифицированном реактивном истребителе Gloster Meteor F8 и Reid and Sigrist R.S.3 "Bobsleigh" в учебно-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 космонавтика

G-костюмы воздушного базирования были очень распространены в самолетах НАТО всех стран с 1950-х годов и до сих пор используются по сей день.

Позже. такие реактивные, как F-15 Eagle, F-16 Fighting Falcon, F / A-18 Super Hornet, Eurofighter Typhoon и Dassault Rafale может 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 деформации перегрузки обученный пилот сможет выдерживать ускорения до девяти g без потери сознания.

Астронавты носят g- костюмы подобны авиаторам, но сталкиваются с другими проблемами из-за воздействия микрогравитации. Костюм авиатора оказывает равномерное давление на нижнюю часть ног, чтобы свести к минимуму влияние сильного ускорения, но исследования, проведенные Канадским космическим агентством, показывают, что наличие костюма для астронавтов, которое использует «доильное действие» для увеличения притока крови к верхней части тела.

Red Bull Air Race

Пилоты чемпионата мира Red Bull Air Race носили g- костюм называется g-Race Suit с сезона 2009 года. Костюм g-race - это заполненная жидкостью (водой), автономная и автономная система защиты всего тела от перегрузки. Он изготавливается индивидуально для каждого пилота и может быть точно отрегулирован с помощью шнуровки.

Костюм g-race содержит четыре так называемых «жидких мускула», которые представляют собой герметичные трубки, заполненные жидкостью. Каждая жидкая мышца простирается от плеча до лодыжки. Две жидкие мышцы, каждая из которых наполнена 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 перед достижением полной защиты системы в стандартных пневматических надувных костюмах. Пилот гонок интерактивно использует костюм g-race с помощью техники напряжения мышц и дыхания для достижения улучшенного сердечного выброса и, таким образом, улучшенной защиты от перегрузки.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с G-костюмами.
Последняя правка сделана 2021-05-21 08:11:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте