Sobrecarga : la relación entre el valor absoluto de la aceleración lineal causada por fuerzas no gravitatorias y la aceleración estándar de caída libre en la superficie de la Tierra. Siendo la relación de dos aceleraciones, la fuerza g es una cantidad adimensional [1] , pero a menudo la fuerza g se da en unidades de la aceleración gravitatoria estándar g (pronunciado "igual"), que es 9,80665 m/s² [2] [ 3] . Una sobrecarga de 0 g la experimenta un cuerpo en estado de caída libre bajo la influencia únicamente de fuerzas gravitatorias, es decir, en estado de ingravidez [1] . La sobrecarga que experimenta un cuerpo situado en la superficie de la Tierra al nivel del mar es igual a 1 [1] .
La sobrecarga es una cantidad vectorial [1] . Para un organismo vivo, la dirección de acción de la sobrecarga es muy importante. Cuando están sobrecargados, los órganos humanos tienden a permanecer en el mismo estado (movimiento rectilíneo uniforme o reposo). Con una fuerza g positiva (la aceleración se dirige desde las piernas hacia la cabeza, y el vector g es desde la cabeza hacia las piernas) , la sangre fluye desde la cabeza hacia las piernas, el estómago baja. La fuerza G negativa aumenta el flujo de sangre a la cabeza. La posición más favorable del cuerpo humano, en la que puede percibir las mayores sobrecargas, es tumbado boca arriba, mirando en la dirección de aceleración del movimiento, la más desfavorable para transferir sobrecargas es en dirección longitudinal con los pies en dirección de aceleración. Cuando un automóvil choca con un obstáculo fijo, una persona sentada en un automóvil experimentará una sobrecarga en la espalda. Tal sobrecarga se tolera sin mucha dificultad. Una persona normal puede soportar sobrecargas de hasta 15 g durante unos 3-5 segundos sin perder el conocimiento. Sobrecargas de 20-30 g o más una persona puede soportar sin pérdida de conciencia no más de 1-2 segundos , dependiendo de la magnitud de la sobrecarga.
Uno de los principales requisitos para los pilotos militares y los astronautas es la capacidad del cuerpo para soportar sobrecargas. Los pilotos entrenados en trajes anti-g pueden soportar sobrecargas de -3 ... -2 g a +12 g [4] . Por lo general, con una sobrecarga positiva de 7-8 g , los ojos se "oscurecen", la visión desaparece y la persona pierde gradualmente el conocimiento debido a la salida de sangre de la cabeza . La resistencia a las fuerzas g negativas ascendentes es mucho menor. Los astronautas durante el despegue soportan la sobrecarga tumbados. En esta posición, la sobrecarga actúa en dirección pecho - espalda, lo que le permite soportar una sobrecarga de varias unidades de g durante varios minutos . Existen trajes especiales anti-g , cuya tarea es facilitar la acción de la sobrecarga. Los trajes son un corsé con mangueras que se inflan a partir del sistema de aire y sujetan la superficie exterior del cuerpo humano, impidiendo levemente la salida de sangre.
La sobrecarga aumenta la carga sobre la estructura de las máquinas y puede provocar su avería o destrucción, así como el movimiento de cargas sueltas o mal aseguradas. Por ejemplo, en la Federación de Rusia, la sobrecarga de maniobra operativa máxima para aeronaves ligeras civiles no debe ser inferior a 2,1 + 10890 / (G + 4540) para aeronaves de categorías normal y de transición, donde G es el peso máximo de despegue de diseño de la aeronave, kgf [5] .
Ejemplos de sobrecargas y sus significados:
Ejemplo de sobrecarga | valor |
---|---|
Una persona (o cualquier objeto), en un estado estacionario relativo a la Tierra | una |
Pasajero en un avión despegando | 1.5 |
Paracaidista aterrizando a 6 m/s | 1.8 |
Paracaídas de apertura de paracaidista | hasta 10.0 (Po-16, D1-5U) hasta 16 (Ut-15 ser. 5) |
Cosmonautas durante el descenso en la nave espacial Soyuz | hasta 3,0—4,0 |
Piloto de un avión deportivo realizando acrobacias aéreas | -7 a +12 |
Sobrecarga (a largo plazo), correspondiente al límite de las capacidades fisiológicas humanas | 8,0—10,0 |
Récord de descenso de emergencia no fatal de la nave espacial Soyuz | 20-26 (según varias fuentes) [6] :37 [7] [8] |
Registro de la máxima sobrecarga voluntaria (experimento) a corto plazo de una persona. Juan Pablo Stap. | 46.2 |
Registro anterior de una sobrecarga de vehículo (a corto plazo) que una persona logró sobrevivir [9] | 179.8 |
La sobrecarga más grande (a corto plazo) a la que una persona logró sobrevivir. Kenny Braque , IRL IndyCar , accidente en la última carrera de la temporada en Fort Worth .
Durante el accidente del transbordador Challenger , una cabina con 7 astronautas, cayendo desde una altura de más de 20 km, golpeó la superficie del Océano Atlántico a una velocidad de unos 333 km/h, experimentando una sobrecarga de más de 200 g. Nadie sobrevivió [10] . |
214 |
La sobrecarga que experimentó la estación interplanetaria automática Venera-7 durante el frenado en las densas capas de la atmósfera de Venus. | 350 |
La sobrecarga que puede soportar una unidad de estado sólido ( SSD ) | 1500 |
Sobrecarga de proyectil al disparar (al principio del cañón) | 47 000 |