Suprasarcină - raportul dintre valoarea absolută a accelerației liniare cauzată de forțele negravitaționale și accelerația standard a căderii libere pe suprafața Pământului. Fiind raportul a două accelerații, forța g este o mărime adimensională [1] , dar adesea forța g este dată în unități ale accelerației gravitaționale standard g (pronunțată „la fel”), care este 9,80665 m/s² [2] [ 3] . O suprasarcină de 0 g este experimentată de un corp în stare de cădere liberă sub influența doar a forțelor gravitaționale, adică într-o stare de imponderabilitate [1]. Supraîncărcarea suferită de un corp situat la suprafața Pământului la nivelul mării este egală cu 1 [1] .
Supraîncărcarea este o mărime vectorială [1] . Pentru un organism viu, direcția de acțiune a suprasarcinii este foarte importantă. Când sunt supraîncărcate, organele umane tind să rămână în aceeași stare (mișcare rectilinie uniformă sau repaus). Cu o forță g pozitivă (accelerația este direcționată de la picioare la cap, iar vectorul g este de la cap la picioare) , sângele curge de la cap la picioare, stomacul coboară. Forța G negativă crește fluxul de sânge către cap. Poziția cea mai favorabilă a corpului uman, în care poate percepe cele mai mari supraîncărcări, este culcat pe spate, cu fața în direcția de accelerare a mișcării, cea mai nefavorabilă pentru transferul supraîncărcărilor este în direcția longitudinală cu picioarele în direcția de accelerare. Când o mașină se ciocnește de un obstacol fix, o persoană care stă într-o mașină va experimenta o suprasolicitare a spatelui pieptului. O astfel de supraîncărcare este tolerată fără prea multe dificultăți. O persoană obișnuită poate rezista la supraîncărcări de până la 15 g timp de aproximativ 3-5 secunde fără a-și pierde cunoștința. Supraîncărcările de 20-30 g sau mai mult o persoană poate rezista fără pierderea conștienței nu mai mult de 1-2 secunde , în funcție de amploarea supraîncărcării.
Una dintre principalele cerințe pentru piloții militari și astronauți este capacitatea corpului de a îndura suprasolicitarea. Piloții antrenați în costume anti-g pot suporta supraîncărcări de la -3 ... -2 g la +12 g [4] . De obicei, cu o supraîncărcare pozitivă de 7-8 g , se „întunecă” în ochi, vederea dispare, iar persoana își pierde treptat cunoștința din cauza fluxului de sânge din cap . Rezistența la forțele g negative, în sus, este mult mai mică. Astronauții în timpul decolării suportă supraîncărcarea întinși. În această poziție, supraîncărcarea acționează în direcția piept-spate, ceea ce vă permite să rezistați la o suprasarcină de mai multe unități de g timp de câteva minute . Există costume speciale anti-g , a căror sarcină este de a facilita acțiunea de supraîncărcare. Costumele sunt un corset cu furtunuri care sunt umflate din sistemul de aer și țin suprafața exterioară a corpului uman, împiedicând ușor scurgerea sângelui.
Supraîncărcarea crește sarcina asupra structurii mașinilor și poate duce la defectarea sau distrugerea acestora, precum și la deplasarea sarcinilor libere sau prost asigurate. De exemplu, în Federația Rusă, suprasarcina operațională maximă de manevră pentru aeronavele ușoare civile ar trebui să fie nu mai mică de 2,1 + 10890 / (G + 4540) pentru aeronavele din categoriile normale și tranzitorii, unde G este greutatea maximă de proiectare la decolare de aeronava, kgf [5] .
Exemple de supraîncărcări și semnificațiile acestora:
| Exemplu de supraîncărcare | Valoare, g |
|---|---|
| O persoană (sau orice obiect), într-o stare staționară față de Pământ | unu |
| Un pasager dintr-un avion care decolează | 1.5 |
| Parașutist aterizează la 6 m/s | 1.8 |
| Parașuta de deschidere pentru parașutist | până la 10,0 (Po-16, D1-5U) până la 16 (Ut-15 ser. 5) |
| Cosmonauți în timpul coborârii în nava spațială Soyuz | până la 3,0—4,0 |
| Pilot al unei aeronave sportive care efectuează acrobații | -7 până la +12 |
| Supraîncărcare (pe termen lung), corespunzătoare limitei capacităților fiziologice umane | 8,0—10,0 |
| Record pentru coborârea de urgență non-fatală a navei spațiale Soyuz | 20-26 (după diverse surse) [6] :37 [7] [8] |
| Înregistrarea suprasolicitarii maxime voluntare (experimentale) pe termen scurt a unei persoane. John Paul Stapp. | 46.2 |
| Înregistrare anterioară pentru o supraîncărcare a vehiculului (pe termen scurt) căreia o persoană a reușit să supraviețuiască [9] | 179,8 |
| Cea mai mare supraîncărcare (pe termen scurt) la care o persoană a reușit să supraviețuiască. Kenny Braque , IRL IndyCar , s-a prăbușit la ultima cursă a sezonului la Fort Worth .
În timpul prăbușirii navetei Challenger , o cabină cu 7 astronauți, căzuți de la o înălțime de peste 20 de km, a lovit suprafața Oceanului Atlantic cu o viteză de aproximativ 333 km/h, întâmpinând o supraîncărcare de peste 200 g. Nimeni nu a supraviețuit [10] . |
214 |
| Supraîncărcarea pe care a experimentat-o stația interplanetară automată Venera-7 în timpul frânării în straturile dense ale atmosferei lui Venus. | 350 |
| Supraîncărcarea pe care o poate suporta o unitate SSD | 1500 |
| Supraîncărcarea proiectilului la tras (la începutul țevii) | 47 000 |