ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Большие ускорения из "Человек в полете Издание 2 " Совсем иначе обстоит дело, когда скорость изменяется по величине или направлению (рис, 106), т. е, когда возникают ускорения (рис, 107). В отличие от скорости ускорения оказывают на организм весьма сильные влияния, так как связаны с перегрузками. [c.155] Ускорения обозначаются буквой а (ассе-leratio на латинском языке значит ускорение) и выражаются в м/сек . Иногда ускорения выражаются в числах, кратных величине ускорения свободно падающего тела , которое все тела на земле получают от силы притяжения к ней. Последнее поэтому и называется еще земным ускорением , или ускорением силы тяжести , и обозначается буквой g (gravitas — тяжесть). Оно равно приблизительно 9,81 м/сек для всех тел, что было доказано еще Галилеем (рис. 108). Заметим, что в безвоздушном пространстве все тела падают с одинаковой скоростью, следовательно, с одинаковым ускорением (рис. 109). В атмосфере же они падают с различной скоростью (из-за встречаемого ими различного сопротивления воздуха). [c.156] Выражая ускорение в числах, кратных g, тем самым показывают, во сколько раз данное ускорение больше ускорения свободно падающего тела. Например, если говорят, что ускорение а равно bg, то это означает, что а — 5-g м/сек , т. е. 5 9,81 = 49 м/сек . [c.156] Первые два вида ускорений мы разберем в этой главе, так как они в авиации достигают, как мы увидим, весьма больших величин, а на двух последних видах остановимся более подробно в следующей главе. [c.157] Пример, приведенный на рис, 115, объясняет причину ушибов и травм при приземлении парашютиста. Если сила в 200 кг равномерно действует на площадь двух ступней ног, то она не вызывает никаких повреждений. Если же парашютист приземляется на одну ногу и тем более на ногу косо поставленную, эта сила может вызвать растяжение и разрыв связок и вывих сустава. [c.160] Центростремительные ускорения возникают в полете во время выполнения фигур пилотажа, поскольку это связано с изменением направления. Наибольшие по величине ускорения возникают обычно при выходе из пикирования, а наиболее длительные — на виражах (рис. 118, 119) и спиралях. [c.161] Величина центростремительного ускорения зависит от скорости полета (см. рис. 122) и радиуса кривой. Она выражается формулой, приведенной на рис. 120, и легко определяется по графику рис. 121 или таблице рис. 118. Как видно из этой формулы, для того чтобы ускорение оставалось неизменным, радиус разворота или вывода из пикирования должен расти пропорционально квадрату скорости самолета. [c.161] При ударе о приборную досиу головой без шлема плош,адь соприкосновения равна 1 см , а путь = ст. [c.162] В авиационной технике и авиационной медицине для оценки влияния ускорения на самолет и человека применяется понятие перегрузка . Авиационные врачи в это понятие иногда вкладывают произвольное, житейское содержание повышенной нагрузки , что нельзя признать правильным. [c.163] Перегрузка независимо от того, действует ли она на самолет или на человека, является понятием физическим и имеет в обоих случаях совершенно одинаковое содержание. Но противодействие, оказываемое перегрузке самолетом и человеком, различно. Если противодействие, оказываемое перегрузке самолетом, подчинено только законам механики, в частности уже хорошо изученным законам прочности, то воздействие перегрузки на организм человека нельзя свести к явлениям, только подчиненным законам механики, так как в этом случае будут действовать, кроме того, и значительно более сложные и еш е недостаточно изученные физиологические законы. [c.163] Самое общее и наиболее легко понимаемое определейие перегрузки лучше всего дать словами К. Э. Циолковского, который называл ее относительной или кажущейся тяжестью . Действительно, перегрузка есть относительная величина, и по ней можно судить, во сколько раз тело, на которое действуют определенные силы, стало как бы тяжелее (см. рис. 124). Так, при выходе из пикирования с радиусом, меньшим 400 м, на скорости 1000 км/час (см. рис. 118) кровь летчика становится как бы тяжелее ртути, а сам летчик — тяжелее крупного быка. [c.164] Однако такое понимание перегрузки не раскрывает полностью ее сущности и не позволяет ответить на ряд вопросов, например на такой почему в одних случаях величина ускорения и перегрузки совпадает, а в других, как, например, у тела, свободно падающего в пустоте (см. рис. 109), ускорение равно 9,81 м/сек , а перегрузка равна нулю. [c.164] Если внешняя сила приложена одновременно ко всем материальным точкам взятой системы, она называется массовой. Если же она приложена только к некоторым точкам системы, она называется поверхностной. [c.166] Сила земного притяжения, магнитные силы, инерционные силы — все это массовые силы. Подъемная сила самолета — поверхностная сила, так же как и сила, с которой правая рука тянет левую в предыдущем примере. Поверхностные силы в отличие от массовых всегда вызывают напряжения в системе материальных точек, к которой они приложены. При наличии только массовых сил напряжения в системе может и не быть. Сила веса в случае свободного падения не вызывает напряжений в системе материальных точек. [c.166] Теперь уже легче разобраться в сущности перегрузки, под которой в механике понимают отношение равнодействующей внешних поверхностных сил, приложенных к данной системе материальных точек, к величине веса этой системы. Перегрузка показывает напряжение данной системы, на которую действуют определенные поверхностные силы. Она не имеет размерности, так как выражает отношение однородных величин. Перегрузки от 1 до О (рис. 123) воспринимаются как кажущееся уменьшение веса и их иногда неправильно называют отрицательными перегрузками . При перегрузке, равной нулю, тело невесомо. Отрицательных же перегрузок в точном математическом смысле этого слова, т. е. по величине меньших нуля, в природе не существует. [c.167] Перегрузка направлена против равнодействующей поверхностных сил и, следовательно, в направлении, противоположном направлению ускорения. [c.167] Теперь можно понять, почему при свободном падении тела в пустоте, когда сила веса сообщает телу ускорение 9,81 м/сэк , это тело не испытывает перегрузки. Не испытывает оно перегрузки потому, что на тело действует не поверхностная сила, а массовая — сила земного притяжения, которая не вызывает перегрузки. [c.168] При падении парашютиста в воздухе перегрузки на него будут действовать, но они будут вызываться поверхностными силами сопротивлением воздуха (см. рис. 97), динамическим ударом при раскрытии купола (см. рис. 113), ударом о землю при приземлении (см. рис. 115). [c.168] Что же действует на организм человека в полете — ускорения или перегрузки Споры по этому вопросу иногда приходится слышать среди летчиков и авиационных врачей. [c.168] Ответ на этот вопрос вытекает из сказанного. На организм в целом или на отдельные его органы действуют внешние силы, вызывающие изменение скорости движения организма или органа по величине или направлению (т. е. появление ускорений) и одновременно вызывающие изменение напряжений в организме в целом или в отдельных органах (перегрузки). Перегрузки и ускорения — это, образно выражаясь, две стороны одной медали . [c.168] Вернуться к основной статье