В тисках перегрузок

По мере развития и совершенствования средств профессиональной подготовки космонавтов, в условия наземных тренировок все полнее включают неблагоприятные факторы, сопровождающие космический полет. Если орбитальный полет ПКА непременно сопровождается невесомостью, то его выведению на орбиту и спуску с нее сопутствуют перегрузки.

Проблеме влияния перегрузок на организм человека посвящены многие исследования [101]. В них изучались характер и степень выраженности реакций организма человека при различных параметрах ускорений, устанавливались пороги переносимости, выявлялись основные механизмы расстройств, изыскивались средства и методы повышения устойчивости организма к перегрузкам.

Перегрузки не имеют размерности и выражаются относительными единицами, показывающими, по существу, во сколько раз увеличился вес человека при действующем ускорении по сравнению с ускорением силы тяжести.

В зависимости от направления перегрузки по отношению к вертикальной оси тела человека различают продольные и поперечные. Продольные перегрузки от головы к ногам принято называть положительными, а от ног к голове — отрицательными. Поперечные нагрузки имеют направления: «спина — грудь», «грудь — спина» и «бок — бок» (боковые).

Принятая международным Аэрокосмическим Комитетом по проблемам ускорений система координат и обозначений показана на рис. 5. Ось z проходит через центр тяжести тела, параллельно позвоночнику. Направление перегрузки от головы к тазу обозначено +Gz, от груди к спине — +Gx, боковой справа налево — +Gy, боковой слева направо — -Gy.

В тисках перегрузок

Рис. 5. Система координат и обозначений при действии перегрузок

Переносимость человеком перегрузки определяется ее величиной, продолжительностью, градиентом нарастания и спада, направлением по отношению к той или иной оси тела и индивидуальными особенностями организма. Величина переносимой человеком перегрузки тем больше, чем короче время ее действия, а воздействие перегрузки в поперечном направлении к оси тела переносится легче, чем в продольном.

Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от выбранного критерия переносимости. В связи с этим различают границы «выживаемости» и пределы физиологической устойчивости, оцениваемой по начальным признаком нарушений деятельности различных функциональных систем организма.

В качестве объективных критериев переносимости человеком перегрузок наиболее часто используются показатели, связанные с расстройством зрения: отсутствие реакции на световые сигналы, симптомы нарушения глазодвигательной реакции, прекращение слежения за заданным объектом и др. Так, при действии продольных ускорений +Gz основными критериями устойчивости являются зрительные нарушения в виде серой или черной пелены, отсутствие реакции на световые сигналы, свидетельствующие о близости полной потери работоспособности и сознания. Снижение давления в сосудах ушной раковины до 50—40 мм рт.ст. у подавляющего большинства людей предшествует потере зрения.

При поперечных ускорениях +Gx достоверным критерием достижения предельной переносимости являются расстройства сердечной деятельности и потеря зрения.

Переносимость перегрузки существенно индивидуальна и зависит от состояния здоровья, возраста, психологической подготовленности.

Допустимые величины и длительность действия ускорений определяются физиологической переносимостью и операторскими возможностями человека. Физиологические пределы выносливости и работоспособности могут быть связаны между собой, но не обязательно равны. Как правило, работоспособность ухудшается раньше достижения предела физиологической устойчивости. Вот как описал субъективное восприятие перегрузок во время опасного испытательного полета американский летчик Джимми Коллинз: «Центробежная сила — огромное невидимое чудовище — вдавливала мою голову в плечи и так прижимала меня к сидению, что мой позвоночник сгибался и стонал под тяжестью. Кровь отлила от головы, в глазах потемнело. Сквозь сгущающуюся дымку я смотрел на акселерометр и неясно различал, что прибор показывает 5,5 g. Я освободил ручку и последнее, что увидел, была стрелка акселерометра, движущаяся обратно к 1 g. Я был слеп, как летучая мышь. У меня страшно кружилась голова. Я посмотрел по сторонам на крылья самолета. Я их не видел. Я ничего не видел. Я посмотрел туда, где должна быть Земля. Спустя немного она начала показываться, словно из утреннего тумана. Зрение возвращалось ко мне, так как я освободил ручку и уменьшил перегрузку».

Безусловно, о надежности и безопасности пилотирования в данном случае говорить не приходится.

Пределы физиологической устойчивости человека к действию перегрузок различного направления в зависимости от величины и длительности их действия могут существенно отличаться.

Физиологическая переносимость ускорений ограничена главным образом реакциями организма на перераспределение крови, механическое затруднение дыхания, смещение и деформацию внутренних органов. Чем больше величина составляющей перегрузки совпадает с направлением основных магистральных сосудов тела, проходящих вдоль позвоночника, тем нарушение со стороны общей гемодинамики выражены сильнее. В этом случае перераспределение крови приводит к появлению признаков нарушения мозгового кровообращения, что лимитирует продолжение воздействия.

При поперечных ускорениях изменения со стороны общей гемодинамики существенно меньше. Этим и был определен выбор позы для космонавтов в ПКА при его выведении на орбиту и спуске на Землю. Оптимальной, с этих позиции, оказалась поза, показанная на рис. 6, где а — угол между результирующим вектором ускорения и вертикалью корабля; е — угол наклона спинки кресла; х — угол между линиями: центр сердца — сетчатка глаза и продольной анатомической осью тела.

В тисках перегрузок

Рис. 6. Оптимальная поза космонавта в ПКА

Положение космонавта в горизонтальном кресле при угле ?+?=8...12° с бедрами, согнутыми так, что колени подняты на высоту глаз, представляет собой наилучший компромисс для переносимости ускорений +Gx.

Профилактика расстройств и повышение устойчивости организма к перегрузкам осуществляется в двух основных направлениях.

1. Физические методы: применение противоперегрузочных компенсирующих костюмов; придание оптимальной позы по отношению к вектору перегрузки с помощью специального кресла с профилированным ложементом; дыхание при повышенном давлении.

2. Физиологические методы: неспецифические и специфические виды физической тренировки, общее закаливание организма; применение фармакологических средств; тренировки на центрифуге.

Повышение адаптационных возможностей организма к перегрузкам целенаправленными тренировками на центрифуге связано с проявлением скрытого механизма перераспределения крови, который включается при нарушении кровообращения. При систематических воздействиях перегрузок в центральной нервной системе образуются новые (требуемые) условно-рефлекторные связи, начинающие действовать с появлением перегрузки. Таким образом может быть повышена устойчивость организма к ускорениям на 1,5—2 g.

В тисках перегрузок

В этом здании размещена уникальная центрифуга ЦФ-18

Рассмотрим кратко устройство и основные характеристики одной из самых больших в мире центрифуг ЦФ-18, которая функционирует в ЦПК им. Ю. А. Гагарина.

Это уникальное инженерное сооружение со следующими техническими характеристиками:

радиус вращения центра тяжести кабины ........................................ 18 м

диапазон создаваемых перегрузок:

с одноместной кабиной.................. 0—30 g

с двухместной .............................. 0—20 g

максимальный градиент нарастания (убывания) перегрузок ........................ 5 g/c

полезный вес в кабине ........................ 500 кг

вес вращающихся масс........................ 300 т

Ферма ЦФ-18 установлена непосредственно на роторе двигателя постоянного тока номинальной мощностью 6 МВт. Кабина центрифуги помещена в карданов подвес, что обеспечивает ориентацию вектора перегрузки в любом заданном направлении. Кабина герметична и, по существу, представляет собой миниатюрную термобарокамеру с регулировкой:

температуры в диапазоне ........... +12 — + 50° С

давления в пределах .................. 800 — 40 мм.рт.ст.

относительной влажности в пределах........................................ 30 — 70%: газового состава Од, N2 и СО2 в любых соотношениях

В тисках перегрузок
В тисках перегрузок

Центрифуга позволяет имитировать перегрузки, сопровождающие космический полёт

Управление вращением ЦФ-18 может осуществляться как в ручном режиме испытателем с пульта, установленного в кабине, так и в автоматическом режиме по программам, задаваемым от бортовой цифровой вычислительной машины или внешнего вычислительного комплекса.

Электрические связи кабины с внешними устройствами, пультами и вычислительным комплексом осуществляются через вращающиеся контактные устройства.

Пневматическая связь системы вакуумирования и регулирования газового состава кабины осуществляется через герметичные вращающиеся воздушные переходы.

Для анализа вдыхаемого и выдыхаемого испытателем воздуха в кабине установлен газоанализатор.

Оперативный контроль за состоянием испытателя в процессе вращения осуществляется с главного пульта врача, куда выводятся такие параметры, как электрокардиограмма, частота пульса, частота дыхания, электромиограмма, артериальное давление в плече, в мочке уха и др. С пульта врача ведутся двусторонние переговоры с испытуемым и телевизионное наблюдение за его состоянием.

Для углубленного анализа процесса тренировки в ходе ее разбора параметры психофизиологического состояния и параметры, характеризующие операторские возможности, записываются на магнитных и графических регистраторах.

Центрифуга ЦФ-18 используется в Центре подготовки космонавтов для отбора кандидатов в космонавты, проведения врачебно-летной комиссии, клинико-физиологических обследований космонавтов, исследований возможностей космонавтов управлять ПКА в условиях, максимально приближенных к полетным. На базе этой центрифуги функционирует тренажер по выполнению операций на таких ответственных участках полета, как выведение на орбиту и спуск на Землю.

Особые требования к операторским возможностям космонавтов возникают при ручном управлении спуском ПКА с орбиты после длительного пребывания в условиях невесомости и возникновении аварийных ситуаций в полете.

Моделирование такого режима в наземных условиях осуществляется на центрифуге ЦФ-18 посредством создания избыточного давления на нижнюю часть туловища испытателя. В этом случае его сердечнососудистая система функционирует в режиме, характерном для невесомости. По достижении адаптации сердечно-сосудистой системы к этим условиям испытатель подвергается перегрузкам, значения которых соответствуют условиям спуска ПКА с орбиты. Такая методика позволяет приблизить условия тренировок космонавтов к условиям возвращения ПКА с орбиты, увеличить надежность его ручной системы управления и повысить безопасность космических полетов.

Похожие книги из библиотеки

Японская императорская воено-морская авиация 1937-1945н

Японская военно-морская авиация сыграла очень большую роль в войне на Тихом океане и внесла свой вклад в победы, достигнутые Японией в первый период Второй мировой войны. Книга Тагая подробно описывает, как отбирались, проходили обучение, а затем и вели боевые действия пилоты Императорской военно-морской авиации Японии. Текст с иллюстрациями, которые помогают представить все элементы формы и снаряжения японских летчиков, воинов. Книга адресована широкому кругу читателей, увлекающихся военной историей.

93-мм реактивный пехотный огнемет (РПО-А)

Настоящее Наставление содержит описание устройства 93-мм реактивного пехотного огнемета РПО-А, диоптрического и оптического прицелов к нему, приемы и правила стрельбы из огнемета, а также необходимые справочные данные. Содержащие в Наставлении положения по приемам и правилам стрельбы следует применять творчески, сообразуясь с конкретными условиями обстановки.

Введено в действие приказом главнокомандующего Сухопутными войсками от 12 ноября 1989 года № 74

Редактор С. Г. Сергеев

Технический редактор М. В. Федорова

Корректор Ж. Ш. Юсиф

Наставление по стрелковому делу винтовка обр. 1891/30 г. и карабины обр. 1938 г. и обр. 1944 г.

«Наставление по стрелковому делу. Винтовка обр. 1891/30 г. и карабины обр. 1938 г. и обр. 1944 г.»

Переиздание исправленного и дополненного издания 1946 г.

В настоящем издании изъяты ст. 95, 96, 97, 98, 99 и внесены следующие исправления: ст. 125 (по новой нумерации) согласована со ст. 138 этого же Наставления; ст. 128 приведена в соответствие с положениями ст. 84 Строевого устава; таблицы на стр. 96, 97, 122, 123, 124, 125 уточнены в соответствии с таблицами ГАУ, изданными в 1948 г.

Кроме того, внесен ряд мелких исправлений, уточняющих содержание Наставления.

Русские крылья Америки. «Громовержцы» Северского и Картвели

Новая книга от автора бестселлеров «Великий Мессершмитт», «Гений «Фокке-Вульфа» и «Великий Юнкерс». Творческая биография гениальных авиаконструкторов, выросших в Российской империи, но после революции вынужденных покинуть Родину и реализовавших себя в Америке. Всё о легендарных самолетах А.Н. Северского и А.М. Картвели.

Герой Первой Мировой войны, один из лучших русских асов, сбивший 13 самолетов противника, потерявший в боевом вылете ногу, но вернувшийся в строй и удостоенный ордена Св. Георгия и почетного Золотого оружия, Северский стал основателем, а Картвели – главным инженером знаменитой фирмы, создавшей множество авиашедевров. Их «громовержцы» участвовали во всех войнах США. Прославленный

(«Удар грома») признан лучшим истребителем-бомбардировщиком Второй Мировой. Реактивный

поставил последнюю точку в Корейской войне. Созданный как сверхзвуковой носитель тактического ядерного оружия и предназначенный для маловысотного прорыва системы ПВО

(«Громовержец») великолепно зарекомендовал себя во Вьетнаме, выполнив три четверти всех бомбовых ударов и став главным охотником за советскими зенитно-ракетными комплексами. А грозный штурмовик

доказал свою высочайшую эффективность и феноменальную огневую мощь в Ираке, Югославии и Афганистане.

P-47 Thunderbolt

F-84 Thunderjet

F-105 Thunderchief

A-10 Thunderbolt II

В этой книге вы найдете исчерпывающую информацию обо всех проектах гениев авиации, создавших

.

РУССКИЕ КРЫЛЬЯ АМЕРИКИ