Сили прискорення в космічному польоті. Прискорення парашутних стрибків

На відміну від літака космічний корабель не може робити швидкі повороти, тому відцентрове прискорення не має великого значення, крім випадків, коли космічний корабель входить в патологічний обертання. Однак прискорення на старті і гальмування під час приземлення можуть бути огромни- і те, і інше представляє різні типи лінійного прискорення - позитивного і негативного.

На малюнку показаний приблизний профіль прискорення під час старту трехступенчатого космічного корабля. Видно, що ракета-носій першого ступеня розвиває прискорення до 9 G, а ракета-носій другого ступеня - до 8 G. У положенні стоячи тіло людини не могло б витримати такого величезного прискорення, але в напівпохилому положенні, поперечному до осі прискорення, воно може переноситися легко, незважаючи на те, що сили прискорення продовжують діяти протягом декількох хвилин.
Саме тому в космічних кораблях використовують відкидаються крісла для космонавтів.

проблеми виникають також під час гальмування при поверненні космічного корабля в атмосферу. Безпечне гальмування при польотах людини на швидкості Маха 1 (швидкість звуку і швидких літаків) можливо на відстані приблизно 0,19 км, а при швидкості Маха 100 (швидкість, можлива в міжпланетному космічному польоті) потрібно відстань приблизно 16093,44 км.

Відео: Найшвидший в світі вантажівка - обігнав навіть літак / The world # 39; s fastest truck

Головна причина цього відмінності полягає в тому, що загальна сума енергії, яка повинна бути розсіяна під час гальмування, пропорційна квадрату швидкості. Одне це в 10000 разів збільшує необхідну відстань для гальмування при порівнянні Маха 1 і Маха 100. Відомо, що до тривалого гальмування людина набагато менш стійкий, ніж до короткочасного. Отже, при високих швидкостях гальмування повинно виконуватися набагато повільніше, ніж при більш низьких швидкостях.

сили гальмування, пов`язані з парашутними стрибками. Коли парашутист залишає літак, швидкість його падіння спочатку дорівнює 0,00 м / сек. Однак через прискорення, пов`язаного з силою тяжіння, в межах 1 сек швидкість його падіння досягає 9,75 м / сек (при відсутності опору повітря), через 2 сек - 19,51 м / сек і т.д. У міру збільшення швидкості падіння опір повітря, що сповільнює падіння, також зростає.

нарешті, гальмівна сила опору повітря точно врівноважує прискорює силу тяжіння, тому приблизно через 12 сек людина буде падати з «кінцевою швидкістю», рівній 175,42-191,51 км / год або 53,34 м / сек. Якщо парашутист досяг кінцевої швидкості перед відкриттям парашута, «ударне навантаження відкривання», що діє на стропи парашута, може досягати 544,31 кг.

Відео: Еволюція майбутнього

Парашут звичайного розміру уповільнює падіння парашутиста приблизно до 1/9 кінцевої швидкості. Іншими словами, швидкість приземлення становить приблизно 6,1 м / сек, а сила удару об землю дорівнює 1/81 сили удару без парашута. Навіть в цьому випадку сила впливу досить велика, щоб викликати значне пошкодження тіла, якщо парашутист не навчений правильному приземленню. Фактично сила удару об землю приблизно дорівнює тій, яку випробував би людина при стрибку без парашута з висоти близько 1,83 м.

Чи не підготовленого попередньо парашутиста можуть підвести його відчуття, і він може приземлитися, вдарившись об землю випрямленими ногами. При цьому розвиваються надмірні сили гальмування, що діють уздовж вертикальної осі тіла, що може привести до перелому тазу, хребта або ноги. У зв`язку з цим у тренованого парашутиста під час приземлення коліна повинні бути зігнуті, а м`язи напружені для пом`якшення удару об землю.