Ubrzanje (vazduhoplovna fiziologija)

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Ubrzanje tela pilota, kojim se bavi vazduhoplovna fiziologija, jeste promena njegove brzine u jedinici vremena, duž bilo koje od tri ose koordinatnog sistema. Kako promene ubrzanja mogu da imaju negativan uticaj na fiziološke funkcije čoveka, u vazduhoplovnoj fiziologiji se već dugi niz godina proučavaju uzroci i posledice opterećenja po organizam pilota i ostalih članova posade tokom nestacionarnog leta aviona (vazduhoplova).

Tokom pravolinijskog stacionarnog leta, konstantnom brzinom, za ljudski organizam ne postoje nikakva fiziološka ograničenja brzine. Međutim promena brzine tokom vremena (ubrzanje) može da izazove teške poremećaje u funkcionisanju organizma, zbog prekomernog opterećenja pojedinih njegovih organa i organskih sistema.

Ubrzanje, i njegovo nepoželjno dejstvo koje se javlja tokom leta, ne može potpuno da se izbegne, ali njegov uticaj na posadu vazduhoplova može da se ublaži preduzimanjem niza mera: učenjem osnovnih principa dejstva ubrzanja na organizam čoveka, izborom specijalnih modela smeštaja posade, treningom u humanoj centrifugi, korišćenjem anti-G odela, anti-G treningom na spravama itd.[1]

Korišćene fizičke veličine[uredi | uredi izvor]

Model kružnog kretanja tela određene mase, sa određenom ugaonom i obimnom brzinom.
  • Osnovne
[s] vreme
[m] dužina
[kg] masa
  • Izvedene
[m] poluprečnik krivine putanje
[m/s] brzina
[—] Mahov broj
[m/s2] ubrzanje
[m/s2] gravitacija
[—] faktor aerodinamičkog opterećenja
[m/s2] centripetalno ubrzanje
[kgm/s2] centrifugalna sila
[m] visina leta
[kgm/s2] sila
[kgm/s2] težina
[kgm/s2] sila potiska / vučna sila
[kgm/s2] uzgon
[kgm/s2] aerodinamički otpor
  • Opterećenje pilota i druge posade, sa inercijalnom silom, izraženo u meri težine
[kgm/s2] duž "x" ose
[kgm/s2] duž "y" ose
[kgm/s2] duž "z" ose

Povezanost ubrzanja aviona sa opterećenjem posade[uredi | uredi izvor]

Faktor aerodinamičkog opterećenja je odnos veličina uzgona i težine letelice, a svodi se i na meru ubrzanja, izraženu preko zemljine gravitacije:[2][3]

Obzirom da je brzina vektorska veličina, to je i promena brzine vektorska veličina. Vektor promene brzine je rezultanta normalnog ubrzanja (koje je normalno na vektor brzine), i tangencijalnog ubrzanja (koje je istog pravca kao i vektor brzine). U specijalnom slučaju pravolinijskog kretanja normalna komponenta ubrzanja je jednaka nuli pa je vektor ubrzanja istog pravca kao i vektor brzine. Kod ravnomernog kružnog kretanja tangencijalna komponenta ubrzanja je jednaka nuli, te je vektor ubrzanja normalan na vektor brzine, odnosno u pravcu je poluprečnika.

U slučaju negativnog prirasta brzine se koristi pojam usporenje ili kočenje, a vektor ubrzanja ima suprotan smer od vektora brzine. Promene ubrzanja i brzine zasnovano je Njutnovim zakonima kretanja, jer je ubrzanje proporcionalno veličini sile a obrnuto proporcionalno masi tela.

U Vazduhoplovnoj fiziologiji je uobičajeno da se veličina ubrzanja meri jedinicom sile teže i obeležava se oznakom G. Pri dejstvu sile koja proizvodi ubrzanje od 2 g, težina tela se povećava za dva puta, odnosno za onoliko puta za koliko iznosi vrednost gravitacione sile (g).

Primer;

Kada pilot vadi avion iz obrušavanja i u donjoj prevojnoj tački lučne putanje ostvari ubrzanje od 2 g (az = 2g ), tada on zapravo ostvari centripetalno ubrzanje 19,62 m/s2, tj. ostvari centrifugalnu silu ekvavilenta svoje dve težine (Gz = 2G) kojom pritiska sedište u nivou svoje dve težine.

Ubrzanja, označena su sa „a“, izazivaju opterećenja organizma, izražena preko mere težine G (Gx; Gy; Gz).[4]

Metodologija označavanja uticaja opterećenja usled ubrzanja, koji u svakodnevnoj praksi primenjuje vazduhoplovna medicina (prikazana u tabeli), primenjuje se radi lakšeg načina sagledavanja posledičnog dejstva u zavisnosti od pravca i smera, na osnovu kretanja očnih jabučica.

Primer;

Za (+Gz) opterećenje, u lekarskoj praksi nazvano „pogled nadole“, (posledica je ubrzanja, koje deluje nagore, a usled opterećenja inercijalnom silom rotiraju se očne jabučice nadole). Na isti način mogu se prikazati i posledice dejstva ubrzanja u drugim pravcima i smerovima (vidi tabelu).


Linearno kretanje i označavanje ubrzanja u vazduhoplovstvu, vrste označavanja ubrzanja u vazduhoplovnoj medicini i brza orijentacija o pravcu dejstva ubrzanja prema kretanju očnih jabučica[5]
Linearno kretanje Označavanje ubrzanja Opisni prikaz ubrzanja Fiziološko dejstvo Fiziološko označavanje opterećenja Pokreti očiju
Napred Ubrzanje unapred Grudi leđa

Transferzalno (A-P) G

Prema kičmi

Uvlače se
Nazad Ubrzanje unazad Leđa grudi

Transferzalno (P-A) G

Prema grudnoj kosti

Ispupčuju se
Naviše Ubrzanje prema glavi Glava-noge

Pozitivno G

Prema nogama

Nadole
Naniže Ubrzanje prema nogama Noge-glava

Negativno G

Prema glavi

Nagore
Udesno Ubrzanje desno bočno Desno-levo

Ulevo lateralno G

Ulevo
Ulevo Ubrzanje levo bočno Levo-desno

Udesno lateralno G

Udesno

Ubrzanja prema obliku putanje kretanja aviona[uredi | uredi izvor]

  • Ubrzanje na pravolinijskoj putanji kretanja aviona,
  • Ubrzanje na lučnoj putanji kretanja aviona (pri manevrisanju).
Šematizovan prikaz promene smera ubrzanja u odnosu na pravac kretanja aviona

Ubrzanje na pravolinijskoj putanji kretanja aviona[uredi | uredi izvor]

Tokom upotrebe kočećeg padobrana avion usporava, tj. kreće se sa negativnim ubrzanjem (-ax). Posledica toga usporavanja je dejstvo inercijalnih sila na sve delove aviona i na posadu, u istom pravcu a suprotnom smeru u odnosu na ubrzanje. Smer i intenzitet opterećenja organizma posade je ozanačen sa (-Gx ) (prema grudnoj kosti (P-A))

Na pravolinijskoj putanji kretanja aviona posebno su specifična kratkotrajna usporenja visokog intenziteta u kratkom vremenskom trajanju (npr. udarac u prepreku), koja su karakteristična za avionske udese. Tokom usporavanja tako visokog intenziteta, nastaju ekstremno visoke vrednosti inercijalnih sila, koje prelaze i 30G (usporavanje prelazi vrednost 30g).

Ubrzanje na pravolinijskoj putanji kretanja aviona nastaje u procesu poletanja i povećavanja brzine, posebno pri uključenju dopunskog sagorevanja motora kod lovačkih aviona u cilju prelaska u nadzvučni režim leta. U tim primerima je pozitivno ubrzanje (+ax), što izaziva dejstvo inercijalne sile Fin = nx g (u vazduhoplovnoj medicini obeležava se +Gx = nx G). Ta sila pritiska telo pilota uz naslon sedišta u avionu.

Pilot, ostala posada i putnici osećaju posledice dejstva inercijalnih sila, pri promeni brzine (pri ubrzanju ili usporenju) u pravolinjskom kretanju i u drugim različitim slučajevima u vazduhoplovstvu kao što su:

  • naglo kočenja aviona u letu, pri izvlačenju aerodinamičkih kočnica, do 0,5g (opterećenje sa -Gx = 0,5G),
  • tokom katapultiranja izbacivog sedišta do vrednosti 12g (opterećenje sa +Gz = 12G) ili prilikom obuke na poligonu,
  • prilikom klasičnog prinudnog napuštanja vazduhoplova itd.
  • dinamički udar tokom otvaranja padobrana, pri skoku padobranca i pri njegovom doskoku prilikom prizemljenja,

Ubrzanje na lučnoj putanji kretanja aviona[uredi | uredi izvor]

Svako skretanje aviona sa pravolinijske putanje predstavlja manevrisanje. Takvo skretanje je posledica promene ravnoteže, usled promene veličine aerodinamičke sile, trenutne izmene mase, ili zbog ulaska aviona u uzburkanu atmosferu. Te izmene pravca leta aviona prati pojava centripetalnog ubrzanja, a njegova posledica je centrifugalna inercijalna sila.

Primer za ubrzanje aviona na lučnoj putanji je horizontalni zaokret.
Na datoj ilustraciji, prikazano je dejstvo sila.[2]

Posebno su karakterististčni namerno komandovani manevri aviona, koji se izvode u tipičnim standardizovanim oblicima (penjanje, spuštanje, oštri zaokret, let sa naglom promenom brzine, viraž po krugu, spirala, itd).

Promene u organizmu izazvane opterećenjem usled dejstva inercijalnih sila[uredi | uredi izvor]

Savremeni avioni visokih performansi lete u velikom rasponu brzina, sa velikom agilnošću i ekstremnim manevrima oko sve tri ose.

Ekstremno manevrisanje u velikom dijapazonu brzina prate velike vrednosti ubzanja, a samim tim i inercijalne sile velikog intenziteta. Inercijalne sile velikih vrednosti opterećuju ljudske organe i njegove organske sisteme, daleko veše nego u drugim aktivnostima čoveka, što u organizmu izaziva razne funkcionalne ili patofiziološke poremećaje.

Ovi funkcionalni poremećaji su najizraženiji u:

Mnogobrojna istraživanja pokazala su da ta opterećenja najviše deluju na cerebrospinalnu tečnost (likvor), krv i na vestibularni sistem unutrašnjeg uva.[6]

Usled dejstva inercijalnih sila (određenog intenziteta) dolazi do deformacije tkiva, koja će zbog kohezionih sila biti najmanje izražena u kostima, nešto veća u elastičnim tkivima, a najveća u tečnostima. Poremećaji u tečnim tkivima će se, zbog nemogućnosti njihovog sabijanja, ispoljiti u vidu abnormalne distribucije, odnosno kao poremećaj hemodinamike krvi i limfe.

U pojedinim manevrima aviona stvaraju se inercijalne sile do vrednosti:

+ Gz = 10G / - Gz = 3G

koje po intenzitetu prevazilaze sile koje organizam može da izdrži i stoga ozbiljno ugrožavaju zdravlje i život pilota.[7]

Ispitivanja su pokazala da čovek može da podnese, bez većih posledica, silu do + Gz = 9G u trajanju od 40 sekundi ili do - Gz = 3G uz prethodnu trenažnu pripremu, bez pilotska zaštitne opreme.[7]

Vrednosti opterećenja u praksi[uredi | uredi izvor]

Približne vrednosti faktora opterećenja a / g, koji se dešavaju u praksi[8][9][10]
primeri brojna vrednost a/g
Čovek, koji stoji nepomično na Zemlji
1
Putnik, u toku poletanja aviona
1,5
Padobranac, u momentu prizemljenja sa 6 m/s
1,8
Padobranac, u momentu dinamičkog udara, pri otvaranju padobrana (usporenje sa 60 na 5 m/s)
5
Kosmonaut, pri spuštanju letelice „Sojuz“ kroz atmosferu zemlje
3–4
Sportski pilot, pri akrobacijama
od -10 do +12
Pilot, pri vađenju aviona iz obrušavanja
9
Pilot, pri katapuliranju sa izbacivim sedištem
14
Granica podnošljivosti pilota, bez posledica
10
Rekord ostvaren u automobilskoj nesreći, koju je učesnik preživeo, sa teškim posledicama.[11][12]
179,8

Fiziološki efekti ubrzanja i/ili usporenja[7][uredi | uredi izvor]

Poremećaji disanja[uredi | uredi izvor]

Sa porastom ubrzanja, pa samim tim i opterećenja izazvanog inercijalnim silama, disanje je teže (naročito udisaj, zbog spuštanja dijafragme koju nadole povlači krvlju prepunjena jetra). Do vrednosti ubrzanja od (+4Gz) disanje je ubrzano, da bi na ubrzanju od (+5Gz) postalo nepravilno, sa usporenim i otežanim udisajem.

U vazduhoplovnoj fiziologiji opisana su dva, osnovna neželjena dejstva +Gz opterećenja u toku letenja na respiratorni sistem, pilota:

Disproporcija između cirkulacije krvi i ventilacije gasova u plućima

Prvi i najizraženi efekat, ili neželjeno dejstvo +Gz preopterećenja je disproporcija između cirkulacije krvi i ventilacije gasova u plućima. Pri +Gz povećava se gradijent pritiska u gornjim i donjim delovima pluća, te nastaje razlika između smanjene perfuzije gasova u gornji delovima pluća i povećane perfuzije u donjim delovima ovog organa. Ovo ima za posledicu: povećanje fiziološkog mrtvog prostora u gornjem delu i pojavu šanta u donjem delu pluća, praćenu smanjenjem parcijalnog pritiska kiseonika (PaO2) u plućnoj cirkulaciji.
Kod zdravih osoba izloženih +Gz = 7G u trajanju od 45 sekundi, PaO2 opada sa 91,6 mmHg na 50,1 mmHg, uprkos gotovo dvostrukom povećanju disajnog volumena (tidal-volumen).[7] Ovo smanjuje PaO2 i ako se tome doda i smanjen protok krvi prema glavi, ovaj poremećaj ozbiljno utiče na funkciju mozga.[13]

Atelektaza pluća

Drugi problem koji se javlja pri Gz opterećenju je atelektaza pluća („aero-atelektaza“). U vazduhoplovstvu za disanje na većim visinama piloti koriste 100% kiseonik, pod povišenim pritiskom, u većini savremenih borbenih aviona, kako bi se respiratornom sistemu obezbedila dovoljna količina i parcijalni pritisak kiseonika u udahnu tom vazduhu. Aero-atelektaza u plućima, zbog udisanja 100% kiseonika pod povišenim pritiskom, dovodi do kolabiranja (i slepljivanja) dela plućnih alveola, koja je učestalija kod udisanja 100% kiseonika, nego kada se za disanje koristi smeša kiseonika sa inertnim gasom, (zbog izraženije i brže apsorpcije kiseonika iz slabo oksigenovanih alveola).
I pored toga što aero-atelektaza ponekad izaziva prolazani bol slabog intenziteta u grudima, praćen kašaljem, nakon visokog +Gz opterećenja, ovi simptomi su slabo izraženi pa nema potrebe da se zbog njih zanemare značajne prednosti primene sistema za udisanje 100% kiseonika na povećanom pritisku.

Po ovom pitanju stavovi lekara vazduhoplovne medicine su različiti. I dok Ratno vazduhoplovstvo mornarice SAD u svojim avionima koristi 100% kiseonik, Ratno vazduhoplovstvo RAF-a koristi sisteme sa razblaženim kiseonikom u sistemu sa disanje u kabinama vazduhoplova.[7]

Poremećaj rada srca i krvotoka[uredi | uredi izvor]

Od srčanih poremećaja prvo se javlja aritmija, praćena porastom srčane frekvencije koja se progresivno uvećava sa opterećenjem. Zbog preraspodele krvi iz gornjih u donje delove tela i otežanog povratka venske krvi prema srcu, srce „radi na prazno“ (sa smanjenim prilivom krvi u pretkomore i komore), a na visceralnim organima dolazi do petehijalnog krvarenja. Krvni pritisak pada, ali ne odmah, već nakon izvesnog perioda (oko 5 sekundi). Krvni pritisak iznad srca se snižava, a progresivno raste ispod njegovog nivoa.

Količina krvi u donjim udovima se povećava i nekada je priliv krvi toliko veliki da dovodi do petehijalnih (tačkastih) krvarenja. Pad pritiska dovodi do stimulacije receptora u karotidnoj arteriji što ima za posledicu vazokonstrikciju (sužavanje dijametra) arteriola, kako bi se smanjila količina krvi u nižim delovima tela. Pored karotidnih, na istezanje se aktiviraju i drugi receptori, kako bi smanjili učinak nepravilne preraspodele krvi.

Kako u najvećem broju slučajeva tokom letenja, ubrzanje (pa i opterećenje kao posledica sila inercije) obično traje od 0,1 do 5 sekundi, promene krvnog pritiska su u stvarnosti znatno manje, a krajnji učinak ipak zavisi od tonusa (napetosti) i elastičnosti vaskularne mreže.

Ubrzanje menja arterijski krvni pritisak povećanjem težine krvi, tako da nastaje razlika hidrostatskog pritiska duž ose ubrzanja.
• Na ovom modelu su prikazane vrednosti krvnog pritiska, bez uticaja fizioloških kompenzatornih mehanizama tokom dejstva (+Gz) ubrzanja.
• Ako je krvni pritisak, pre poletanja, 120 mmHg u srcu, hidrostatski učinci smanjuju pritisak na oko 100 mmHg u glavi i podižu na 175 mmHg u nogama.
• Izlaganje opterećenju do + Gz = 9G povećava hidrostatski gradijent; i ako telo održava (ТА) od 120 mmHg u srcu, pritisak u glavi smanjuje se na približno na 0 mmHg, dok u nogama raste na 630 mmHg

Osoba sa lošim tonusum kardiovaskularnog sistema teško podnosi opterećenje i gubitak svesti nastaje znatno ranije. Kod zdravih pilota, efekti poremećaja funkcije srca su obično blagi, osim u retkim slučajevima kada oni mogu da smanje priliv krvni u mozak i da izazovu neurološke simptome [7]). Međutim dugogodišnja izlaganja kardiovaskularnog sistema ubrzanju i posledičnom opterećenju od inercijalnih sila mogu da naruše zdravlje pilota. Krvarenja unutar srca se javljaju kod svih pilota izloženih velikim ubrzanjima, ali nema jasnih dokaza da dolazi do oštećenja srca kod ljudi koji su izloženi kraće ili duže vreme ubrzanju u granicama normale.[14]

Vestibularni poremećaji[uredi | uredi izvor]

Za održavanje ravnoteže tela u prostoru najodgovorniji je vestibularni aparat unutrašnjeg uva, koji reaguje na opterećenja usled dejstva inercijalnih sila pri ubrzanju i usporenju. Centrifugalne sile mogu uticati na funkciju vestibularnog aparata, ali ne treba zanemariti ni ulogu otolitičkog aparata (i promene u njemu), posebno kod nastanka iluzija penjanja i poniranja. Ako se uzme u obzir da je tokomu letenja broj vidnih orijentira smanjen (naročito noću), ovi poremećaji još više dolaze do izražaja, zbog izostajanja kompenzatorne funkcije čula vida u korekciji pogrešno primljenih senzacija od strane uva.

Polukružni kanali uva su tri polukružne, međusobno povezane cevi, koje su na neki način ekvivalentne osama žiroskopa, uređaja za merenje naklona, okretanja ili skretatnja odnosno uglova kretanja letilice u tri ose aviona (pod pravim uglom jedna prema drugoj). Promena pravca kretanja letilice, koje se nazivaju valjanje, propinjanje ili skretanje, izazivaju pojavu odgovarajućih vestibularnih iluzija.

Kao posledica narušavanja funkcija vestibularnog aparata javljaju se sledeće vestibularne iluzije;

  • Iluzija kretanja u suprotnom pravcu, kada pilot ima utisak da se npr. posle zaokreta udesno, nalazi u zaokretu ulevo, iako on zapravo leti u pravcu. Ovu iluziju izaziva najverovatnioje nadražaj kupole spoljašnjih ili horizontalnih polukružnih kanala uva.
  • Iluzija penjanja ili poniranja stvara utisak kod pilota da se on npr. posle poniranja ne nalazi u horizontalnom letu, nego se penje, dok kod vestibularne iluzije poniranja pilot ima utisak da se posle penjanja ne nalazi u horizontalnom letu, nego da ponire. Ovu pojavu iluzija izaziva nadražaj zadnjih polukružnih kanala uva.
  • Iluzije naginjanja kod pilota stvaraju utisak da se on nalazi u nagibu suprotnog od onog u kojem je bio za vreme leta. Pojavu ovih iluzija najverovatnije izaziva nadražćaj kupole vertikalnih ili prednjih polukružnih kanala uva.

Pojava iluzija kod pilota stvara pogrešnu percepciju o položaju aviona, što kod neobučenih pilota ili pilota koji nepravilno koriste instrumente za navigaciju može dovesti do udesa.

Bolest kretanja (kinetoza)[uredi | uredi izvor]

Bolest kretanja ili kinetoza su specifični poremećaji u vegetativnom nervnom sistemu koji se manifestuju mučninom i povraćanjem,[15] a nastaju kao posledica posebnog načina kretanja aviona, koje karakteriše promena ubrzanja u raznim pravcima. Pored ovih uobičajenih simptoma. mogu se javiti i drugi znaci kao što su hladan znoj (kao prvi nagoveštaj pojave kinetoze), ubrzan puls i bledilo. Ovi znaci i simptomi uglavnom prethode sve jačoj mučnini koja najčešće završava povraćanjem. Imajući u vidu da su piloti, zahvaljujući obuci i selekciji, otporni na kinetoze, one se kod njih ređe javljaju, izuzev kod pitomaca na obuci. Veoma se često javljaju kod putnika vazduhoplova, naročito u slučajevima nepravilnog pilotiranja, turbulencije ili pojave nestabilnosti aviona.[16]

Ispitivanja funkcija polukružnih kanala pokazala su da je njihov prag za registraciju ugaonih ubrzanja 1°/sec. Prag za registraciju linearnih ubrzanja kod receptora otolitičkog aparata uva iznosi 0,01 „g“. Za vreme letenja u uslovima nestabilnosti aviona i tokom turbulencije, ugaona ubrzanja dostižu vrednosti > 5°-10°/sec i javljaju se inercijalna opterećenja u rasponu od -Gz = 3G) do +Gz = 3G.[16]

Bitan faktor koji utiče na intenzitet kinetoze je položaj tela, kao i odnos tela prema pravcu kretanja aviona. Poluležeći ili ležeći položaj sa glavom u pravcu leta značajno smanjuje pojavu kinetoze.[17]

Psihički faktor je takođe veoma značajan. Pojava nestabilnosti aviona i turbulencija mogu izazvati emocionalne reakcije, posebno kod labilnih osoba i može delovati dvojako:[16][18]

  • pojačanjem znakova kinetoze ili
  • potpunim prekidom kinetoze zbog pojave iznenadne opasnosti.

Fiziološki efekti opterećenja duž „+Gz“ ose[uredi | uredi izvor]

Ubrzanja duž „+z“ ose stvaraju inercijalnu silu, koja deluje na telo pilota po vertikalnoj osi u smeru glava - sedište, izaziva pomeranje očnih jabučica „nadole“ i označavaju se kao (+Gz) opterećenje. Ovo opterećenje može negativno delovati na organizam pilota sa mogućim fatalnim ishodom.[19]

Pozitivno (+Gz) opterećenje predstavlja jedinstven dinamički stres za organizam. U nastanku ove pojave značajnu ulogu ima, ne samo veličina ubrzanja, već i intenzitet prirasta i trajanje ubrzanja. Dosadašnja istraživanja su ukazala da (+Gz) opterećenje predstavlja značajan stres za osnovne fiziološke mehanizme organizma, pre svega za kardiovaskularni i respiratorni sistem. Novija istraživanja dala su odgovore o reakcijama neuroendokrinog i imunskog sistema na (+Gz) opterećenje, koje nastaju kao rezultat ubrzanja duž „z“ ose.[1]

Ova vrsta ubrzanja, a posledično i opterećenja, je posebno karakteristična u vertikalnom manevru.

Preraspodela krvi u telu pilota za vreme dejstva ubrzanja, gde je Faktor aerodinamičkog opterećenja

Manifestne promene u organizmu pilota kod ove vrste ubrzanja vazduhoplova su:[20][7]

  • Moždana tečnost - likvor, pod uticajem opterećenja izazvanog ubrzanjem, pomera se iz moždanih komora i prostora između mekih moždanica prema kičmenoj moždini. Pritisak likvora u lobanji se smanjuje, a u kičmenoj moždini povećava. To izaziva jaće ili slabije zamućenje vida.
  • Kako najveći krvni sudovi teku paralelno sa uzdužnom osovinom tela, centrifugalna sila koja deluje u smeru glava - sedište potiskuje krv iz gornjih delova tela u donje. Krv iz glave i vrata sakuplja se u krvnim sudovima iznad srca, a krv iz ostalih delova tela sakuplja se u trbušnoj duplji i donjim ekstremitetima. Nedostatak krvi u mozgu izaziva hipoksiju i pojavu nesvestice.
  • Priliv krvi u srce je smanjen, a i tu smanjenu količinu krvi srce teško izbacuje u cirkulacioni sistem, jer je pritisak u krvnim sudovima ispod srca povećan dejstvom centrifugalnih sila.
  • U donjim delovima tela, nakon +3g i +4 g stvara se jak osećaj težine udova i drugih delova tela. Udovi se tada mogu pomerati samo uz veliki napor, da bi na +5 g nastala potpuna nepokretljivost.

Redosled promena u odnosu na intenzitet +Gz opterećenja;

  • +Gz = 1G : pilot ima osećaj uobičajene težine svog tela. Svi ljudi koji žive na Zemlji izloženi su tom ubrzanju veličine +1 g.
  • +Gz = 2G: pilot ima osećaj dvostruko jačeg pritiska na sedište i osećaj dvostruke težine sopstvenih ruku i svakog drugog dela tela. Pilotu je za toliko, na primer, otežano da napusti avion.
  • +Gz = 3G: osećaj težine se povećava. Pokreti udova su teški i zahtevaju veću snagu. Pilot ne može da napusti avion koristeći snagu mišića.
  • +Gz = 3 до 4 G: javljaju se vizuelni simptomi. Smanjuje se polje perifernog vida (nastaje fenomen tzv. tunelskog vida). Periferne instrumente pilot vidi kao kroz maglu i taj poremećaj se zove „sivi veo“ (ili siva-koprena) i to je prva faza poremećaja vida. Ako pilot počne da smanjuje Gz, veo momentalno nestaje. Ako, naprotiv, centrifugalno ubrzanje ostane isto ili nastavi da raste, dolazi do pojave gubitka vida koji se zove „crni veo“ (ili crna koprena).
  • +Gz = 4,5G : u fazi pojave crne koprene pilot je potpuno svestan. On ima pravilnu orijentaciju u prostoru i vremenu, a njegove mentalne funkcije nisu narušene. Vid se potpuno vraća pet sekundi nakon prestanka ili smanjenja centrifugalnog ubrzanja.
  • +Gz = 4,5 до 6 G: crni veo je krajnji upozoravajući znak pre potpunog kolapsa moždane aktivnosti. Ako se dostignuti nivo ubrzanja održava ili nastavi da raste, nastaje iznenadni gubitak svesti.
  • +Gz = 7 до 10 G promene nastaju mnogo brže. Vreme potrebno za pojavu crne koprene je obično 4 sekunde. Opterećenje od Gz = 10 G može biti tolerisano, bez pojave crne koprene ili gubitka svesti, ako traje kraće od 3 sekunde.
U toku akrobatskog letenja (npr.»Red.bull« takmičenje u figurnom letenju) organizam pilota izložen je intenzitetu +Gz opterećenja i do 12G

Fiziološki efekti optrećenja duž (-Gz) ose[uredi | uredi izvor]

Tokom spuštanja (sletanja) aviona, na telo deluje inercijalna sila naviše prema gornjim delovima tela, u smeru sedište–glava pilota (ovo opterećenje je negativno), koje povećava pritisak krvi u arterijskoj cirkulacije vrata, glave i mozga. Tokom dejstva ove vrste ubrzanja i posledičnog opterećenja, pilot ima poremećaj vida poznat kao „crvena koprena“ ili „rideouts“, a zbog povećanog arterijskog pritisaka u mozgu može nastati moždani udar.

U principu -Gz opterećenje može trajnije da ošteti organizam pilota od onog duž +Gz ose.

Subjektivni simptomi

Ova vrsta ubrzanja izaziva opterećenje koje deluje od glave prema sedištu, a pilot ima osećaj kao da je glavom okrenut nadole:

  • Od - Gz = 1 до 2 G - trbušni i grudni organi pomeraju se nagore, javlja se kongestija lica, sa rastućim bolom u glavi.
  • Od - Gz = 3 до 4,5 G - čovek ima osećaj kao da će lobanja da mu pukne, a oči da iskoče iz očnih duplji. U očima se javlja osećaj peckanja, a kasnije i crvenilo ispred očiju - crvena koprena.
  • Na - Gz = 4,5 G - javlja se konfuzija i gubitak svesti. - Gz = 4,5G je najveći nivo ubrzanja kod koga je očuvana svest. Dalji porast negativnog ubrzanja obavezno izaziva gubitak svesti.

Objektivni simptomi

  • Od - Gz = 2 до 3 G dolazi do kongestije kože lica, sa izraženim crvenilom, a krvni sudovi nosa i obraza postaju izrazito uočljivi. Na glavi se javljaju brojna sitna petehijalna krvarenja (naročito na konjuktivi oka), oči su crvene. Krvni pritisak raste, i to tako što se sumira dejstvo hidrostatske sile koja deluje u karotidnim arterijama i pritisak koji stvara snaga srca (jer deluju u istom pravcu). Pritisak u lobanji raste. Međutim, i pored porasta pritiska, nisu pronađena krvarenja u mozgu jer lobanja predstavlja idelnu zaštitu krvnim sudovima. Takođe nije uočen ni porast pritiska moždane tečnosti (likvora).
  • Sve do - Gz = 3 G disanje postaje sve dublje i nadalje ostaje otprilike na dostignutoj brzini.

Fiziološki efekti opterećenja duž (-,+ Gx) ose[uredi | uredi izvor]

Kod ubrzanja duž „x“ ose, inercijalna sila deluje kroz anterioposteriornu (prednje-zadnju) osu tela - u smeru grudna kostkičmeni stub i obrnuto. Inercijalna sila može biti pozizivna +Gx ili negativna -Gx. Zbog znatno slabije izražene preraspodele krvi u organizmu, negativni smer opterećenja se znatno bolje podnosi, izuzev kod većih vrednosti zbog pritiska na prednji trbušni zid koji nije zaštićen koštanim delom kao što je to slučaj sa grudnim košom). Pritisak na prednji trbušni zid je izazvan pomeranjem unutrašnjih organa i zato ovaj deo tela trpi velika opterećenja.

Subjektivni simptomi
  • Vrednosti + Gx = 6 G ili - Gx = 6 G gotovo da ne dovode do bilo kakvih tegoba, jer je dejstvo opterećenja raspoređeno ravnomerno na celu površinu tela.
  • Vrednosti +6 Gx do +8 Gx dovode do pomeranja dijafragme nagore i sabijanja pluća uz grudni koš.
  • Na +12 Gx dolazi do poremećaja disanja i rada čula vida, a krvni pritisak stepenasto raste.
Objektivni simptomi
  • Poremećaj disanje i pulsa: - disanje je poremećeno tek nakon +12 Gx, a učestalost pulsa raste ali obično do 100 otkucaja u minuti.
  • Porast krvnog pritiska: je postepen zbog uvećanja pritiska u stomaku i grudnom košu, koji dovodi do potiskivanja izvesne količine krvi iz trbuha u opšti krvotok. Pritisak u cirkulacije raste stepenasto, a ne kontinuirano, i posledica je naizmeničnog povećanja i pada pritiska u unutrašnjosti grudnog koša, što dovodi do toga da se krv naizmenično zaustavlja i povlači iz trbušnih vena u grudni koš i odatle u srce.

Fiziološki efekti opterećenja duž (-,+Gy) ose[uredi | uredi izvor]

Bočna ubrzanja nastaju kada sila ubrzanja dejstvuje po Gy osi ili od leve prema desnoj ruci (-Gy) i od desne prema levoj ruci (+Gy). Ova ubrzanja su vrlo retka i imaju samo teoretski značaj.

Poremećaji kod kod bočnih ubrzanja, slični su onim kod transverzalnih ubrzanja. Bočna ubrzanja se vrlo dobro podnose, zato što je stomak sa obe bočne strane zaštićen koštanim zidom.

Otpornost ljudskog organizma na ubrzanje[uredi | uredi izvor]

Otpornost organizma pilota na ubrzanje zavisi od više faktora: [21][22][23][24][25]

Fizičkih karakteristika i načina delovanja ubrzanja:

  • Intenzitet ubrzanja i početni uslovi opterećenja. Jasno je da će veća ubrzanja izazvati veće inercijalne sile, opterećenja i povrede organizma.
  • Vremensko trajanja ubrzanja ili dužina puta koje telo pređe za vreme dejstva inercijalne sile i njenog opterećenja. Prema dužini trajanja izloženosti, ubrzanju mogu biti:
    • Kratkotrajna (<1 sekunde). Uticaj zavisi od dela tela i organa sa kojim su u interakciji (npr. kod udesa vazduhoplova);
    • Srednje dužine trajanja (d 0,5 do 2 sekunde). Na primer, iskakanje iz aviona, poletanje i sletanje na nosač aviona. Njihov uticaj zavisi od intenziteta ubrzanja i vremena potrebnog da ubrzanje dobije svoj maksimalni intenzitet.
    • Dugotrajana ubrzanja (> 2 sekunde) izazivaju veće deformacije tkiva i organa u telu i izazivaju promene u distribuciji i protoku krvi i drugih telesnih tečnosti u organizmu.
  • Lokacija organa tela izložena dejstvu inercijalne sile utiče na intenzitet opterećenja, pošto ubrzanje raste sa porastom poluprečnika rotacije. Kada je srce centar rotacije, kardiodinamički i opšti cirkulacioni poremećaji su najizraženiji. Istraživanja na životinjama su pokazala da je na 150 obrtaja/min sa centrom rotacije u srcu, arterijsko-venska razlika pritiska i pulsa svedena na manje od 5 mmHg a srčani izlaz na nulu. U tkivima se javlja nedostatak kiseonika i pojava hipoksije, krvarenja u mozgu iz oštećenih zidova krvnih sudova zbog jako velikih vrednosti sistolnog pritiska izazvanog rotacijom. Hidraulični učinci ubrzanja, najizraženiji su u onim regionima tela koji su najudaljeniji od centra rotiranja. Kada je centar rotacije u donjim delovima tela, mogu se javiti konjuktivalna krvarenja, periorbitalni otok i krvarenje u sinusima i srednjem uvu. Prag (nivo) za pojavu petehijalnih krvarenja u konjunktivama su eksperimentalno određeni i iznose; [26]
    • sa centrom rotacije u karličnom grebenu, vrednosti variraju od 3 sekunde na 90 obrtaja do 2 minuta na 50 obrtaja/min,
    • sa centrom rotacije u srcu, od 4 sekunde na 120 obrtaja/min do 10 minuta na 45 obrtaja.
  • Položaja tela za vreme dejstva ubrzanja.
  • Smer/pravac u kome deluje sila ubrzanja.
Tolerancija na ubrzanje
Tolerancija na ubrzanje

Istovremenog dejstva ubrzanja sa ostalim nepovoljnim činiocima:

Individualnih reakcija organizma na ubrzanje:

  • Individualne razlike u fiziološkim odgovorima.
    • Krvni pritisak. Osobe sa hronično niskim krvnim pritiskom manje su otporne na dejstvo ubrzanja, za razliku od osoba sa blago povišenim krvnim pritiskom koje bolje tolerišu ubrzanje.
    • Udaljenost srca i velikih krvnih sudova od mozga. Piloti manje telesne visine bolje tolerišu ubrzanje. Izraelske vazdušne snage, na primer, u selekciji svojih pilota vrše izbor kandidata sa manjom telesnom visinom, kompaktne građe tela sa snažno razvijenom telesnom muskulaturom.
  • Fizička kondicija. Brojne studije ukazuju da dizanje tegova može da poveća toleranciju na ubrzanje, dok aerobne vežbe (kao što su trčanje i vožnja bicikla) nemaju većeg efekta.
  • Dehidracija snižava toleranciju na ubrzanje, jer smanjuje zapreminu krvne plazme.
  • Ishrana. Preskakanje obroka pre letenja smanjuje toleranciju.
  • Retka izlaganja ubrzanju. Tolerancija na ubrzanje opada ako organizam nije često izložen ubrzanju. Istraživanja su pokazala da izlaganja jakom + Gz ubrzanju značajnije povećavaju toleranciju na ubrzanje. Takođe, istraživanja u humanoj centrifugi su pokazala da se posle nekoliko nedelja neletenja (npr. zbog odmora ili bolesti) progresivno smanjuje otpornost na dejstvo ubrzanja.
  • Bolest. Većina bolesti smanjuju toleranciju na ubrzanje.

Fiziološki efekti visokih vrednosti negativnog ubrzanja i/ili usporenja[uredi | uredi izvor]

Negativno ubrzanje, usporenje prate pad i udara vazduhoplova u prepreke, kao i kod otvaranja padobrana i prizemljenja padobranca. Pri tim ubrzanjima svako materijalno telo, odgovarajuće mase, izloženo je dejstvu sile inercije.

Visoke vrednosti negativnih ubrzanja ili usporenja utiču na opstanak (preživljavanje) pilota i putnika u vazduhoplovnim nesrećema i one se javljaju kada ubrzanje premašuje -,+10 g i traje manje od jedne sekunde. Ekstremno visoke vrednosti ubrzanja obično su posledica udara, u dinamičkom kontaktu sa drugim telom (preprekom).[27]

Neželjena dejstva visokih vrednosti negativnih ubrzanja (usporenja)[uredi | uredi izvor]

Neželjena dejstava i vrsta povrede zavise prvenstveno od:

  • faktora iznenađenja,
  • intenziteta sile,
  • delova tela na kojima sila ispoljava svoje dejstvo,
  • stepena izobličenja na smicanje, kompresiju ili istezanje struktura tela.

Učinak tih dejstava kreće se od minimalnih povreda sa reverzibilnim promenama u tkivima i organima, pa sve do ireverzibilnih oštećenja izazvanih teškim povredama i smrtnog ishoda. Istraživanje uzroka povrede i uticaja faktora opterećenja na telo je od suštinske važnosti za preživljavanje osoba u vazduhoplovnom udesu, i zato se sve struke vezane za vazduhoplovstvo bave utvrđivanje granica otpornosti ljudskog organizma na dejstvo ubrzanja, najboljim konstruktivnim rešenjima vazduhoplova i osmišljavanjem zaštitnih i drugih preventivnih mera.

Veliki broj faktora utiče na neželjena dejstva visokih vrednosti negativnih ubrzanja (usporenja), ali su među njima najvažniji:[28]

  • Intenzitet negativnog ubrzanja (usporenja), poznatog kao „vrh ng“.
  • Trajanje „vrha ng“ ili ukupno vreme usporavanja.
  • Dužina dejstva usporenja ili intenziteta negativnog ubrzanja, poznata kao „protresanje“- udar.
  • Pravac sile i njen smer, su saglasni sa pravcem i smerom usporavanja.

Trajanje udesa (kraš sekunda)[uredi | uredi izvor]

Tokom nesreće (udesa) vazduhoplova, preživljavanje pilota ili putnika zavisi od tri kriterijuma:

  • Intenziteta sile usporenja koje se prenosi na telo pilota ili putnika aviona.
  • Veličine unutrašnjeg prostora vazduhoplova, položaja posade ili putnika u odnosu na avion (napred, nazad i u sredini), upotrebe zaštitnih pojaseva i drugih sredstava lične zaštite (koji usporavaju kontakt tela sa strukturama aviona ili okolinom) i položaja tela u sedištu (što je telo više priljubljeno ili pričvršćeno uz sedište, opasnost je manja).
  • Konstruktivnih karakteristika vazduhoplova (trajanje „gužvanja“ i čvrstoće struktura vazduhoplova), što utiče na apsorpciju dela energije dejstvujuće sile).

Intenzitet udesa (kraš snaga)[uredi | uredi izvor]

Intenzitet usporenja kojem je podvrgnuto telo često nije posledica dejstva samo jedne sile u jednom pravcu i sa jednim intenzitetom uspoprenja, već je telo izloženo većem broju sila usporenja sa različitim faktorom opterećenja, sve dok se kretanje ne zaustavi. Pored toga, pad snage se javlja u sve tri ose (Gx, Gy, Gz) u isto vreme. Granica tolerancije na veličinu usporenja varira sa dužinom trajanja sile i pravcima njenog delovanja. Ljudsko telo je, međutim, mnogo podložnije povredama kada je izloženo nizu visokih „G-шокова“ u sve tri ose koordinatnog sistema. Kao što donja slika pokazuje, ljudsko telo može da izdrži opterećenje navedenih sila samo za izuzetno kratko vreme (manje od 0,1 sekunde). Ako njihovo dejstvo premašuje ove vrednosti, (navedene na slici) obavezno nastaju povrede ili smrt.[29]

Zaštita organizma izloženog ubrzanju[uredi | uredi izvor]

Metode koje se danas primemenjuju u vazduhoplovnoj medicini i vazduhoplovstvu za povećanje podnošljivosti organizma kod dejstva ubrzanja razvrstavamo u više grupa; slekcija, disanje kiseonika pod povišenim pritiskom, obuka na humanoj centrifugi, povećanje nagiba pilotskog sedišta, anti-G ventili, upotreba zaštitnih, anti-G odela, fizičko vežbanje.

Selekcija[uredi | uredi izvor]

Humana centrifuga primenjuje se u selekciji i trenaži pilota

Brojne činjenice, proistekle iz medicinskih istraživanja, ukazale su da reakcije organizma na dejstvo ubrzanja individualne, što je motivisalo lekare vazduhoplovne medicine da u selekciju i trenažu pilota i astronauta uvedu primenu humane centrifuge. Primenom centrifuge u selekciji, vrši se izbor samo onih pilota i astronauta koji mogu da podnesu velika i produžena (+Gz) ubrzanja, čije vrednosti su iskustveno određene i normirane za određene tipove letelica i „svemirskih brodova“.[30][31]

U tu svrhu kandidati za pilote, se najčešće izlažu selektivnom testu na humanoj (pilotskoj) centrifugi sa prirastom ubrzanja od 0,1 G/sec do +5,3 Gz. (bez zaštitne opreme) ili do +9 Gz. (sa anti-G odelom). Piloti NATO jedinica izlažu se opterećenju do +7 Gz u trajanju od 15 sekundi sa anti-G odelom i uz „primenu voljnog manevra napinjanja“. Svim kandidatima koji ispolje negativnu reakciju u toku ovih testova, zabranjuje se letenje na letilicama visokih g-opterećenja.[32][33]

Obuka na humanoj centrifugi[uredi | uredi izvor]

Prethodni metodi nameću obaveznu primenu humane (pilotske) centrifuge u obuci pilota i astronauta, sa osnovnim ciljem da se kod letačkog osoblja unapredi veština primene različitih manevara, kojima se povećava podnošljivost na +Gz opterećenje i bolje razumevanje fizioloških mehanizama toga stresa i povećanje samopouzdanja za mogućnost podnošenja velikih i produženih opterećenja.

Disanje kiseonika pod povišenim pritiskom[uredi | uredi izvor]

Zaštino odelo i kaciga u kome se izvodi obuka u centrifugi

U situacijama povećanog fizičkog naprezanja organizma pilota, tokom delovanja uvećanih vrednosti ubrzanja vazduhoplova, kako bi se kompenzovao njegov negativni uticaj na proces disanja i sekundarno zaustavio pad pritiska krvi u mozgu, ono se pospešuje udisanjem kiseonika umesto vazduha, koji se u pilotsku masku, a zatim i u pluća pilota, dovodi pod određenim (uvećanim) pritiskom (natpritiskom). Ovaj natpritisak ima svoju standardnu šemu dovođenja, koja je u funkciji +nzg ubrzanja, tako da se pritisak u plućima povećava za 10 mmHg za svako uvećanje +nzg ubrzanja od 1g i to počevši od 2g, (gde je na tom nivou ubrzanja natpritisak 4 mmHg).

Vrednost natpritiska kiseonika u plućima u odnosu na intenzitet ubrzanja
Vrednosti natpritiska Intenzitet +nzg ubrzanja
4 mmHg (533 Pa) 2g
14 mmHg (1866 Pa) 3g
24 mmHg (3199 Pa) 4g
34 mmHg (4532 Pa) 5g
44 mmHg (5865 Pa) 6g itd.

Disanje kiseonika pod povišenim pritiskom ima za cilj da obezedi uvećanje pritiska u araterijama iznad srca uvećanjem intrakranijalnog pritiska. Ova vrsta disanja postiže se na jedan od sledeća dva načina, koji se moraju primenjivati isključivo uz upotrebu zaštitnih ani-G odela:

  • Voljnim manevrom napinjanja koji se sastoji od produženog izdisaja (4-5 sekundi) i kratkog udisaja (kraćeg od 1 sekunde). Na ovaj način se povećava sistolni pritisak čak i preko 200 mmHg, zbog čega se ovaj manevar ne sme primenjivati u normalnim uslovima gravitacije. Za izvođenje ove vrste manevra piloti se obučavaju u humanoj (pilotskoj) centrifugi u toku izlaganja +nzg ubrzanju.
  • Asistiranim disanjem koje se sprovodi nakon aktiviranja specijalnog ventila (ugrađenog u kabini vazduhoplova), koji automatski počinje sa radom pri porastu +Gz opterećenja, dovodeći do povećanja natpritiska u plućima, preko kiseoničke maske ili zaštitnog šlema, postepeno (za oko 10-12 mmHg/g ) ili trenutno do pritiska od 35-70 mmHg. Istovremeno na telo pilota deluje i kontrapritisak koji se stvara u zaštitnom odelu i koji ima iste vrednosti pritiska kao u plućima. Prednost ove metode je veća preciznost ostvarenog pritiska i manji zamor, ali asistirano disanje ima i nedostatak jer može dovesti do atelektaze pluća ako je vrednost pritiska veća od 100 mmHg. Sa asistiranim disanjem se ne sme započeti pre nego što se prethodno obezbedi odgovarajući kontrapritisak na grudni koš u anti-G odelu.

Povećanje nagiba pilotskog sedišta[uredi | uredi izvor]

Kroz istraživanja došlo se do saznanja da se izdržljivost organizma povećava na opterećenja pri ubrzanjima podešavanjem položaja sedišta pilota. Koriste se zavaljena sedišta. Kod aviona Rafal je naslon pod uglom od 29 stepeni, što omogućuje kratkotrajni manevar sa opterećenjem +Gz = 10-12 G. U kontekstu ovakvog značajnog smanjenja opterećenja i izdržljivosti kardiovaskularnog sistema pri manevrisanju aviona, zapravo se +Gz opterećenje delimično pretvara u +Gx opterećenje, koje deluje duž „x“ ose koordinatnog sistema i čije se veće vrednosti lakše podnose. Ova metoda se primenjuje u astronautici pri poletanju, kada je sedište astronauta u ležećem položaju (vidi sliku).

Poletanjem u ležećem položaju astronauti smanjuju uticaj ubrzanja promenom smera njegovog dejstva na telo
Pilotsko sedište sa vazdušnim jastukom koji promenom položaja tela pilota povećava toleranciju na ubrzanje na 10-12 +Gz

Anti-G ventili[uredi | uredi izvor]

Anti-G ventili imaju za cilj da u što kraćem vremenskom periodu izvrše naduvavanje letačkog odela (za manje od 1 sekunde) kako bi se što bolje pratio prirast ubrzanja. Stalni razvoj tehnike doprinosi pojavi sve kvalitetnijih ventila sa elektronskom regulacijom, koja je značajno skratila vremenski period od početka dejstva ubrzanja do ostvarenog pritiska u odelu.

Upotreba zaštitnih anti-G odela[uredi | uredi izvor]

Savremeno anti-G odelo pilota na avionu F-15

Do određenog nivoa ubrzanja posade letelica mogu ublažiti ili usporiti negativni uticaj visokih G-opterećenja odgovarajućim aktivnostima ljudskog organizma, kao što su: povećanje mišićnog tonusa ili posebna vrsta disanja. Nažalost, često su i ove mere nedovoljne pa ih je potrebno podržati tehničkim rešenjima, kao što je promena ugla sedišta, disanje kiseonika pod natpritiskom i primena specijalnih anti-G odela, bilo kroz zajedničku primenu svih mera ili kombinovanjem ovih mogućnosti. I pored primene ovih mera, ako vrednosti G-ubrzanja i dalje rastu, mogućnost navedenih mera se iscrpljuje i ne mogu u potpunosti sprečiti sve negativne uticaje ubrzanja.

Cilj svih anti-G odela je da spreči silazak krvi u donju polovinu tela, što ona obezbeđuju stvaranjem pritiska na krvne sudove, posebno u trbuhu i donjim udovima. U posebno konstruisana odela od specijalnog platna umeću se u pojasnom predelu i oko butina i potkolenica specijalni gumeni baloni koji su kao jedinstveni sistem specijalnim crevima povezani sa regulatorom pritiska i kompresorom u kabini aviona.

Prva anti-G odela (ili anti-G pantalone) imaju gumene komore samo oko trbuha i nogu, kao što su odela tipa CZU-13b i PPK-1, koja se i danas najčešće koriste. Prema potrebi ova odela se mogu nadopuniti primenom gumenih komora oko gornjih udova, ramenog pojasa i grudnog koša, kao i anti-G prslukom i anti-G čarapama.

Veliki nedostatak anti-G odela je kašnjenje u vremenu od početka dejstva ubrzanja do izjednačavanja pritiska u celom odelu. Sa brzim nastajanjem visokih opterećenja („G-juriš“) javlja se potreba za preduzimanjem nekih od gore navedenih mera, pre punog učinka kontra-mera povišenim pritiskom u anti-G odelu. Još jedna slaba tačka ovih odela je da nedovoljno štite vratnu kičmu, koja trpi teret opterećenja od strane glave i pilotske kacige. Poseban nedostatak kompletnog odela je da ono pokriva veliku površine tela. To ograničava slobodu kretanja, a može izazvati i poremećaje termoregulacije zbog pregrejavanja tela toplotom i tako delovati iscrpljujuće na organizam pilota. Zato anti-G odela moraju imati sistem hlađenja, koji treba nadopuniti i pravilnim izborom tkaninine od koje su sašivena. Savremena anti-G odela, osim čiste podrške za visoka ubrzanja, parcijalno funkcionišu i kao zaštita od ABH agenasa, hladnoće, toplote i plamena.

Fizičko vežbanje[uredi | uredi izvor]

Stalno i pravilno odmereno fiziče vežbanje koje pojačava aerobnu izdržljivost i snagu muskulature trbuha, grudnog koša i udova u značajnoj meri povećava otpornost organizma na dejstvo (+ Gz) opterećenja.[34]

Specifična letačka kondicija, koja povećava otpornost organizma na ubrzanje, najbolje se stiče letenjem u toku izvršavanja letačkih zadataka. Ova kondicija se može održavati i sticati, vežbanjem na specijalnim letačkim spravama, koje simuliraju pojedine faze letenja i na taj način organizam se privikava na opterećenja, kojima se izlaže organizam pilota.[35]

Radom na ovim spravama, menjajući naglo ubrzanje, pravac kretanja, smer rotacija u različitim položajima tela, uz maksimalno angažovanje neuromišićnog sistema, kardiovaskularnog i respiratornog, letači se postepeno i dozirano pripremaju da izdrže slična opterećenja kao u letu na savremenim avionima.

Pored sticanja boljih fizičkih sposobnosti, letačke sprave razvijaju i neke psihološke osobina koje treba da ima borbeni pilot: smelost, odvažnost, hrabrost, sigurnost u svoje sposobnosti.

Biološki monitoring[uredi | uredi izvor]

Kako sve napred navedene metode ne mogu da obezbede u određenim uslovima apsolutnu zaštitu, u svetu se vrše istraživanja koja, zahvaljujući savremenom biološkom monitoringu, instaliranom u računaru aviona, mogu da predvide mogući gubitak svesti i automatski aktiviraju „autopilota“, koji preuzima upravljanje avionom i vadi ga iz manevra koji je prouzrokovalo veliko +Gz opterećenje. Nakon što se pilot oporavi i povrati svest, on dalje preuzima upravljanje avionom.[36]

Ove metode moraju biti neinvazivne i u praksi se najčešće zasnivaju na praćenju sledećih parametara; tonusa muskulsture, zasićenje hemoglobina kiseonikom u moždanim arterijama (Nil-Near Infrared Laser метод), па све до промена структуре гласa.

Види још[uredi | uredi izvor]

Извори[uredi | uredi izvor]

  1. ^ а б Janićijević-Hudomal, S.et al. "+Gz ubrzanje kao dinamički stres." Praxis medica 36.1-2 (2008): 83-87.
  2. ^ а б Mehanika leta, pp. 236 i 237, Dr Ing. Zlatko Rendulić, 198.
  3. ^ Фактор оптерећења Архивирано на сајту Wayback Machine (15. februar 2010), Pristupljeno 27. 4. 2013.
  4. ^ Arthur C. Guyton Medicinska fiziologija, Medicinska knjiga-Beograd-Zagreb 1990.
  5. ^ Air Standardization Coordinating Committee. Advisory publication 61/103F, methods for assessing visual end points for acceleration tolerance, 1986.
  6. ^ Benni, P.B., Li, J.K., Chen, B., Cammarota, J., Amory, D.W. (2003) Correlation of NIRS determined cerebral oxygenation with severity of pilot +Gz acceleration symptoms. Adv Exp Med Biol, 530: 381-9
  7. ^ a b v g d đ e Houghton, J. O., McBride, D. K., & Hannah, K. Performance and physiological effects of accelerationinduced (+Gz) loss of consciousness. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 1985, 56,956-965.
  8. ^ „Roger Williamson Fatal Crash” (Video). YouTube. Pristupljeno 16. 4. 2010. 
  9. ^ Biografiя pilota formulы-1 Dэvida Pэrli, Pristupljeno 16. 4. 2010
  10. ^ Izbaciva sedišta Martin Bejker Arhivirano na sajtu Wayback Machine (28. maj 2010), Pristupljeno 16. 4. 2010.
  11. ^ Sukup, Anton (1977). David PURLEY Silverstone crash”. Pristupljeno 31. 7. 2006. 
  12. ^ Tremayne 1991, str. 293
  13. ^ (jezik: engleski)Dowell, A.R., Shropshire, S., Mccally, M. (1968) Ventilation and pulmonary gas exchange during headward (+Gz) gradient acceleration. Aerosp Med, 39(9): 926-34 Dowell, A. R.; Shropshire Jr, S.; McCally, M. (1968). „PubMed”. Aerospace Medicine. 39 (9): 926—934. PMID 5672460.  , Pristupljeno 8. 4. 2010.
  14. ^ Leverett, S. D., Jr., & Whinnery, J. E. Biodynamics: Sustained acceleration, In DeHart, R.L. (Ed.), Fundamentals of aerospace medicine, Philadelphia, PA: Lea and Febiger, 1985
  15. ^ Money KE, Lackner JR, Cheung RSK. The autonomic nervous system and motion sickness. In: Yates BJ, Miller AD, eds. Vestibular autonomic regulation. Boca Raton, FL: CRC Press, 1996:147–173.
  16. ^ a b v Benson AJ. Motion sickness. In: Ernsting J, King P. Aviation Medicine. 2nd ed. London, Butterworths, 1988.
  17. ^ Graybiel, A. (1969). „Structure elements in the concept of motion sickness.”. Aerospace Med. 40 (4): 351—367. PMID 5305044. 
  18. ^ Pingree, B. J.; Pethybridge, R. J. (1994). „A comparison of the efficacy of cinnarizine with scopolamine in the treatment of seasickness”. Aviat Space Environ Med. 65 (7): 597—605. PMID 7945125. .
  19. ^ Miller, Hugh, Riley, M. B., Bondurant, S., and Hiatt_ E. P. : The Duration of Tolerance to Positive Acceleration. WADC Tech. Rep. 55-635, Nov. 1958.
  20. ^ Lyons, T. J.; Harding, R.; Freeman, J.; Oakley, C. (1992). „G-induced loss of consciousness accidents: USAF experience 1982-1990”. Aviat Space Environ Med. 63 (1): 60—66. PMID 1550536. .
  21. ^ Beeding, E. L., Jr., & Mosley, J. D. Human tolerance to ultra high G forces. Holloman Air Force Base, NM: Air Force Development Center AFMDC-TN-60-2, Aeromedical Field Laboratory, Air Force Missile Development Center, Holloman Air Force, 1960}-.
  22. ^ Burns, J. W., Re-evaluation of a tilt back seat as a means of increasing acceleration tolerance. Aviation,Space, and Environmental Medicine, 1975, 46, pp. 55–63.
  23. ^ Christy, R. L. Effects of radial, angular, and transverse acceleration. In Randel, H.W. (Ed.), Aerospace Medicine (2nd ed.). Baltimore, MD: Williams and Wilkins, 1971. pp. 187.
  24. ^ Cohen, M. M. Combining techniques to enhance protection against high sustained accelerative forces.Aviation, Space, and Environmental Medicine, 1983 54, 338-342.
  25. ^ -{Eiband, A. M. Human tolerance to rapidly applied acceleration: A summary of the literature. National Aeronautics and Space Administration Memorandum 1—19-59E, June 1959
  26. ^ U.S. Naval Flight Surgeon's Manual, 1968
  27. ^ Human Tolerance and Crash Survivability Dennis F. Shanahan, M.D., M.P.H. Injury Analysis, LLC 2839 Via Conquistador Carlsbad, CA 92009-3020 USA Paper presented at the RTO HFM Lecture Series on “Pathological Aspects and Associated Biodynamics in Aircraft Accident Investigation”, held in Madrid, Spain, 28-29 October 2004;Königsbrück, Germany, 2-3 November 2004, and published in RTO-EN-HFM-113. Arhivirano na sajtu Wayback Machine (12. septembar 2012), Pristupljeno 27. 4. 2013.
  28. ^ Desjardins, S. H., Laananen, D. H., Singley, G. T., III: Aircraft crash survival design guide. Ft. Eustis, VA, Applied Technology Laboratory, US Army Research and Technology Laboratories (AVRADCOM), 1979; USARTL-TR-79-22A.
  29. ^ Shanahan, D. F. :Basic principles of helicopter crashworthiness. Ft. Rucker, AL, U.S. Army Aeromedical Research Laboratory, 1993; USAARL TR-93-15.
  30. ^ Ambler, R. K. "Selection of Aviation Personnel: Psychological Selection" in U.S. Naval Flight Surgeons Manual, BUMED, NavyDept., Washington, D.C., 1968. pp. 629–635.
  31. ^ Berkshire, J. R., 6 Ambler, R. K. The value of indoctrination flightsin the screening and tzaining of naval aviators. Aerospace Medicine, 1963, 34, 420-423.
  32. ^ CNATRA Instruction 1610.5E, Prediction of student success in the pilot training program. 22 Mar 1972.
  33. ^ DeHart RL. Fundamentals of Aerospace Medicine. Baltimore, MD, USA: Williams & Wilkins, 1996.
  34. ^ DeHart RL, Davis JR. Fundamentals of Aerospace Medicine. Philadelphia, PA, USA: Lippincott Williams & Wilkins, 2002.
  35. ^ Koliagin V. Metody Vosstanovleniia Funktsional’nogo Sostoianiia Letnogo Sostava VVS: Metodicheskoe Posobie Dlia Aviatsionnykh Vrachei. Moskva, Russia: Polet, 2001.
  36. ^ „SAD, pilot F-16 se onesvestio, avion sam preuzeo kontrolu”. RTS, Beograd, 14. 09. 2016. Pristupljeno 14. 9. 2016. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

  • Haley, J. L., Jr.: Analysis of US Army helicopter accidents to define impact injury problems. In Linear acceleration of the impact type. Neuilly-sur-Seine, France, AGARD Conference Proceedings No. 88-71, 1971. pp. 9–1 to 9-12.
  • Haley, J. L., Jr., Hicks, J. E.: Crashworthiness versus cost: A study of Army rotary wing aircraft accidents in period Jan 70 through Dec 71. In Saczalski, K., et al. (eds): Aircraft Crashworthiness. Charlottesville, University Press of Virginia, 1975.
  • Shanahan, D. F., Shanahan, M. 0.: Injury in U.S. Army helicopter crashes October 1979-September 1985. J Trauma, 29: 415-23, 1989.
  • Shanahan, D. F. : Basic principles of helicopter crashworthiness. Ft. Rucker, AL, U.S. Army Aeromedical Research Laboratory, 1993; USAARL TR-93-15.
  • Singley, G. T., III: Army aircraft occupant crash-impact protection. Army R, D & A, 22(4): 10-12, 1981.
  • Society of Automotive Engineers. Indy racecar crash analysis. Automotive Engineering International, June 1999, 87-90.
  • Traylor, F. A., Morgan, W. W., Jr, Lucero, J. I., et al.: Abdominal trauma from seat belts. Am. Surg. 35: 313-316, 1969.
  • Williams, J. S., Kirkpatrick, J. R.: The nature of seat belt injuries. J. Trauma, 11: 207-218,1971.
  • Tremayne, David (1991). Racers Apart: Memories of motorsport heroes. UK: Motor Racing Publications Ltd. str. 293. ISBN 978-0-947981-58-7. 


Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]


Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje
u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja).