Что такое противоперегрузочный костюм и как он работает?

2+

Перегрузка. Этот термин слышали практически все люди на Земле, но мало кто представляет себе, как она влияет на организм. И, хотя перегрузки мы испытываем ежедневно и постоянно, они слишком маленькие по величине, чтобы их заметить. Проще же всего заметить перегрузки, катаясь на экстремальных аттракционах – но они там тоже небольшие по величине.

Перегрузка – это отношение линейного ускорения (положительного или отрицательного) к ускорению свободного падения, которое на Земле составляет 9,8 м/с^2. С точки зрения математики перегрузка является безразмерной величиной, но на практике она измеряется в g.

В состоянии свободного падения (например, космонавты на орбите), g=0, то есть, это состояние невесомости. На поверхности Земли в состоянии покоя g=1. При дальнейшем увеличении этого значения человек начинает чувствовать перегрузку всё сильнее и сильнее.

Обычный, нетренированный человек способен выдержать перегрузку до 5-7 g в течение всего нескольких секунд. При возрастании перегрузки до 10-15 g человек теряет сознание уже через 1-2 секунды. У тренированных летчиков эти показатели несколько выше,  но все равно, перегрузка в  9 g обычно считается предельно переносимой. 

Если перегрузка увеличивается от головы к ногам, то кровь уходит из головного мозга, внутренние органы стремятся опуститься. Постепенно в глазах темнеет, появляется так называемое-«туннельное зрение», после чего зрение пропадает и человек теряет сознание из-за кислородного голодания мозга.

Для того, чтобы лучше переносить перегрузку, первым делом стараются придать телу наиболее выгодное положение относительно вектора ускорения. Для этого человек должен лежать на спине, лицом по направлению движения с ускорением.

Но размещение летчика в лежачем положении не самый лучший выход, в таком положении не очень то удобно управлять самолетом. По этому для снижения воздействия перегрузок применяют специальные противоперегрузочные костюмы. Впервые о них заговорили еще сто лет назад, во время зарождения авиации. Скорости воздушных машин постоянно росли, фигуры высшего пилотажа становились сложнее, да и в ходе военных действий пилот не должен был терять управление из-за возникающих перегрузок. Конечно, вначале ни о каких костюмах речь не шла: был придуман специальный пояс, снабженный камерой. При наполнении камеры воздухом пояс сжимал туловище в области таза, препятствуя перераспределению крови в организме. Изначально пилот должен был сам наполнять камеру воздухом, но уже к началу 2-й Мировой войны появились автоматические системы, регулирующие давление в зависимости от перегрузки.

По всей видимости первыми, или по крайней мере одним из первых работоспособных противоперегрузочным костюмом был английский костюм, получивший название «Фрэнк». Первые модели такого костюма, были испытаны летчиками-истребителями 8-й воздушной армии. Он давал летчику возможность выполнять устойчивые виражи и петли при постоянной перегрузке 7-8 g, не опасаясь потери сознания. Но наибольшее распространение в ВВС получила американская модель противоперегрузочного костюма “Бергер”. Осенью 1944 года, для летчиков  339-й и 357-й истребительных авиагрупп, воевавших на истребителях Р-51 «Мустанг», были поставлены два варианта костюма, различавшихся тем, что в одних камеры наполнялись воздухом, а в других водой.

Вот что вспоминал по этому поводу Кларенс Андерсон «Бад»:

«По правде говоря, «Мустанг» был гораздо крепче, чем летавшие на нем люди. При перегрузках гораздо ниже тех, при которых у самолета отвалились бы крылья, пилот просто терял сознание, так как под воздействием центробежной силы кровь отливала от мозга. При пятикратной перегрузке перед глазами возникала серая пеле­на, но вы еще могли пилотировать, семи­кратная или больше — и вы «вырубаетесь». Облегающий фигуру противоперегрузочный костюм при перегрузках просто надувался и, сжимая тело, не позволял крови отливать от головы».
«Поскольку они (костюмы) были экспериментальными, мы имели два различных типа. Костюм с водой — это было что-то. Механик заливал его через отверстия в верхней части с помощью воронки и кувшина (насколько я помню, требовалось несколько кувшинов). По возвращении с задания вы садились на крыло, открывали две пробки на лодыжках, и вода вытекала из них серебристыми струйками. Главный недостаток этого костюма — он был очень холодным. Мы пытались заполнять его теплой водой, но на высоте семи миль она быстро остывала. Костюм с воздухом был присоединен к клапану, который под воздействием перегрузок начинал подавать воздух от компрессора двигателя. Он состоял из трех частей, охватывающих икры, бедра и брюшную полость и надувался автоматически. Это работало гораздо лучше».
«При использовании противоперегрузочных костюмов мы могли летать немного лучше, виражи стали более компактными. Мы могли выходить на более большие перегрузки, что давало нам преимущество. Ис­пользование костюмов не вызывало сопротивления, поскольку мы понимали, что надевая их мы как бы делаем самолет лучше».

Стоит сказать, что применение противоперегрузочных костюмов, дало огромное преимущество американским летчикам перед летчиками противника в маневренном бою, позволяя совершать более резкие и затяжные маневры. К примеру, для того, что бы «сбросить противника с хвоста», было достаточно затянуть его в вираж или спираль, с перегрузкой  7-8 g, и уже после третьего-четвертого виража, противник не выдерживал и просто сам выходил из атаки, превращаясь из охотника в жертву.

 

Принцип действия противоперегрузочного костюма:

Противоперегрузочный костюм (ППК) представляет собой плотно подгоняемые по фигуре летчика штаны из малорастяжимой, газопроницаемой ткани, которые создают с помощью системы наддува камер противоперегрузочных костюмов (устройств, аналогичных устройствам ВКК) обжатие нижней части тела человека, пропорциональное положительной перегрузке (в направлении голова – таз). Все камеры изготавливаются из резины толщиной около миллиметра. Емкость всех камер равна примерно пяти литрам.
Это обжатие фиксирует положение внутренних органов, препятствует их смещению и растяжению, а также препятствует инерционному смещению крови в сосуды нижней части тела, что обеспечивает лучшее кровоснабжение головного мозга и позволяет летчику лучше переносить положительные перегрузки. Летчик в противоперегрузочном костюме физиологически ощущает как бы меньшую на 2,5–3,0 единицы перегрузку, чем та перегрузка, с которой маневрирует самолет.

Современные противоперегрузочные костюмы – высокотехнологичные устройства. Давление в костюме регулируется в зависимости от величины перегрузки. Костюм снабжен автоматом давления, фильтром и разъемным соединением. Воздух для наполнения костюма на турбореактивных самолетах забирается снаружи, из компрессора двигателя. Автомат давления работает очень быстро – запаздывание должно составлять не более половины секунды( в начале 1990-х годов, в США, снова вернулись к разработке гидравлических противоперегрузочных костюмов, имеющих время реакции всего около одной сотой секунды, к сожалению информация о результатах этих работ отсутствует в открытом доступе. прим. редакции)

При посадке в самолет пилот подсоединяет костюм к бортовой системе. Автоматика следит за величиной перегрузки и, исходя из полученных данных, повышает давление, в результате чего костюм обжимает тело. При прекращении перегрузки воздух стравливается до нормального давления.

Источники:

http://anpejib.blogspot.com

http://wunderwaffe.narod.ru

https://www.drive2.ru/

http://www.airwar.ru/

https://zen.yandex.ru/pronauka

“Крылья”. Дайджест лучших публикаций об авиации. Выпуск 5. Июль 1996 г.;

Приложение к бюллетеню “Техническая информация”, выпуск 3. Издательский отдел ЦАГИ, 1994;

“Полная энциклопедия мировой авиации”. Корпорация “Федоров”, 1997; “Jane s fighting aircraft of WWII”. London, 1989.

2+

Помощь проекту

Уважаемые читатели! Мы работаем для вас — стараемся подбирать и публиковать самые интересные и познавательные статьи. Если вам нравится то, что мы делаем, вы можете помочь развитию нашего журнала.
Заранее благодарим вас за вашу поддержку!
https://www.privat24.ua
Карта Приватбанк 5168745300344147