نیروی جی چیست و چه تاثیری بر بدن خلبانان می‌گذارد؟

وقتی در مورد اینکه نیروی جی (g-force) جت‌های جنگنده با بدن چه می‌کنند، صحبت می‌کنیم باید بفهمیم که نیروی جی چیست و چطور در طول زندگی روزمره همه ما را تحت تاثیر قرار می‌دهد. برای اینکه درک آن را ساده کنیم، وقتی در داخل خودرو هستید، هر گونه افزایش ناگهانی شتاب، ترمز کردن یا پیچیدن در پیچ‌های تند، مقداری نیروی جی به بدن شما وارد می‌کند.

به گزارش روزیاتو، در حالی که به طور معمول از حرف g برای این نیرو در صنعت هوانوردی استفاده می‌شود، این حرف در واقع کوتاه شده واژه gravity یا جاذبه زمین است. این نیرو در واقع افزایش شتاب یا کاهش آن را اندازه گیری می‌کند؛ نیروی جی یک نیروی مختص به جرم است که با واحد‌های استاندارد جاذبه بازگو می‌شود. نیروی جی معمولاً برای واکنش بدن به افزایش شتاب ناگهانی استفاده می‌شود. این نیرو به خاطر کشش جاذبه‌ای متوسط زمین ایجاد می‌شود که معادل ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه است.

نیروی جی طبیعی وارد شده بر بدن ۱ جی است

وقتی بی حرکت ایستاده اید و تکان نمی‌خورید، بدن شما نیرویی معادل ۱ جی را تجربه می‌کند که معادل کشش جاذبه‌ای زمین است. هرگونه افزایش یا کاهش ناگهانی و شدید شتاب باعث افزایش یا کاهش نیروی جی وارد بر بدن می‌شود. هر چه سریع‌تر بروید، احساس سنگینی بیشتری می‌کنید، در حالی که هر چه آرام‌تر بروید، احساس سبکتر بودن می‌کنید.

وقتی سوار بر یک هواپیمای مسافربری هستید، برای مدت‌های کوتاهی وقتی هواپیما در حال اوج گرفتن یا کاهش ارتفاع یا پیچیدن است، کمی کمتر از ۱.۳ جی را احساس خواهید کرد که حدود ۳۰ درصد سنگین‌تر یا ۳۰ درصد سبک‌تر از حالت عادی است. اثر نیروی جی هنگام پرواز با هواپیما‌های تجاری چنان اندک است که شاید حتی متوجه آن نشوید.

قبل از جنگ جهانی اول، مردم به ندرت نیروی جی را تجربه می‌کردند

نیروی جی چیست و چه تاثیری بر بدن خلبانان می‌گذارد؟

قبل از اینکه برادران رایت اولین پرواز افسانه‌ای خود را در تپه‌های کیل دویل در نزدیکی کیتی هاک در کارولینای شمالی و در ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ تجربه کنند، مردم به ندرت نیروی جی را تجربه می‌کردند. با سریع‌تر شدن هواپیماها، نیروی جی به سرعت به نگرانی خلبانان در طول جنگ جهانی اول تبدیل شد، زیرا خلبانان در هنگام انجام مانور‌ها در نبرد‌های تن به تن به سرعت بیهوش می‌شدند. این پدیده با نام «غش کردن در آسمان» شناخته می‌شد.

بدین ترتیب مهندسان شروع به نصب کابین‌های قوی تری روی هواپیما‌ها کردند که بتوانند نیرو‌های تا ۱۸ جی را تحمل کنند، در شرایطی که روز به روز هواپیما‌های سریع تری ابداع می‌شد. در سال ۱۹۴۷، در حالی که چاک ییگر به عنوان خلبان آزمایشی برنامه هواپیمای راکتی Bell XS-۱ فعالیت می‌کرد، یک افسر همکار نیروی هوایی ایالات متحده به نام جان استپ مشغول آزمایش سیستم‌های اکسیژن مختلف در هواپیما‌های غیرفشرده سازی شده بود. یکی از مشکلات مرتبط با پرواز در سرعت‌های بسیا بالا، ناخوشی ناشی از کاهش فشار بود، که با نام خم شدن شناخته می‌شود.

سریع‌ترین انسان روی زمین

نیروی جی چیست و چه تاثیری بر بدن خلبانان می‌گذارد؟

در کنار سیستم‌های اکسیژن، استپ در زمینه مطالعه اثرات افزایش یا کاهش ناگهانی سرعت روی بدن انسان نیز فعالیت می‌کرد. برای درک اینکه بدن انسان چه مقدار نیروی جی را می‌تواند تحمل کند، استپ یک سورتمه راکتی ساخت که ۴۰،۰۰۰ پوند نیروی پیشرانه تولید می‌کرد. در پایان تابستان ۱۹۴۸، استپ یک سورتمه ویژه به نام Sonic Wind ساخت.

در ۱۰ دسامبر ۱۹۵۴، در پایگاه هوایی هولومن در نیومکزیکو، استپ سرعت این سورتمه را در عرض کمتر از ۵ ثانیه به ۱،۰۱۱ کیلومتر بر ساعت رساند تا به سریع‌ترین انسان روی کره زمین تبدیل شود. در جریان این تست، بدن استپ با ۷۶ کیلوگرم وزن، نیروی جی معادل بیش از ۴۶.۲ جی را متحمل شد که بیشتر از اندازه‌ای بود که یک انسان بتواند از آن جان سالم به در ببرد. اما استپ زنده ماند و تا ۸۹ سالگی زندگی کرد.

نیروی جی چیست و چه تاثیری بر بدن خلبانان می‌گذارد؟

این دستاورد باعث شد که استپ روی جلد مجله تایم برود و کار‌های او باعث بهبود ایمنی هواپیما‌ها و خودرو‌ها شود.

نیروی جی تماماً در مورد شتاب است

نیروی جی چیست و چه تاثیری بر بدن خلبانان می‌گذارد؟

این سرعت نیست که باعث نیروی جی می‌شود بلکه شتاب است. اکثر ما وقتی سوار یک چرخ و فلک می‌شویم به فکر نیروی جی می‌افتیم. وقتی سوار چرخ و فلک هستید، در پیچ‌های تندی که به طور ناگهانی مسیر تغییر می‌کند، نیروی جی را تجربه می‌کنید و البته وقتی که با سرعت زیاد به سمت زمین شیرجه می‌روید. البته این نیرو در هنگام سوار شدن بر چرخ و فلک آنقدر زیاد نیست که باعث بیهوشی تان شود. دلیل این است که وقتی چرخ و فلک‌ها را می‌سازند، عامدانه آن را طوری طراحی می‌کنند که نیروی جی تولید شده در حد توان یک انسان معمولی باشد.

نیروی جی چیست و چه تاثیری بر بدن خلبانان می‌گذارد؟

در حالی که اثر نیروی جی از فردی به فرد دیگر متفاوت است، همه چیز تحت تاثیر سه فاکتور است که عبارتند از:

مسیری که به سمت آن حرکت می‌کنید

سطح نیروی جی

طول مدتی که تحت تاثیر نیروی جی قرار دارید

نیروی جی و فشار خون

بسته به حالت و موقعیت بدنتان در هنگام افزایش شتاب، نیروی جی به اشکال زیر ایجاد می‌شود:

از سر به نوک انگشتان

از جلو به عقب

از یک طرف بدن به طرف دیگر

هنگام شتاب گرفتن، نیروی جی از سمت جلو به عقب بدن شما می‌رود که آن را حس می‌کنید، و وقتی شتاب کاهش می‌یابد نیروی جی در مسیر برعکس احساس می‌شود. وقتی نیروی جی افقی را تجربه می‌کنید، بدن می‌تواند کاملاً برعکس تحت تاثیر قرار گیرد، زیرا خون کافی به مغز نمی‌رسد. در سطح دریا، بدن انسان به فشار خون ۲۲ میلیمتر جیوه نیاز دارد تا خون را از قلب به مغز پمپاژ نماید. وقتی ۲ جی را تجربه می‌کنید، ۲۲ میلیمتر جیوه باید دو برابر شده و به ۴۴ میلیمتر جیوه برسد. بسته به تعداد نیروی جی، فشار خون نیز باید به همان اندازه بیشتر شود. نیروی جی ۴ یا ۵ باعث می‌شود که اکثر افراد بیهوش شوند، زیرا منابع خونی در بدن با کاهش فشار خون مواجه می‌شوند.

خلبانان جنگنده می‌توانند به نحوی تاثیرات نیروی جی را با پوشیدن لباس‌های ضد جی خنثی کنند، لباس‌هایی که به آن‌ها امکان می‌دهد تا نیروی ۸ یا ۹ جی را نیز تاب بیاورند. یونیفرم‌های ضد جی از غشا‌های هوا برای منقبض کردن شکم و پا‌ها به منظور کم به حفظ فشار خون در قسمت بالای بدن استفاده می‌کنند. همچنین خلبانان جنگنده در سانتریفیوژ‌های مخصوصی آموزش می‌بینند تا بتوانند ماهیچه هایشان را منقبض کرده و نفس بکشند و بدین ترتیب اثرات نیروی جی روی بدن را خنثی نمایند.

مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

دکمه بازگشت به بالا