人类的身体能承受的自身重力的倍数是多少?
一般人的身体能够承受大约3倍的重力,而对于经过特殊训练的人员,这一数字可以达到5倍。宇航员在训练和任务中,通过专业的适应性训练,能够承受大约10倍的重力。然而,这些承受能力通常仅限于短时间内,长时间处于高倍重力环境下,人体最多只能忍受大约2倍的重力。
心肺功能是限制人体承受重力倍数的关键因素。当物体处于静止状态时,它会保持静止;当物体处于运动状态时,它会保持原有的运动状态,除非受到外力的作用。在飞行器加速升空时,飞行员会体验到比平时高出几倍的重力,即超重状态。而突然减速时,飞行员则会感受到相反方向的力,导致失重,这类似于过山车俯冲时的感觉。
在美国加州勒莫尔海军航空基地,飞行员使用载人离心机测试人体对正加速度的承受力。这种机器能够产生高达15倍重力加速度的向心加速度,而即便是最优秀的宇航员,其承受力也不超过10倍。这样的加速度足以让人在机器中感到呼吸困难,面部会被拉扯变形。
研究者指出,航天员在火箭起飞时会经历高达几百倍的重力加速度。在升空过程中,速度的迅速增加会让航天员感到非常不适,面部可能会因过载而变形。尽管航天员在地面训练时能够承受8倍以上的重力,但在实际飞行中,他们面临的升力可达到5倍重力加速度。
离心机训练是航天员训练中最为负荷的一项。在极端超重状态下,人体血液会从大脑流向腿部,可能导致意识丧失。这种测试帮助飞行员了解极端状态下的身体反应,以便在实际飞行中采取措施预防。
人体对负加速度,即减速,更为敏感。前美国空军飞行员约翰·斯戴普博士亲自测试了负加速度对人体的影响。在一次实验中,斯戴普体验了超过40倍重力加速度的负加速度,导致双眼毛细血管爆裂,几乎失明。这一实验促进了安全措施的改进,包括弹射座椅和汽车安全带的设计。