تاثیرات نیروی جی(G) در پرواز

بدن انسان به گونه ای آفریده شده است که بتواند تحت نیروی شتاب زمین (نیروی کششی جاذبه زمین که به بدن وزن میدهد) زندگی کند. به طور کلی، نیروی جی میتواند در جهت سه محور بر روی بدن فرد در حال پرواز وارد گردد، نیروی جی در جهت محور طولی، نیروی جی در جهت محور عرضی و نیروی جی در جهت محور عمودی.

نیروی جی در جهت محور طولی بر روی بدن، از قفسه سینه تا کمر وارد می آید. به عنوان مثال، این نیرو به هنگام شتاب گرفتن هواپیما بر روی سطح باند  جهت انجام برخاست تجربه میشود، به این صورت که فرد حاضر در درون هواپیما به دلیل شتاب وارد شده، به صندلی خود می چسبد. همچنین در هنگام فرود، در زمان کاهش سرعت شدید هواپیما بر روی باند، فرد به سمت جلو کشیده میشود. این امر، مخصوصا توسط خلبانان هواپیماهای نظامی که بر روی ناو های هواپیمابر اقدام به انجام فرود میکنند به شدت احساس میگردد، چرا که سرعت هواپیما بسیار بالا بوده و هواپیما در فاصله چندین متر به طور کامل از حرکت باز می ایستد. 

نیروی جی در جهت محور عرضی نیز بین شانه های فرد بر روی بدن وی وارد شده و این نیرو به هنگام انجام مانور های آکروباتیک و گردشی تجربه میشود.

اما در جهت عمودی، تجربه این نیرو در صورت شدید بودن آن میتواند باعث ایجاد مشکلاتی شود. شتاب گیری یک هواپیما در جهت عمودی باعث میشود که بدن تحت تاثیر نیرویی بالاتر از نیروی شتاب زمین قرار گیرد. این نیرو به دو شکل مثبت و منفی بررسی میشود. جهت سادگی، نیروی شتاب زمین را برابر با یک جی در نظر میگیرند.

تاثیرات نیروی جی مثبت در جهت عمودی بر روی بدن:

در صورتی که شتابی به سمت پایین و در جهت عمود بر بدن وارد گردد، به آن شتاب، نیروی جی مثبت گفته میشود. لذا در صورتی که این شتاب شدید باشد، وزن بدن افزایش یافته به طوری که دستها و پاها به سختی حرکت میکنند، سر سنگین میشود(مخصوصا در نیروی دو جی و بالاتر) و به طور کلی تحرک اندام های بدن دچار مشکل میشود.

اندام های داخلی بدن به سمت پایین تغییر مکان داده و اعضای صورت، احساسی همانند کشیده شدن به سمت پایین را تجربه میکنند(در حدود سه جی و چهار جی)

افزایش تغییرات هیدرواستاتیکی در فشار خون عامل دیگر میباشد. به طور معمول فشار خون در پاها و اندام های قسمت پایین بدن بیشتر از فشار خون در قلب میباشد. در زمان افزایش نیروی جی مثبت، مقدار بسیار بیشتری از خون در قسمت پایین بدن جمع شده که بازگشت خون به سمت قلب را سخت تر میکند. این مساله باعث کاهش فشار خون در مغز، قلب و چشمها شده و فشار خون در پاها را به حداکثر میرساند.

در نتیجه سلول های حساس به نور موجود در شبکیه چشم که نیاز به دریافت مقدار مشخصی اکسیژن را دارند دچار قحطی شده که این مسئله باعث تیره و خاکستری شدن دید می شود. 

در صورتی که به بدن، نیرویی بالاتر از پنج جی و برای مدتی طولانی وارد شود، فرد هوشیاری خود را از دست داده و چشمها به اصطلاح سیاهی میروند. البته از دست رفتگی هوشیاری و سیاهی دید به محض پایین آمدن سطح نیروی جی از بین میرود، اگرچه فرد برای چند لحظه گیج و مبهوت میماند.

در زمان اعمال نیروی هشت جی، فرد، عملکرد حسی بدن خود را به کلی از دست میدهد.

در صورت وارد آمدن مقادیر شدیدتر نیروی جی مثبت به بدن، شکستگی استخوان ها و حتی مرگ(به دلیل فقدان شدید برگشت خون به قلب) رخ خواهد داد.

تاثیرات نیروی جی منفی در جهت عمودی بر بدن:

نیروی جی منفی برعکس نیروی جی مثبت بوده و به این معنی میباشد که خون و اندام های داخلی بدن به دلیل وارد آمدن شتابی در جهت بالا، به سمت بالا کشیده میشوند. این امر نیز باعث ایجاد مشکل در سیستم گردش خون، درد گرفتن اعضای صورت و قرمز شدن دید، به دلیل کشیده شدن شدید خون به سمت جمجمه  میشود.

همچنین در مواردی که نیروی جی منفی شدیدی بر بدن اعمال میشود، رگ های خونی کوچک موجود در صورت و چشمها دچار ازهم گسیختگی میگردند.

عواملی وجود دارند که ابتلا به آنها و یا استعمال آنها، تحمل بدن را در برابر نیروی جی  کاهش میدهند: هایپوکسی شدن، هایپرونتیلیشن، فشار خون بالا، استرس، خستگس شدید، گرما، پایین بودن قند خون، استعمال دخانیات و الکل و غیره.

منبع: Human performance and limitations, CAE OXFORD ATPL BOOK

 به قلم مهران اشرفی