Перегру́зка — отношение фактической силы взаимодействия тела с опорой к весу тела (силе гравитационного притяжения), измеренному на Земле на уровне моря. Будучи отношением двух сил, перегрузка является безразмерной величиной, однако часто перегрузка указывается в единицах стандартного ускорения свободного падения (произносится как «же»), равного . Перегрузка в 0 испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных сил, то есть в состоянии невесомости. Перегрузка, испытываемая телом, находящимся в покое на поверхности Земли на уровне моря, по определению равна 1.
Перегрузка — векторная величина. Для живого организма очень важно направление действия перегрузки. При перегрузке органы человека стремятся оставаться в прежнем состоянии (равномерного прямолинейного движения или покоя). При положительной перегрузке (ускорение направлено от ног к голове, а вектор перегрузки — от головы к ногам) кровь уходит от головы в ноги, желудок опускается вниз. При отрицательной перегрузке увеличивается приток крови к голове. Наиболее благоприятное положение тела человека, при котором он может воспринимать наибольшие перегрузки — лёжа на спине, лицом к направлению ускорения движения, наиболее неблагоприятное для перенесения перегрузок — в продольном направлении ногами к направлению ускорения. При столкновении автомобиля с неподвижной преградой сидящий в автомобиле человек испытает перегрузку спина — грудь. Такая перегрузка переносится без особых трудностей. Обычный человек может выдерживать перегрузки до около без потери сознания. Перегрузки от и более человек может выдерживать без потери сознания не более в зависимости от величины перегрузки.
Одно из основных требований к военным летчикам и космонавтам — способность организма переносить перегрузки. Тренированные пилоты в противоперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от до .
Обычно при положительной перегрузке в глазах «темнеет», пропадает зрение, и человек постепенно теряет сознание из-за отлива крови от головы. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Космонавты во время взлёта переносят перегрузку лёжа. В этом положении перегрузка действует в направлении грудь — спина, что позволяет выдержать в течение нескольких минут перегрузку в несколько единиц . Существуют специальные противоперегрузочные костюмы, задача которых — облегчить действие перегрузки. Костюмы представляют собой корсет со шлангами, надувающимися от воздушной системы и удерживающими наружную поверхность тела человека, немного препятствуя оттоку крови.
Перегрузка увеличивает нагрузку на конструкцию машин и может привести к их поломке или разрушению, а также к перемещению незакреплённого или плохо закреплённого груза. К примеру, в Российской Федерации максимальная эксплуатационная маневренная перегрузка для гражданских лёгких самолётов должна быть не меньше чем для самолётов нормальной и переходной категорий, где — максимальный расчетный взлетный вес самолёта, кгс.
Примеры перегрузок и их значения:
Пример перегрузки Значение перегрузки, Человек (или любой предмет), в неподвижном состоянии относительно Земли, на уровне моря 1 Пассажир в самолёте при взлёте 1,5 Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с 1,8 Парашютист при раскрытии парашюта до 10 (По-16, Д1-5У); до 16 (Ут-15 сер. 5) Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз» до 3,0—4,0 Лётчик спортивного самолёта при выполнении фигур высшего пилотажа от −7 до +12 Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека 8,0—10,0 Лётчик реактивного истребителя при катапультировании 15,0—20,0 Рекорд при несмертельном аварийном спуске космического корабля «Союз» 20—26 (по разным данным)Максимальная перегрузка, возможная на центрифуге ЦФ-1830Рекорд максимальной добровольной (эксперимент) кратковременной перегрузки человека. Джон Пол Стэпп46,2Даррен Тейлор, известный под псевдонимом «», испытывает перегрузку, когда ныряет с высоты 11 метров в детский бассейн, с высотой воды в нём всего 30 сантиметров60—70 Предыдущий рекорд (кратковременной) перегрузки автомобиля, при которой человеку удалось выжитьGrandprix.com — Drivers — David Purley 179,8 Во время крушения шаттла «Челленджер» кабина с 7 астронавтами, падая с высоты более 20 км, ударилась о поверхность Атлантического океана со скоростью около 333 км/ч, испытав перегрузку свыше 200 g. Никто не выжилKerwin, Joseph P. Joseph P. Kerwin to Richard H. Truly (28 июля 1986). свыше 200 Наибольшая (кратковременная) перегрузка, при которой человеку удалось выжить. Кенни Брак, IRL IndyCar, авария в последней гонке сезона в Форт-Уорте. 214 Перегрузка, которую испытала автоматическая межпланетная станция «Венера-7» при торможении в плотных слоях атмосферы Венеры 350 Перегрузка, которую может выдержать твердотельный накопитель (SSD) 1500 Перегрузка артиллерийского снаряда при выстреле (в начале ствола) 47 000
См. также Обморок при перегрузках
Примечания
Литература
Категория:Механика полёта Категория:Безопасность Категория:Надёжность