Перегруз 40 — норма и последствия¶

Перегруз 40 — жаргонное и техническое обозначение перегрузки величиной 40 единиц (40 g), то есть ускорения, в сорок раз превышающего ускорение свободного падения у поверхности Земли. В авиационной медицине, физике ударных процессов и инженерии такое значение рассматривается как пороговое: для человека оно практически всегда несовместимо с жизнью при сколько-нибудь длительном воздействии, а для технических объектов служит границей, за которой начинается разрушение конструкции.

¶Физическая сущность

Перегрузка — безразмерная величина, показывающая, во сколько раз действующая на тело сила инерции (или равнодействующая сил) превышает его вес в состоянии покоя. Обозначается обычно буквой n или символом g. Единица перегрузки, равная 1 g, соответствует нормальному весу тела; 40 g означает, что эффективный вес каждого элемента конструкции и каждой ткани организма возрастает в сорок раз.

Направление перегрузки принципиально важно. Различают продольную (грудь — спина, «глаз — таз»), поперечную и боковую перегрузки. При положительной продольной перегрузке кровь отливает от головы к нижней части тела, при отрицательной — приливает к голове. Именно направление определяет, какая величина становится смертельной.

¶Воздействие на человека

Пределы переносимости перегрузок человеком изучены в авиационной и космической медицине. Ориентировочные значения таковы:

Ключевое уточнение: при кратковременном ударном воздействии (доли секунды) человек способен выдержать десятки единиц перегрузки, тогда как при длительном (секунды и более) даже 10 g опасны. Поэтому «перегруз 40» корректно рассматривать в двух контекстах — ударной (импульсной) и продолжительной. В авиации боевых и спортивных самолётов длительные перегрузки обычно не превышают 9–12 g; значения порядка 40 g достигаются в аварийных ситуациях, при катапультировании, жёстких посадках и столкновениях.

¶Технический аспект

Для приборов, электроники, элементов конструкций перегрузка 40 g — распространённый критерий испытаний. Аппаратура, предназначенная для ракет, артиллерийских боеприпасов, космических аппаратов и авиации, испытывается на ударные нагрузки в диапазоне десятков g. При этом различают:

• кратковременную ударную перегрузку — воздействие длительностью миллисекунды, характерное для выстрела, взрыва, соударения;
• вибрационную перегрузку — знакопеременную нагрузку высокой частоты;
• линейную перегрузку — длительное ускорение при разгоне или торможении.

Нормирование ударных нагрузок в 40 g и выше встречается в стандартах на бортовую аппаратуру, в требованиях к креплению грузов и в испытаниях транспортной упаковки.

¶Средства защиты и компенсации

Для снижения действия перегрузок на человека применяются:

• противоперегрузочные костюмы — создают внешнее давление на нижнюю часть тела и препятствуют оттоку крови;
• противоперегрузочные и противоперегрузочно-высотные устройства — автоматически регулируют давление по сигналу акселерометра;
• специальные кресла с изменяемым углом наклона — переводят продольную перегрузку в поперечную, которая переносится легче;
• тренировки и дыхательные приёмы — напряжение мышц ног и живота, форсированное дыхание повышают устойчивость на несколько единиц.

Все эти средства эффективны в диапазоне до 9–12 g. При перегрузке порядка 40 g они не обеспечивают защиты: речь идёт о режимах, в которых выживание определяется в первую очередь кратковременностью воздействия и удачным положением тела.

¶Исторические и практические примеры

Изучение предельных перегрузок началось с развитием реактивной авиации в 1940–1950-е годы. Исследователи, в том числе в СССР и США, проводили опыты на центрифугах с добровольцами и животными, устанавливая пороги потери сознания и травм. Отдельное направление — анализ аварий и катастроф, при которых расчётные ударные перегрузки в момент столкновения достигали десятков g.

В космонавтике при штатном спуске перегрузки составляют обычно 3–5 g, при баллистическом спуске — до 8–9 g. Аварийные ситуации срабатывания системы аварийного спасения могут давать кратковременные пики в десятки g.

¶Значение понятия

Термин «перегруз 40» используется главным образом как ориентир в двух прикладных областях: в оценке выживаемости человека при авариях и в нормировании прочности техники. В первом случае он обозначает практически запредельный режим, во втором — рядовое, хотя и жёсткое, требование к конструкции. Такое расхождение отражает разницу между биологической и инженерной переносимостью нагрузок.

¶См. также

• Перегрузка (авиация)
• Противоперегрузочный костюм
• Центрифуга для тренировки космонавтов
• Ударные испытания аппаратуры

Источники: учебные пособия по авиационной медицине, справочники по динамике полёта, стандарты на испытания бортовой аппаратуры, материалы по истории космонавтики.