过载 飞行员如何抗过载的问题


尖端军用飞机,例如,“台风”,是能够在载荷限制条件下(远远超出了不受保护的人体可以耐受的条件)完全安全飞行的,这一切都源于重力,被简写为“过载”(G)。
在剧烈机动方向上的每个变化,飞行员都暴露于对应于几倍于地球正常引力(1G)的加速力下。描述其如何工作的最简单的方法是重量。重量是一个相当抽象的概念,因为我们习以为常的数字是在地面上的重量。但重量根据引力而不同,因此如果你暴露到3G环境中,例如,你的体重会增加到3倍。这意味着,如果你在地面上体重100千克,当你经受3G的力时,你的体重是300千克。目前这一代军用飞机会让他的飞行员例行承受到7到9倍的正常引力。
根据飞行员的生理特性,G-负荷会对飞行员的生理产生不同的影响。正加速度(正G)的方向向上,带有一个向下的反应,往往却会让身体的器官和血液向下行,而身体的重量增加了与G负荷一样的相同比例。正过载对心肺循环系统引起了一些影响,由此血液流向腿部和腹部区,并在那里滞留,减少了流向大脑和眼睛的血液。
这就引起低血压,让大脑和眼睛的供氧不足。飞行员首先感受到的感觉就是所谓的“周边视力丧失”(grey-out)——单色视觉(无法识别颜色)——接着是隧道视野(受限的视野),然后“黑视”(black-out)(完全丧失视力)。在最极端的情况下,这会导致G-引起的意识丧失或G-LOC——也被称为“终点”(end point),在这个时候,几乎总是会有致命的后果。
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飞行员穿上飞行服

过载-发病,即加速度的增加速率,在飞行员忍受过载影响的过程中扮演了一个中心作用。飞机的机敏性越好,它可以产生的过载力越快,在首次经历的视力受损和最后的黑视之间的时间越短。在大于5G/s的G-发病速率中,在战斗机(例如F-16)的作战飞行期间首次发生于20世纪70年代后期,黑视或者甚至G-LOC会瞬间发生,而且没有任何预警。

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过载|飞行员如何抗过载的问题】飞行员穿上了加热服

负加速度(负过载)也会引起体重像过载数的倍数一样的增加,但是反方向的。多倍过载会使血液积聚到大脑中而让人迅速变得无法忍受,导致“红视”现象,接着就是脑血管爆裂。

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飞行员穿上了救生服

对这些问题的解决办法就是抗荷服。简单来说,抗荷服包括特制的裤子和带有织到裤子布中的气囊的腹部带。当飞机(以及因此的飞行员)经受一个预先确定的过载负荷(通过加速度计测定)时,气囊自动由气动回路充气,让压缩空气进入。在裤子上和腹部带上被拉伸的布料对小腹、大腿和小腿施压,防止血液过度流至下肢,并促进其回流到心脏。
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套在救生服上,这可以让他在冬季,在弹射后落到海水中时保护他远离低温,穿上连体的抗荷裤、抗G靴子和皮革飞行靴
现代作战飞机的性能潜力,包括“台风”,都不能得到充分的发挥,因为他们把飞行员暴露在极高的过载中。在像“台风”这样的第4代战斗机上过载作用速率每秒可能高达15至20G,这意味着在不到半秒的时间里飞行员和飞机可以达到10G的最大允许加速度。飞机的设计可以泵受这一点,但是飞行员不行。其生理阈值是在这一链条中最薄弱的环节。

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“台风”的飞行夹克(胸部对抗压力的服装),和飞行手套

设计为“台风”武器系统的一个组成部分,机组成员装备组件(AEA)是世界上最先进的抗荷服,可以让飞行员以最大效率、舒服地操作飞机。通过这一措施保护使其远离过载负荷,并确保在弹射期间的安全,AEA旨在提高飞行员在陆地上、在海上或在敌人领土上的生存能力。

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戴上标准的飞行头盔和带有话筒的氧气面罩,准备飞行

先进的过载保护系统确保飞行员在9G的过载环境中长时间的敏捷机动中舒服地操作。生命保障系统提供了正压呼吸和过载保护,以便在高过载力下让“束紧飞行员”没有必要。

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