Главная страница >  Хронология 

Оберт Г. «Пути осуществления космических полетов»

ОПОРНОЕ УСКОРЕНИЕ

Глава VI

a — опорное ускорение.

Принятые обозначения

g — ускорение силы тяжести.

t — время.

v — скорость.

s — участок торможения.

Под опорным ускорением мы будем понимать такое ускорение, под действием которого атомы некоторого тела стремятся к совокупному движению, которому, однако, противодействует внешняя сила, приложенная к некоторой части рассматриваемого тела, и делает это движение невозможным.

— радиус кривизны траектории.

Под «опорой» можно понимать весьма большой и разнообразный класс сил, характеризуемый только тем, что они приложены к части тела, а не к каждой его молекуле,

Так, человек, находящийся на земле, испытывает опорное ускорение, равное 9,81 м/сек2, вне зависимости от положения его тела (стоя, лежа, сидя). Различное физиологическое воздействие этого ускорения на человеческий организм зависит в этом случае не от величины опорного ускорения, а от характера опоры.

где t — время действия ускорения.

В этом смысле цирковой артист, изображенный на фиг. 24, не испытывает опорного ускорения при движении на участке траектории, лишенной направляющего устройства. :

Почти все тела, в том числе и человеческий организм, устроены так, что способны выдерживать действие опорного ускорения в течение длительного времени, если только они к такому ускорению вообще приспособлены. Наблюдения над случаями неравномерного изменения скорости дают нам только нижнюю границу допустимого значения опорного ускорения. Так, например, когда человек прыгает с 5-метрового трамплина в воду, то скорость его при погружении в воду будет 2gh = 10 м/сек. Эта скорость поглащается сопротивлением воды и на глубине 2 м доходит до нуля; средняя величина замедления составляет v2/2s = 25 м/сек Если к этому добавить ускорение силы тяжести (примерно 10 м/сек2), то средняя величина опорного ускорения составит 35 м/сек Но это — только нижняя граница фактического значения опорного ускорения для данного человека. Очевидно, когда человек начинал погружаться в воду, опорное ускорение было больше, чем к тому времени, когда он уже погрузился в нее по грудь и затем медленно и только под влиянием силы тяжести погружался полностью. Этот случай показывает только, что человек переносит больше, чем 35 м/сек2, но насколько больше — мы заключить не можем. Эту величину можно определить точнее, если заснять прыжок на специальный фильм. Таким путем были получены величины, в 1,4 — 2 раза большие приведенного здесь среднего значения.

В случае, когда скорость изменяется неравномерно, этот расчет дает нам только среднюю величину опорного ускорения в течение некоторого времени, в то время как максимальная величина будет, конечно, больше.

К нему следует еще прибавить (геометрически) ускорение силы тяжести, если оно участвует в рассматриваемом случае в создании опорного ускорения. .

Опорное ускорение как следствие центробежной силы естественно равно центростремительному ускорению , и если обозначить через v скорость и — радиус кривизны, то

Он надеется, что при этом можно будет повысить предельное ускорение до 100 м/сек2 и выше. Можно возразить, что мозги, которые являются наиболее чувствительными к опорному ускорению органом человека, таким образом не защитить.

Циолковский высказал мнение, что пассажиры его корабля для межпланетных путешествий с целью защиты от действия опорного ускорения должны лежать в жидкости с удельным весом, равным удельному весу человека.

Валье предложил изменять действие опорного ускорения постепенно, с тем чтобы человек мог привыкнуть к новому состоянию. Это приведет, во-первых, к большому расходу горючего, во-вторых, это мероприятие излишне, так как люди ежедневно переносят (при прыжках, поездках и т. д.) без последствий весьма резкие изменения величины опорного ускорения. Когда, например, мы едем по ухабистой дороге в плохом экипаже, то опорное ускорение в течение секунды может измениться 10 раз от 0 до 2 3 g.

Доктор Гарзаукс проводил опыты, помещая собак на вращающихся устройствах, и установил, что главные повреждения, вызываемые длительным и высоким опорным ускорением, являются следствием прижатия мозгов к черепной коробке. Повреждения кровеносных сосудов вызываются реже.

Воздействие необычных опорных ускорений зависит от того, наступает ли оно неожиданно или люди подготовлены к его наступлению заблаговременно. На психическое действие необычных ускорений влияет также и то, вызывает ли сам человек это ускорение или, по крайней мере, может ли он себе внушить, что он желает наступления движения. Что касается возможности заболевания морской болезнью, то этого не следует опасаться, так как она не возникнет от примерно постоянного по величине и направлению опорного ускорения.

Психологическое воздействие необычных ускорений. Благодаря тесной связи разнородных слагающих рассматриваемого явления психологическое воздействие одного и того же ускорения различно при различных обстоятельствах. Наименьшие неприятности доставляет опорное ускорение в результате кругового движения; более неприятно оно при горизонтально направленном ускорении, а еще неприятнее, даже при более легком ускорении,— в вертикальном направлении сверху вниз (лифт, нос корабля при большом волнении); и, наоборот, более сильные ускорения, направленные по вертикали снизу вверх, не действуют так неблагоприятно. Если лифт спускается вниз со скоростью 1 м/сек и тормозится в течение 2/5 сек., то ускорение a = (2,5 + g) м/сек2, и оно действует значительно неприятнее, чем а = (25 + g) м/сек2 в течение 2/5 сек. при прыжке в воду .

Человек, над которым производится опыт, помещается в. люльку F, откуда регулируется и скорость вращения рычага. Так как люлька F движется в канаве, окруженной земляным, валом, то испытание не представляет опасности. Оберт называет эту величину словом "Andruck", которое можно перевести как «подпор», «прижим». Тем самым автор хочет подчеркнуть, что эта величина определяет силу, с которой человек прижимается к опоре. Поскольку рассматриваемая Обертом величина имеет размерность ускорения, мы сочли целесообразным ввести для нее термин «опорное ускорение». Прим. ред. Как здесь, так и в рассматриваемом ниже случае вращательного движения, приводимые Обертом формулы дают лишь численную величину опорного ускорения; направление его совпадает с направлением действия сил инерции. Прим. ред. См. примечание к формулам (52). Прим. ред. Со времени издания книги Оберта были проделаны многочисленные эксперименты по изучению влияния перегрузок на человеческий организм. Как правило, они ставились с целью исследования действия перегрузок на организм летчика при выполнении им различных фигур высшего пилотажа. Отсылая интересующихся к специальным работам, посвященным этому вопросу (см. например: Авиационная медицина, Медгиз, 1941; Г. Шуберт, Физиология человека в полете, Биомедгиз, 1938 и др.), приведем некоторые данные, подтверждающие вывод Оберта о допустимости опорного ускорения порядка 40 м/сек Опыты показали, что летчик переносит без ущерба для организма следующие опорные ускорения: а) при нормальной посадке 50 — 60 м/сек2 в течение 3 — 4 сек. б) в согнутом положении 65 — 80 м/сек2 в течение 3 — 4 сек. в) лежа на животе 110 — 140 м/сек2 в теч. 120 - 180 сек. г) лежа на спине 140 — 160 м/сек2 в теч. 120 - 180 сек. Прим. ред. Такие проявления имеют место лишь при прямолинейных ускорениях, что подтверждается сотнями наблюдений. Они объясняются тем, что наши психологические масштабы еще достаточны для слабых изменений скорости, но при резких изменениях скорости эти масштабы недостаточны и такие изменения скорости вообще не постигаются. То, что Оппель и Волкхардт были так изнурены при поездке в ракетном автомобиле, не является следствием быстрой езды, а, можно сказать, чуть ли не следствием медленного пуска в ход автомобиля. Ускорение составляло 8 — 10 м/сек2, но так как оно было перпендикулярно направлению силы тяжести, то опорное ускорение составляло как раз те критические 13 — 14 м/сек2, которые при передвижении в лифте или на носу корабля оказываются такими неприятными, а при поездке в ракетном автомобиле приводят к сильной усталости. Если бы ракетный автомобиль пускался в ход с ускорением 30 м/сек2, то на пассажиров это, вероятно, воздействовало бы мало.

Для экспериментального определения сопротивляемости организма к продолжительным и сильным опорным ускорениям и для тренировки людей может служить специальная установка. На оси А (фиг. 26) вращается металлический рычаг ВВ', который опирается на колеса С, движущиеся по рельсам D. На конце плеча В' на шарнире Е' подвешена люлька F, не соприкасающаяся с землей. В передней части люльки имеется колесо, а сзади — лыжа для быстрой остановки в случае поломки В'. На конце плеча В висит уравновешивающий груз F'. Вся установка должна быть как можно более свободна от толчков, поэтому колеса снабжаются эластичными пружинами или, еще лучше, камерами L, заполненными воздухом, которые демпфируют все дрожания. Период колебания этого пружинного устройства должен составлять по меньшей мере 1 сек.





Далее:
Голованов Я.К. «Кузнецы грома».
ПОДГОТОВКА НА ТРЕНАЖЕРАХ.
Борисов М. «На космической верфи».
КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА.
В КОСМОСЕ НЕТ МЕЛОЧЕЙ.
Глава VI. СЛЕДЫ НА ЛУНЕ.
Глава 8.
Новые эксперименты в космосе.
РАДИОТЕХНИЧЕСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ.


Главная страница >  Хронология