항공 및 우주 의학에서 과부하는 움직일 때 사람에게 영향을 미치는 가속도의 크기를 나타내는 지표로 간주됩니다. 이는 인체의 질량에 대한 결과적인 이동력의 비율을 나타냅니다.

과부하는 지상 조건에서 다중 체중 단위로 측정됩니다. 지구 표면에 위치한 사람의 경우 과부하는 1과 같습니다. 인체는 이에 적응되어 있기 때문에 사람의 눈에는 보이지 않습니다.

외부 힘이 신체에 5g의 가속도를 가하면 과부하는 5가 됩니다. 이는 이러한 조건에서 신체의 무게가 원래 무게에 비해 5배 증가했음을 의미합니다.

일반 여객기가 이륙할 때 기내 승객은 1.5g의 중력을 경험합니다. 국제 표준에 따르면 민간 항공기에 허용되는 최대 과부하 값은 2.5g입니다.

낙하산이 열리는 순간 사람은 4g에 달하는 과부하를 일으키는 관성력에 노출됩니다. 이 경우 과부하 표시기는 대기 속도에 따라 달라집니다. 군용 낙하산병의 경우 시속 195km의 속도에서 4.3g부터 시속 275km의 속도에서 6.8g까지 다양합니다.

과부하에 대한 반응은 크기, 증가 속도 및 신체의 초기 상태에 따라 달라집니다. 따라서 사소한 기능적 변화(몸이 무거워지는 느낌, 움직이기 어려움 등)와 매우 심각한 상태가 모두 발생할 수 있습니다. 여기에는 완전한 시력 상실, 심혈관, 호흡기 및 신경계 기능 장애, 의식 상실 및 조직의 뚜렷한 형태 학적 변화 발생이 포함됩니다.

비행 중 가속에 대한 조종사 신체의 저항력을 높이기 위해 항중력(anti-g) 및 고도 보정 슈트를 사용하는데, 이는 과부하 시 복벽과 하지에 압력을 가해 유출을 지연시킵니다. 하반신에 혈액을 공급하고 뇌로의 혈액 공급을 향상시킵니다.

가속에 대한 저항력을 높이기 위해 원심 분리기에서 훈련을 수행하고 몸을 굳히고 고압에서 산소를 호흡합니다.

이륙, 비행기의 거친 착륙 또는 낙하산 착륙시 상당한 과부하가 발생하여 내부 장기와 척추에 유기적 변화를 일으킬 수도 있습니다. 이에 대한 저항력을 높이기 위해 머리 받침이 깊고 팔다리의 변위를 제한하는 벨트로 몸을 고정하는 특수 의자가 사용됩니다.

과부하는 우주선 탑승 시 중력의 징후이기도 합니다. 지상 조건에서 중력의 특성이 물체의 자유 낙하 가속인 경우, 우주선에 탑재된 과부하의 특성에는 반대 방향의 반응 가속도와 크기가 동일한 중력 가속도도 포함됩니다. 이 양과 크기의 비율을 "과부하 인자" 또는 "과부하"라고 합니다.

발사체의 가속 구간에서 과부하는 비중력 힘, 즉 추력과 공기역학적 항력의 결과에 의해 결정됩니다. 이는 속도와 반대 방향으로 향하는 항력과 속도에 수직인 양력으로 구성됩니다. 이로 인해 무중력 가속이 발생하여 과부하가 결정됩니다.

가속도 구간의 계수는 여러 단위입니다.

지구 조건에서 우주 로켓이 엔진의 영향을 받거나 환경 저항을 경험하면서 가속으로 이동하면 지지대에 가해지는 압력이 증가하여 과부하가 발생합니다. 진공 상태에서 엔진이 꺼진 상태에서 움직임이 발생하면 지지대에 가해지는 압력이 사라지고 무중력 상태가 발생합니다.

우주선이 발사될 때 우주 비행사의 크기는 1에서 7g까지 다양합니다. 통계에 따르면 우주비행사는 4g을 초과하는 과부하를 거의 경험하지 않습니다.

과부하를 견딜 수 있는 능력은 주변 온도, 흡입 공기의 산소 함량, 우주비행사가 가속 전 무중력 상태에서 보낸 시간 등에 따라 달라집니다. 그 영향이 아직 완전히 이해되지 않은 더 복잡하거나 덜 미묘한 다른 요소들이 있습니다.

1g을 초과하는 가속도의 영향으로 우주비행사는 시각 장애를 경험할 수 있습니다. 3초 이상 수직 방향으로 3g의 가속도가 지속되면 주변 시력에 심각한 장애가 발생할 수 있습니다. 따라서 우주선 구획의 조명 수준을 높이는 것이 필요합니다.

종방향 가속 중에 우주비행사는 시각적 환상을 경험합니다. 그가 보고 있는 물체는 가속도와 중력의 결과 벡터 방향으로 움직이는 것처럼 보입니다. 각가속도를 사용하면 회전 평면에서 시야 대상의 명백한 움직임이 발생합니다. 이 환상은 회선이라고 불리며 내이 기관에 과부하가 미치는 영향의 결과입니다.

과학자 Konstantin Tsiolkovsky가 시작한 수많은 실험 연구에 따르면 과부하의 생리적 영향은 지속 시간뿐만 아니라 신체 위치에 따라 달라집니다. 사람이 똑바로 서 있으면 혈액의 상당 부분이 하반신으로 이동하여 뇌로의 혈액 공급이 중단됩니다. 체중 증가로 인해 내부 장기가 아래쪽으로 이동하고 인대에 심한 긴장이 발생합니다.

높은 가속도의 효과를 약화시키기 위해 우주 비행사는 과부하가 수평 축을 따라 등에서 가슴으로 향하는 방식으로 우주선에 배치됩니다. 이 자세는 최대 10g의 가속도에서, 그리고 짧은 시간 동안 최대 25g의 가속도에서도 우주비행사의 뇌에 효과적인 혈액 공급을 보장합니다.

우주선이 지구로 돌아올 때 대기의 조밀한 층에 들어갈 때 우주비행사는 제동 과부하, 즉 음의 가속도를 경험합니다. 적분값 측면에서 제동은 시작 시 가속도에 해당합니다.

밀도가 높은 대기층에 진입하는 우주선은 제동 과부하가 수평 방향을 갖도록 방향이 지정됩니다. 따라서 우주선이 발사되는 동안처럼 우주 비행사에게 미치는 영향이 최소화됩니다.

본 자료는 RIA Novosti 및 오픈소스 정보를 바탕으로 작성되었습니다.

개인 메시지를 받았습니다:

카라이의 메시지
>> 과부하가 걸렸어요, 유리 씨. 그리고 모두가 과부하를 기다리고 있습니다. 글쎄, 전투 응용 프로그램을 살펴 보겠습니다 (모든 흡연자는 과부하, 무게, 상처 정도에 대해 알고 싶어합니다).

나는 답장을 쓰기 위해 자리에 앉았다. 그러나 나는 항공에 관심이 있는 조종사가 아닌 다른 독자들에게도 흥미로울 것이라고 생각했습니다.
곡예비행(과부하)으로 인해 결코 아프지 않습니다. 그들은 당신의 일에 대해 당신에게 더럽고 사소한 복수를 시작하면 고통스럽게 그것을하려고합니다. 어떤 사소한 영혼이 좋아하지 않았던 당신의 이야기에 대해, 일어날 수 있었거나 일어나지 않았던 일에 대해 기꺼이 가십을 수집하는 쓰레기 그러나 그분은 무슨 일이 일어났는지 전문가처럼 말씀하십니다. 안타깝게도 보리소글렙스크 학교에는 이런 것들이 너무 많았습니다... 하지만 잘못된 것이 공격을 받았습니다!
과부하는 어떻습니까? 왜 고통이 있을까요? 과부하는 체중이 정상 상태의 체중을 몇 배나 초과하는지 나타내는 계수입니다. 다음과 같은 수식으로 표현할 수 있습니다.

진짜야. = G 노멀 n y

여기서 G는 체중이고 n y는 수직 과부하(머리-골반)입니다.
공식을 보면 현재 1에 해당하는 과부하가 발생하고 있음이 분명합니다. n y 가 0이면 무중력 상태입니다. 벽에 손을 대고 서서 체중이 골반에서 머리로 향하게 되면 부정적인 과부하(마이너스 1)를 느끼게 됩니다.
그리고 비행 중에는 측면 과부하 n z(해독하지 않음, 중요하지 않음), 세로 g-힘 n x(가슴-등)도 있습니다. 예를 들어 이륙 시 매우 쾌적한 가속입니다(긍정적, 이것은 가속입니다) ), 제동 낙하산을 풀 때 (음수, 제동) .
수직 과부하는 가장 견디기 힘든 문제이며, 비행 중인 조종사에게도 가장 자주 영향을 미칩니다. 깊은 회전에서는 과부하가 3-6-8 단위로 유지되어야 합니다. 그리고 롤이 클수록 비행기를 수평선에 유지하는 데 필요한 과부하가 커지고 회전 반경이 작아집니다. 과부하는 주어진 롤에 필요한 것보다 더 커집니다. 전투기는 상승할 것입니다. 적으면 회전은 "굴"로 회전합니다(즉, 기수가 낮아지면 고도가 떨어지기 시작합니다. 깊은 "굴"을 수정합니다. ” 당신은 롤에서 빠져나와야 할 것이고, 이것은 공중전이 위험할 것입니다. 특히 적군이 이미 뒤쳐져 조준하고 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 그리고 코너링 시 과부하가 클수록 엔진의 추력도 커져야 합니다. 그렇지 않으면 속도가 떨어지기 시작하여 과부하를 줄여야 합니다. 하지만 과부하를 줄이면 적을 쓰러뜨리지 못하거나 격추될 것입니다.
Nesterov 루프 또는 반 루프를 수행할 때 그림의 첫 번째 부분에서 평면을 "비틀" 때 n y는 4.5-6개 단위. 저것들. 조종사의 체중이 증가한다 4.5-6배: 조종사의 체중이 70kg인 경우 이 수치에서 곡예비행을 수행할 때 그의 체중은 다음과 같습니다. 315-420kg.이때 팔, 다리, 머리, 피의 무게가 점점 늘어나게 됩니다! 적은 과부하로 이 수치를 수행하는 것은 불가능합니다. 궤적이 늘어나고 비행기는 루프 상단에서 속도를 잃어 회전으로 이어질 수 있습니다. 더 큰 비행기(항공기 유형에 따라 다름)로는 불가능합니다. 비행기는 초임계 공격 각도에 도달하고 속도도 떨어집니다. 따라서 과부하는 최적이어야 합니다(항공기 유형마다 다름). Nesterov 루프의 윗부분에서 조종사는 벨트에 매달리지 않고 좌석에 눌려집니다. 비행기는 2-2.5의 과부하로 "비틀어져" 있어야 합니다. 루프의 하위 부분은 3.5-4.5의 과부하로 수행됩니다(유형에 따라 다름).
인체가 견딜 수 있는 최대 과부하는 (+)12에서 (-)4까지입니다.
대규모 수직 과부하의 위험은 혈액이 뇌에서 흘러나온다는 것입니다. 조종사가 곡예비행 중에 긴장을 풀고 몸의 근육을 긴장시키지 않으면 의식을 잃을 수 있습니다. 조종사의 시야가 좁아집니다(렌즈의 조리개처럼 어둠이 모든 면에 떨어짐). 과부하가 "허용"되지 않으면 사람은 기절하게 됩니다. 따라서 곡예 비행 중에 조종사는 모든 주요 근육 그룹을 긴장시킵니다. 그러므로 신체상태를 좋은 상태로 유지해야 합니다.

첫 번째 사진은 생도가 큰 과부하를 일으키기 전에 자신 앞에서 보는 것을 보여줍니다. 두 번째: 큰 과부하가 발생했고, 조종사는 몸 전체의 근육을 강하게 긴장시킬 시간이 없었고, 뇌에서 혈액이 빠져나갔으며, 베일이 사방에서 시야를 둘러싸고 있었고, 강사는 조금 더 자신을 향해 손을 대면 생도는 의식을 잃을 것입니다 ...

Anti-G 슈트(APS)의 작동 원리는 이와 동일한 요소를 기반으로 하며, 챔버는 조종사의 몸을 배, 허벅지 및 종아리에 압박하여 혈액의 유출을 방지합니다. 과부하에 따라 특수 기계가 PPK 챔버에 공기를 공급합니다. 과부하가 클수록 조종사 신체의 압축도 커집니다. 하지만! PPK는 과부하를 완화하는 것이 아니라 견딜 수 있게만 한다는 점을 명심해야 합니다!
PPK가 있으면 전투기의 능력이 크게 향상됩니다. 그리고 공중전에서 PPK를 장착한 조종사는 PPK를 착용하는 것을 "깜빡한" 적보다 유리합니다!

PPC는 음의 g-load에서 작동하지 않습니다. 반대로 혈액이 큰 흐름으로 뇌로 돌진합니다. 그러나 부정적인 과부하가 있으면 (하네스에 매달릴 때 머리가 조종석 캐노피의 유약에 닿고 제대로 청소되지 않은 바닥의 먼지가 얼굴과 눈에 들어갑니다) 공중전은 수행되지 않습니다. 나는 부정적인 과부하로 적의 공격에서 탈출하고 정확하게 사격하고 전투기의 모든 위치에서 비행기를 격추할 수 있는 조종사를 한 명만 알고 있습니다. 거꾸로 - Erich Hartmann 중위. 전쟁 중에 그는 1,404회의 전투 임무를 수행했으며 802회의 공중전에서 352회의 공중 승리를 거두었으며 그중 344회는 소련 항공기를 상대로 승리했습니다. 조건부로 802 공중전에 대해서만 이야기 할 수 있습니다. E. Hartman은 원칙적으로 태양 방향에서 적을 공격하고 떠났고 공중전이 그에게 강요되었을 때 덜 유명한 소련 전투기에 의해 11 번 격추되었습니다. 그는 구제를 받거나 비상 사태를 겪었습니다. 착륙. 그러나 이러한 능력(어떤 위치에서든 목표물을 타격할 수 있는 능력)으로 그는 Ts-Flyugshull(전투기 생산을 준비하는 비행 학교)에서 공부하는 생도 시절에도 교관 조종사들을 놀라게 했습니다.
의사는 비행 중에 피로가 발생하면 보호복에 공기를 공급하는 기계의 버튼을 눌러 PPK 챔버에 수동으로 압력을 생성할 것을 권장합니다. 전신을 쥐어짜는 것은 신경계의 침술에 영향을 미치며, 어딘가 올바른 곳에 효과가 있을 것이다. 저도 이 방법을 여러번 사용해봤습니다! 나는 나 자신을 꽉 쥐었습니다. 3-5 초 후에 공기가 풀렸다가 다시. 그래서 3-4 번. 그리고 오이처럼! 항공 의료진이 옳습니다! 손으로 만지듯 피로가 풀리네요! 그리고 당신의 기분과 성과가 향상됩니다!

항공 축제에서는 회전, 다이빙 및 슬라이드, 네스테로프 루프, 하프 루프, 전투 회전 및 역 쿠데타 등 "역방향" 곡예 비행을 수행하는 거장들을 볼 수 있습니다. (즉, 부정적인 과부하가 발생합니다.) 그리고 그들의 몸은 5-7분 동안 그러한 긴장 상태를 유지합니다! 이거 진짜 실력이다! 솜씨 최고!! 그들이 어떻게 이런 일을 해낼 수 있는지는 나로서는 이해하기 어렵습니다! 수년간의 훈련이 필요합니다. 이러한 곡예 비행을 쌍으로 수행하면 이 기술이 수백 배 증가합니다. 한 명의 조종사가 비행기를 정상적으로 조종하고 그 위의 다른 10m가 거꾸로 된 위치(조종석에서 조종석으로)에 서서 순위에서 자신의 위치를 ​​유지합니다! 행동의 사소한 불일치와 충돌은 불가피합니다. 둘 다 죽을 것입니다!그러나 이러한 곡예 비행은 수직 평면에서 길어집니다. 이는 반전된 평면(-)에 대한 음의 과부하를 초과하지 않기 위한 것입니다. 4. 착륙 후 역 곡예 비행을 수행한 조종사는 눈이 빨간색으로 변하는 경우가 가장 많습니다. 음의 과부하가 극단적이고 작은 모세혈관이 터집니다.) 그러나 스포츠 항공기만이 이 방식으로 비행할 수 있습니다. 전투 항공기는 30초 이내에 거꾸로 비행할 수 있습니다(네거티브 G 탱크에서 엔진에 연료를 공급하기 위해). 이들은 정말 수준 높은 파일럿 선수들입니다! 난 이런 비행을 한 적이 없어! 또는 오히려 한 번 일어난 일입니다. 공중전 훈련에서 나를 공격하는 전투기에서 회전할 때 핸들을 밀어서 도망쳤습니다("역회전"으로 밝혀졌습니다) 사라졌습니다! "적"(중동에서 실제 공중전 경험이 있고 F-4e "팬텀"한 대를 격추하여 계정을 개설 한 연대 사령관 Boris Tikhonovich Tunenko 중령)은 그러한 기동을 할 준비가되어 있지 않았고 나를 따르지 마십시오. 그들은 나를 보지 못했고 나는 뒤쪽 반구에서 그를 공격했습니다. 위에서 그를 "넘어 뜨 렸습니다". 하지만 한 번 그런 일이 있었는데 그 느낌이 즐겁지 않았다고 말씀 드리겠습니다! 그리고 저는 E. Hartman의 이 기술이 주로 적용의 예상치 못한 결과로 인해 매우 효과적이라고 확신했습니다. (그러나 아니요, 공중전 훈련에서 두 명의 전투기에 의해 "꼬집어"졌을 때 비슷한 방법으로 그들에게서 도망 쳤을 때 또 다른 사례가있었습니다. 하지만 이에 대해서는 나중에 말씀 드리겠습니다.)
그리고 이렇게 정기적으로 비행할 수 있는 스포츠 조종사들에게 모자를 벗습니다!
현대 근접 공중전에서 과부하는 6-8 유닛이 되어야 합니다. 그리고 전체 전투 내내 더 많은 것! 그보다 적으면 격추되지 않고 격추될 것입니다!
배출 중에 조종사 신체에 수직 과부하 영향이 18-20 단위에 도달합니다.별로 즐겁지 않습니다.
“그런데 어떻게 그럴 수가 있지! - 당신은 외친다. - 방금 인체의 한계는 (+)12라고 말씀하셨는데요! 그리고 여기 20개 유닛이 있습니다!”
좋아요! 나는 거절하지 않습니다! 투석기가 발사될 때 조종사의 신체에 과부하가 미치는 영향은 1초도 안 되는 짧은 시간 동안 지속됩니다. 따라서 조종사의 몸의 올바른 위치 (머리는 똑바로 서서 좌석의 머리 받침에 세게 밀고, 등은 좌석 등받이에 눌려지고, 엉덩이와 몸통은 직각을 이루고, 척추는 수직 위치는 좌석에 수직을 형성합니다. 또한 신체의 모든 근육이 매우 긴장되어야 합니다.) 부정적인 측면이 최소화되고 척추가 속옷에 쏟아질 시간이 없습니다! 사격 순간에 머리가 앞뒤로 기울어지거나 옆으로 기울어지거나 단순히 머리 받침에 세게 눌려지지 않은 경우(엄청난 과부하로 인해 자체적으로 기울어짐), 조종사가 조종석에서 전에 떨어져 나간 경우 TV 앞 자신이 가장 좋아하는 의자에 집에있는 것처럼 첫 번째 경우에는 경추 골절, 두 번째 경우에는 요추 골절을 피할 수 없습니다. 그리고 구조 대원이 그러한 조종사를 빨리 찾을수록 좋습니다. 그 사람은 혼자서는 살아남지 못할 거예요! 그런 다음 그는 뒤집지 않고 통나무처럼 머리부터 발끝까지 석고 보드 위에 6 ~ 12 개월 동안 누워있을 것입니다. 물론 척추는 통합될 것이지만 더 이상 자연이 만들어낸 척추는 아닐 것입니다. 그리고 골절이 높을수록 신체의 더 많은 장기가 더 악화될 것입니다. 그런 사람들은 수명을 12~20년 단축합니다!키예프 병원에 갔을 때 의뢰를 받았을 때 몽골에서 함께 봉사했던 Alexander Sanatov를 만났습니다. 수년 전, 사샤는 중위로서 자리에서 잘못된 위치로 한계에서 퇴출당했습니다! (“아! 되겠지!”) 그 결과 요추 골절을 당했다. 오랫동안 지속된 수개월 및 수년간의 치료. 나는 "지금은 어때요? "라고 묻습니다. - “나는 약을 먹고 산다... 1년에 7~8개월을 병원에 입원한다!..” (언젠가 이 사례를 설명할 것이다... 나름대로 흥미롭고 유익하다...)
나는 미국 최초의 비행기 중 일부에서 조종사가 옆으로 탈출했다고 들었습니다. 하지만 기내 측벽을 파괴하는 복잡한 시스템이 있었고, 조종사의 경추를 보존하는 것이 항상 가능한 것은 아니었습니다. 이것은 버려졌습니다. 승무원(항법사, 포수)이 탈출한 비행기도 있었습니다. (Tu-16의 첫 번째 시리즈에서는 위쪽으로 탈출한 조종사를 제외한 모든 승무원도 Tu-22에 탑승했습니다.) 그러나 이 경우 최소 구조 고도가 급격히 증가했으며 때로는 불가능하게 만들었습니다. 그리고 그런 조종사들은 오랜 기간의 재활을 거쳤는데...
조종사의 건강을 위한 가장 좋은 방법은 앞으로 사출하는 것입니다. 여기서는 부상이 없었을 것입니다! 그러나 이것은 기술적으로 불가능합니다!

초과 적재항공기 중량에 대한 항공기에 작용하는 모든 힘(중량 제외)의 합력의 비율입니다.

과부하는 연관된 좌표계에서 정의됩니다.

nx- 종방향 과부하; 너- 정상적인 과부하; 뉴질랜드-측면 과부하.

전체 과부하는 공식에 의해 결정됩니다

종방향 과부하 nх엔진 추력과 항력이 변할 때 발생합니다.

엔진 추력이 항력보다 크면 과부하는 양수입니다. 항력의 양이 엔진 추력보다 크면 과부하는 음수입니다.

세로 방향 과부하는 공식에 의해 결정됩니다

측면 과부하 nz항공기가 슬라이딩 상태로 비행할 때 발생합니다. 그러나 크기 측면에서 측면 공기역학적 힘 Z는 매우 작습니다. 따라서 계산에서 측면 과부하는 0으로 간주됩니다. 측면 과부하는 공식에 의해 결정됩니다

곡예 비행의 성능은 주로 큰 정상 과부하의 발생을 동반합니다.

정상적인 과부하 nу항공기 중량에 대한 양력의 비율을 말하며 다음 공식에 의해 결정됩니다.

공식 (11.5)에서 볼 수 있듯이 정상적인 과부하는 리프팅 힘에 의해 생성됩니다. 조용한 대기의 수평 비행에서 양력은 항공기의 무게와 같으므로 과부하는 1과 같습니다.

쌀. 6 조종사에 대한 원심 관성력의 영향 a - 공격 각도의 급격한 증가, b - 공격 각도의 급격한 감소

곡선 비행에서 양력이 항공기 중량보다 커지면 과부하가 1보다 커집니다.

비행기가 곡선 경로를 따라 이동할 때 구심력은 이미 언급한 바와 같이 양력, 즉 날개에 가해지는 기압입니다. 이 경우 구심력의 크기는 항상 동일하지만 방향이 반대인 관성 원심력을 동반하며, 이는 공기에 대한 날개의 압력으로 표현됩니다. 또한 원심력은 무게(질량)와 같은 역할을 하며, 구심력과 항상 같기 때문에 구심력이 커지면 그만큼 커지게 됩니다. 따라서 공기역학적 과부하는 항공기(조종사)의 중량이 증가하는 것과 유사합니다.

과부하가 발생하면 조종사는 몸이 무거워지는 듯한 느낌을 받는다.

정상적인 과부하는 양수와 음수로 구분됩니다. 과부하로 인해 조종사가 좌석에 앉게 되면 이 과부하가 발생합니다. 긍정적인, 만약 그가 그를 좌석에서 떼어내고 안전벨트를 매고 있다면 - 부정적인 (그림 6).

첫 번째 경우에는 피가 머리에서 발로 흐르고, 두 번째 경우에는 머리로 피가 흐릅니다.

이미 언급했듯이 곡선 운동에서 양력이 증가하는 것은 항공기의 무게가 같은 양만큼 증가하는 것과 같습니다.

(11.6)

(11.7)

어디 n 레벨 - 과부하가 가능합니다.

공식(11.7)에서 사용 가능한 과부하의 양은 수평 비행에 필요한 양력 계수(받음 각도의 한계)에서 안전 값(Su TR 또는 Su CR)까지 예비 양력 계수에 의해 결정된다는 것이 분명합니다.

주어진 속도와 비행 고도에서 비행하는 동안 항공기의 양력 생성 능력이 완전히 활용될 때 가능한 최대 정상 과부하를 얻을 수 있습니다. 이 과부하는 항공기가 갑자기(비행 속도가 눈에 띄게 감소하지 않고) C y = C y max에 도달한 경우에 얻을 수 있습니다.

(11.8)

그러나 안정성이 떨어지고 테일 스핀이나 스핀 회전이 지연될 수 있으므로 항공기에 과부하가 걸리는 것은 바람직하지 않습니다. 이러한 이유로 높은 비행 속도에서, 특히 다이빙을 종료할 때 조종 스틱을 몸쪽으로 급격하게 기울이는 것은 권장되지 않습니다. 따라서 항공기가 흔들림 모드로 들어가는 것을 방지하기 위해 가능한 최대 또는 사용 가능한 과부하 값은 더 작은 값으로 간주됩니다. 이 과부하를 결정하는 공식은 다음과 같습니다.

(11.9)

Yak-52 및 Yak-55 항공기의 경우 비행 속도에 대한 사용 가능한 과부하의 그래픽 의존성이 그림 1에 나와 있습니다. 7, 그림. 8. Yak-52 및 Yak-55 항공기로 비행을 수행할 때 사용 가능한 정상 과부하는 주로 항공기의 강도 특성에 의해 제한됩니다.

Yak-52 항공기에 허용되는 최대 작동 과부하:

바퀴 달린 섀시 포함:

양수 +7;

음수 -5;

스키 섀시 포함:

긍정적인 +5;

부정 -3.

Yak-55 항공기에 허용되는 최대 작동 과부하:

훈련 버전에서:

양수 +9;

음수 -6;

증류 버전:

긍정적인 +5;

부정 -3.

비행 중 이러한 과부하를 초과하는 것은 금지됩니다.항공기 구조에 잔류 변형이 나타날 수 있기 때문입니다.

정상 상태 곡선 기동을 수행할 때 과부하는 발전소의 예비 추력에 따라 달라집니다. 추력 예비력은 전체 기동에 걸쳐 주어진 속도를 유지하는 조건에서 결정됩니다.

사용 가능한 추력 PR에 대한 최대 과부하발전소의 추력이 여전히 항력의 균형을 이루는 최대 과부하라고 합니다. 공식에 의해 결정됩니다

(11.10)

사용 가능한 추력에 대한 최대 과부하는 비행 속도와 고도에 따라 달라집니다. 위의 요소가 사용 가능한 추력 Рр와 속도에 대한 공기역학적 품질 K에 영향을 미치기 때문입니다. PREV에서 n의 의존성을 계산하려면 곡선 Рр이 필요합니다. (V) 다양한 고도와 극지 격자의 경우.

각 속도 값에 대해 사용 가능한 추력 값은 곡선 Pp(V)에서 가져오고 계수 Cy의 값은 해당 속도 V에 대한 극좌표에서 결정되며 공식(11.10)을 사용하여 계산됩니다.

사용 가능한 것보다 적지만 최대 추력보다 큰 과부하로 수평면에서 조종할 때 항공기는 속도나 비행 고도를 잃게 됩니다.

신체에 가해지는 힘은 SI 단위(뉴턴)로 측정됩니다(1 N = 1 kg·m/s 2). 기술 분야에서 킬로그램 힘은 전통적으로 힘 측정 단위로 사용되는 경우가 많습니다(1 kgf, 1 킬로그램) 및 유사한 단위: 그램-포스(1 GS, 1 G), 톤포스(1 TS, 1 티). 1킬로그램 힘은 질량이 1인 물체에 가해지는 힘으로 정의됩니다. 킬로그램정의상 9.80665와 동일한 일반 가속도 밀리미터/초 2(이 가속도는 중력 가속도와 거의 동일합니다.) 따라서 뉴턴의 제2법칙에 따르면, 1 kgf = 1 킬로그램· 9.80665 밀리미터/초 2 = 9,80665 N. 질량이 1인 물체라고 말할 수도 있습니다. 킬로그램, 지지대 위에 놓여 있으며 무게는 1입니다. kgf종종 간결함을 위해 킬로그램 힘을 간단히 "킬로그램"(및 톤-포스는 각각 "톤")이라고 부르는데, 이는 때때로 다른 단위를 사용하는 데 익숙하지 않은 사람들 사이에 혼란을 야기합니다.

러시아 로켓 과학 용어는 전통적으로 로켓 엔진의 추력 단위로 "킬로그램"과 "톤"(보다 정확하게는 킬로그램 힘과 톤 힘)을 사용합니다. 따라서 그들이 100톤의 추력을 가진 로켓 엔진에 관해 이야기할 때, 그들은 이 엔진이 10 5의 추력을 발생시킨다는 것을 의미합니다. 킬로그램· 9.80665 밀리미터/초 2$\약$ 10 6 N.

흔한 실수

뉴턴과 킬로그램 힘을 혼동하는 일부 사람들은 1킬로그램 힘의 힘이 1킬로그램 무게의 물체에 1의 가속도를 부여한다고 믿습니다. 밀리미터/초 2, 즉 그들은 잘못된 "평등" 1을 씁니다. kgf / 1 킬로그램 = 1 밀리미터/초 2. 동시에, 실제로는 1이라는 것이 분명합니다. kgf / 1 킬로그램 = 9,80665 N / 1 킬로그램 = 9,80665 밀리미터/초 2- 따라서 거의 10번 정도의 오류가 허용됩니다.

예

<…>따라서 가중 평균 반경 내에서 입자를 누르는 힘은 0.74 G/mm 2 · 0.00024 = 0.00018 G/mm 2 또는 0.18 mG/mm 2 와 같습니다. 따라서 0.0018mG의 힘은 단면적이 0.01mm 2인 평균 입자를 누르게 됩니다.
이 힘은 입자에 중간 입자의 질량에 대한 비율(0.0018 mG / 0.0014 mG = 1.3 m/sec 2)과 동일한 가속도를 부여합니다.. <…>

(중요성 아폴로팩트.) 물론 0.0018 밀리그램 힘의 힘은 0.0014 밀리그램의 질량을 가진 입자에 Mukhin이 계산한 것보다 거의 10배 더 큰 가속도를 제공합니다: 0.0018 밀리그램 힘 / 0.0014 밀리그램 = 0.0018 mg· 9.81m/s 2 / 0.0014mg $\about$ 13m/s 2 . (이 오류만 수정하면 착륙 중 달 모듈 아래에 형성되었을 것으로 추정되는 Mukhin이 계산한 분화구의 깊이가 즉시 1.9에서 떨어집니다. 중, Mukhin이 요구하는 최대 20개 센티미터; 그러나 나머지 계산은 너무 터무니없어서 이번 개정안에서는 이를 수정할 수 없습니다.)

체중

우선순위, 체중신체가 지지대나 서스펜션을 누르는 힘입니다. 지지대나 서스펜션(즉, 지구나 다른 천체에 대해 고정된) 위에 놓인 신체의 무게는 다음과 같습니다.

(1)

\begin(align) \mathbf(W) = m \cdot \mathbf(g), \end(align)

여기서 $\mathbf(W)$는 물체의 무게, $m$은 물체의 질량, $\mathbf(g)$는 주어진 지점에서의 중력 가속도입니다. 지구 표면에서 중력으로 인한 가속도는 일반 가속도에 가깝습니다(종종 9.81로 반올림됨). 밀리미터/초 2). 질량체 1 킬로그램무게는 $\about$ 1입니다. 킬로그램· 9.81 밀리미터/초 2$\약$ 1 kgf. 달 표면에서 중력으로 인한 가속도는 지구 표면보다 약 6배 작습니다(보다 정확하게는 1.62에 가깝습니다). 밀리미터/초 2). 따라서 달의 물체는 지구보다 약 6배 가볍습니다.

흔한 실수

그들은 체중과 질량을 혼동합니다. 물체의 질량은 천체에 의존하지 않고 일정하며(상대론적 효과를 무시하는 경우) 지구, 달 및 무중력 상태에서 항상 동일한 값과 같습니다.

예

예

2002년 20호 신문 "Duel"에서 저자는 달 착륙선의 우주비행사가 달에 착륙할 때 겪어야 하는 고통을 설명하고 그러한 착륙이 불가능하다고 주장합니다.

우주비행사<…>장기간의 과부하를 경험하며 최대값은 5입니다. 과부하는 척추를 따라 전달됩니다(가장 위험한 과부하). 군 조종사에게 비행기에 8분 동안 서 있을 수 있는지 물어보세요. 5배의 과부하로 설정하고 심지어 제어할 수도 있습니다. 물속에서 3일을 보낸 후(달까지 무중력 비행 3일) 육지로 나와 달의 오두막에 배치되었고 체중이 400kg(g-force 5)이 되었다고 상상해 보십시오. 작업복은 140kg, 등 뒤의 배낭은 250kg입니다. 넘어지는 것을 방지하기 위해 벨트에 케이블을 부착한 채 8분간 붙잡고, 그 후 1.5분간 더 붙잡습니다. (의자 없음, 침대 없음). 다리를 구부리지 말고 팔걸이에 기대십시오(손은 컨트롤 위에 있어야 합니다). 머리에서 피가 빠졌나요? 눈이 거의 멀었나요? 죽거나 기절하지 마세요<…>
장기간의 5배 과부하로 우주비행사가 "서 있는" 자세로 착륙을 제어하도록 강요하는 것은 정말 나쁜 일입니다. 이는 단순히 불가능합니다.

그러나 이미 설명한 바와 같이, 하강이 시작될 때 우주비행사들은 약 $\about$ 0.66g의 과부하를 경험했습니다. 즉, 정상적인 지상 체중보다 눈에 띄게 적습니다(그리고 그들은 등에 배낭을 메지 않았습니다. 선박의 생명 유지 시스템과 직접 연결되었습니다). 착륙하기 전에 엔진의 추력은 달에 있는 우주선의 무게와 거의 균형을 이루므로 관련 가속도는 $\about$ 1/6g입니다. 따라서 착륙하는 동안 그들은 단순히 땅에 서 있을 때보다 스트레스를 덜 경험했습니다. . 실제로 설명된 케이블 시스템의 임무 중 하나는 우주비행사가 자립할 수 있도록 돕는 것이었습니다. 체중이 적은 상황에서.

이 기사에서는 물리학 및 수학 교사가 가속 또는 제동 중에 신체가 경험하는 과부하를 계산하는 방법에 대해 설명합니다. 이 자료는 학교에서 매우 잘 다루어지지 않으므로 학생들은 구현 방법을 모르는 경우가 많습니다. 과부하 계산, 그러나 해당 작업은 통합 상태 시험 및 물리학의 통합 상태 시험에서 찾을 수 있습니다. 따라서 이 기사를 끝까지 읽거나 첨부된 비디오 튜토리얼을 시청하십시오. 당신이 얻은 지식은 시험에서 도움이 될 것입니다.

정의부터 시작해 보겠습니다. 초과 적재지구 표면에서 이 물체에 작용하는 중력의 크기에 대한 물체의 무게의 비율입니다. 체중- 이것은 신체에서 지지대나 서스펜션에 작용하는 힘입니다. 무게는 곧 힘이라는 사실을 명심하세요! 따라서 무게는 일부 사람들이 믿는 것처럼 킬로그램이 아닌 뉴턴 단위로 측정됩니다.

따라서 과부하는 무차원 양(뉴턴을 뉴턴으로 나누어 아무것도 남지 않음)입니다. 그러나 때때로 이 양은 중력으로 인한 가속도로 표현됩니다. 예를 들어 과부하는 와 같다고 하는데, 이는 신체의 무게가 중력의 두 배라는 것을 의미합니다.

과부하 계산 예

구체적인 예를 사용하여 과부하를 계산하는 방법을 보여 드리겠습니다. 가장 간단한 예제부터 시작하여 더 복잡한 예제로 넘어가겠습니다.

분명히 땅에 서있는 사람은 과부하를 경험하지 않습니다. 그러므로 과부하가 0이라고 말하고 싶습니다. 그러나 성급한 결론을 내리지는 말자. 이 사람에게 작용하는 힘을 그려봅시다:

사람에게 두 가지 힘이 가해집니다. 몸을지면으로 끌어 당기는 중력과 지구 표면에서 몸에 반작용하는 반력이 위쪽을 향합니다. 실제로 이 힘은 정확하게 사람의 발바닥에 가해진다. 그러나 이 특별한 경우에는 중요하지 않으므로 신체의 어느 지점에서나 연기될 수 있습니다. 그림에서는 인간의 질량 중심에서 멀리 떨어져 표시됩니다.

사람의 무게는 지지대(지구 표면)에 가해지고, 이에 대응하여 뉴턴의 제3법칙에 따라 지지대 측면에서 사람에게 동일한 크기와 반대 방향의 힘이 작용합니다. 즉, 물체의 무게를 구하려면 지면 반력의 크기를 구해야 합니다.

사람이 가만히 서서 땅에 떨어지지 않기 때문에 그 사람에게 작용하는 힘이 보상됩니다. 즉, 그에 따라 . 즉, 이 경우 과부하 계산은 다음과 같은 결과를 제공합니다.

이것을 기억! 과부하가 없으면 과부하는 0이 아닌 1입니다. 아무리 이상하게 들리더라도 말입니다.

이제 자유 낙하하는 사람의 과부하가 무엇인지 결정해 보겠습니다.

사람이 자유 낙하 상태에 있으면 중력만이 그에게 작용하며 이는 어떤 것과도 균형을 이루지 않습니다. 지면 반력도 없고 체중도 없습니다. 사람은 소위 무중력 상태에 있습니다. 이 경우 과부하는 0입니다.

우주비행사들은 로켓이 발사되는 동안 로켓 안에서 수평 위치에 있습니다. 이것이 그들이 의식을 잃지 않고 경험하는 과부하를 견딜 수 있는 유일한 방법입니다. 이를 그림으로 표현해 보겠습니다.

이 상태에서는 지면 반력과 중력이라는 두 가지 힘이 작용합니다. 이전 예에서와 같이 우주비행사의 중량 계수는 지지 반력의 크기와 같습니다. 차이점은 로켓이 가속과 함께 위쪽으로 이동하기 때문에 지원 반력이 더 이상 중력과 동일하지 않다는 것입니다. 동일한 가속도로 우주 비행사도 로켓과 동시에 가속합니다.

그런 다음 Y축에 투영하는 뉴턴의 제2법칙(그림 참조)에 따라 다음 표현식을 얻습니다. 즉, 필요한 과부하는 다음과 같습니다.

이것은 우주 비행사가 로켓 발사 중에 경험해야 하는 가장 큰 과부하는 아니라고 말해야 합니다. 과부하는 최대 7까지 도달할 수 있습니다. 인체에 이러한 과부하에 장기간 노출되면 필연적으로 사망에 이르게 됩니다.

"데드 루프"의 맨 아래 지점에서 조종사에게 두 가지 힘이 작용합니다. 아래쪽 - 힘, 위쪽, "데드 루프" 중심까지 - 힘(조종사가 앉아 있는 좌석 측면에서) :

조종사의 구심 가속도도 그곳으로 향하게 됩니다. 여기서 km/h m/s는 항공기의 속도이고 "루프"의 반경입니다. 그런 다음 다시 뉴턴의 제2법칙에 따라 수직 위쪽을 향하는 축에 투영하면 다음 방정식을 얻습니다.

그러면 무게는 . 따라서 과부하 계산은 다음과 같은 결과를 제공합니다.

매우 심각한 과부하입니다. 조종사의 생명을 구하는 유일한 방법은 그것이 그리 오래 지속되지 않는다는 것입니다.

그리고 마지막으로 가속 시 자동차 운전자가 경험하는 과부하를 계산해 보겠습니다.

따라서 자동차의 최종 속도는 km/h·m/s입니다. 자동차가 정지 상태에서 이 속도까지 c로 가속되면 가속도는 m/s 2와 같습니다. 자동차는 수평으로 움직이므로 지면 반력의 수직 성분은 중력, 즉 균형을 이룹니다. 수평 방향에서는 운전자가 자동차와 함께 가속합니다. 따라서 뉴턴의 2법칙에 따라 가속도와 동일한 방향의 축에 투영할 때 지지 반력의 수평 성분은 와 같습니다.

피타고라스 정리를 사용하여 총 지지 반력의 크기를 찾습니다. . 이는 중량 계수와 같습니다. 즉, 필요한 과부하는 다음과 같습니다.

오늘은 과부하 계산법을 배웠습니다. 이 자료를 기억하십시오. 통합 상태 시험 또는 물리학 통합 상태 시험은 물론 다양한 입학 시험 및 올림피아드의 문제를 해결할 때 유용할 수 있습니다.

Sergey Valerievich가 준비한 자료