Lực G trên máy bay

Lực G trên máy bay gây ra áp lực trên cơ thể có thể được mô tả là Gx, Gy và Gz. Thuật ngữ “lực G” hoặc “g-force” được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực hàng không. Nhiều người không phải là phi công chắc chắn nhận ra nó và sử dụng nó nhưng có thể không nhất thiết phải biết chính xác nó là gì. Nói một cách đơn giản, chữ “G” trong “G-force” là chữ viết tắt của “lực hấp dẫn”.

Lực G là đại lượng đo gia tốc hoặc giảm tốc, là sự thay đổi tốc độ theo thời gian. Nếu bạn vẫn đang ngồi đọc bài viết này, cơ thể bạn đang chịu một lực G, đó là gia tốc mà chúng ta trải qua do trọng lực. Việc tăng hoặc giảm tốc nhanh chóng từ vị trí hiện tại của bạn làm tăng hoặc giảm lực G trên cơ thể bạn, khiến bạn cảm thấy nặng hơn hoặc nhẹ hơn tương ứng.

Ví dụ, trên chuyến bay thương mại thông thường và chỉ trong các thao tác cụ thể, hành khách thường chịu lực không quá 1,3 Gs lên cơ thể và không ít hơn 0,7 Gs. Nói cách khác, hành khách thông thường sẽ cảm thấy nặng hơn tối đa 30% hoặc nhẹ hơn 30% trong những khoảnh khắc ngắn tùy thuộc vào việc máy bay đang tăng tốc, giảm tốc, cất cánh, hạ độ cao hay quay đầu. Nói chung, hầu hết mọi người sẽ hầu như không nhận thấy những lực này.

Gx được mô tả là lực tác động lên cơ thể từ ngực ra sau; ví dụ: trong quá trình cất cánh vì hầu họng được nâng cao. Đây là lực lượng đẩy phi công trở lại ghế như máy bay tăng tốc.
Gy là một lực tác dụng từ vai này sang vai khác, và nó gặp phải trong quá trình cuộn aileron (một động tác nhào lộn trên không trong đó máy bay thực hiện một vòng quay 360°). Các phi công nhào lộn thường xuyên gặp phải loại lực G này và vẫn có thể điều khiển máy bay một cách an toàn và chính xác.
Gz là lực hấp dẫn tác dụng lên trục thẳng đứng của vật.

Xác định lực G tác dụng lên vật bằng cách chia gia tốc trung bình của nó cho gia tốc trọng trường: 32 ft / s². Một ô tô đang tăng tốc ở 37,2 ft / s² thì trải qua 37,2 / 32 = 1,16 G’s

Công thức tính lực G

Lực g là một đơn vị của gia tốc. 1 g bằng 9,80665 m s^-2.

Vậy công thức đúng là Lực G = Gia tốc tính bằng m s-29,8.

Nếu không được đào tạo và trang bị chuyên môn cao, mức lực này sẽ có tác động cực lớn lên người bình thường trong vòng vài giây. Ví dụ, khi lực G hướng xuống đáng kể được áp dụng vào cơ thể con người, máu bị ép từ đầu đến chi dưới, nhanh chóng áp đảo khả năng bơm máu lên não của tim. Mặt khác, lực G cực âm hoặc hướng lên buộc máu từ tứ chi hướng lên đầu.

Để chống lại tác động của lực G cực mạnh, trước tiên phi công chiến đấu và phi công nhào lộn phải có thể trạng tốt và sức khỏe cao nhất. Ngoài ra, họ được học và đào tạo để thực hiện các kỹ thuật đòi hỏi sự co nhanh và mạnh của các nhóm cơ cụ thể trong khi giữ và nhả hơi theo một kiểu cụ thể. Những kỹ thuật này giúp giữ cho máu không bị đọng lại ở một số vùng nhất định trên cơ thể.

Ngoài ra, các phi công thường xuyên đẩy giới hạn của ngành hàng không bằng các thao tác đặt lực G cực mạnh lên máy bay của họ và cơ thể của họ được trang bị những bộ quần áo G-suit toàn thân đặc biệt. G-suit chủ động và tự động điều áp các phần cụ thể của chính nó tùy thuộc vào lực tác dụng lên phi công trong bất kỳ thao tác nào. Ví dụ, trong một vòng nhào lộn mạnh (hard loop), chân của bộ quần áo tạo áp lực để giảm lượng máu thường được đưa vào phần dưới cơ thể bởi lực G hướng xuống cực độ.

Tốc độ và G-Force có liên quan không?

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng tốc độ tối đa của máy bay và tải trọng G tối đa mà máy bay có thể tạo ra có liên quan với nhau – nhưng điều đó không nhất thiết đúng. Ví dụ, SR-71 Blackbird là máy bay phản lực nhanh nhất trên trái đất, có khả năng đạt tốc độ gần 2.200 dặm một giờ. Tuy nhiên, nó chỉ có thể chịu được tối đa 3 G, ít hơn nhiều so với một máy bay chiến đấu hoặc máy bay nhào lộn nhanh nhất.

Mặt khác, một phi công lão luyện chỉ huy máy bay Extra 300 có thể kéo 10 Gs, mặc dù máy bay có tốc độ tối đa chỉ hơn 200 dặm một giờ. Điều này là do khả năng cơ động cực cao của máy bay và kết cấu có thể chịu được lực G cao hơn đáng kể so với thậm chí 10 G.

Có bao nhiêu lực G khi bay trên không?

Mặc dù máy bay nhào lộn được thiết kế để dễ dàng chịu được lực G rất cao lên đến 10 hoặc thậm chí 12 G, các phi công điều khiển chúng hiếm khi thực hiện các thao tác vượt quá 4 G. Điều này là do một người bình thường không được đào tạo đặc biệt để xử lý nhiều hơn 4 hoặc 5 Gs. Nói chung, một cá nhân có thể chịu được bất cứ nơi nào từ 2 đến 5 Gs và tương đối không bị ảnh hưởng (ngoài việc tăng adrenaline!). Tuy nhiên, nó thực sự phụ thuộc vào con người và những gì họ đang tìm kiếm trong trải nghiệm bay của họ.

Khi cơ thể chịu quá nhiều lực G, một người có thể bị lâng lâng hoặc thậm chí bất tỉnh trong vài giây — còn được gọi là “G-LOC” hoặc mất ý thức do trọng lực. Thật thú vị, nhiều tay đua đang tìm kiếm những pha hành động thót tim thực sự trên máy bay nhào lộn rất hào hứng với ý tưởng này và háo hức xem họ có thể đi được bao xa trước khi trải nghiệm G-LOC! Trong những trường hợp này, các phi công được đào tạo chuyên sâu mới biết chính xác có thể thực hiện các pha nguy hiểm thế nào là đến giới hạn.