Selam arkadaşlar, otomobillerimizde ani hızlanma ya da yavaşlamalarda hissettiğimiz duygunun sebebi olan G kuvvetinin ne olduğunu ve ne olmadığını araştıralım. Genelde bu kuvveti savaş pilotlarının eğitimi ve uçuşundan biliriz oysa her daim insan belli bir(+1) G kuvveti etkisi altındadır dünyanın yer çekiminden dolayı. Yine insanoğlunun belli yönlerde, belli değerlerdeki G kuvvetlerine karşı mukavemeti vardır. Bu kişiden kişiye ya da kullanılan kimi teknik teçhizata göre de değişebilir.
Şimdi detaylar;
''Büyük G harfi ile sembolize edilen yerçekimi sabiti ile karıştırılmamalıdır.
g kuvveti (İngilizce: g-force), bir kütleye belirli bir durumda etki eden hızlanma (akselerasyon). İngilizce gravitational (yerçekimsel) sözcüğünden gelen g kuvveti adı aslında bir misnomerdir (hatalı adlandırma) zira yerçekimini değil hızlanmayı belirtir. Düz bir hatta sabit hızla ilerleyen veya hareketsiz duran bir cisme etki eden g kuvveti +1'dir.
g kuvveti serbest hareket eden bir nesnenin maruz kaldığı "yerçekimsel olmayan" kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Yerçekiminden kaynaklanmayan hızlanmalara "gerçek ivme" denir ve g kuvveti hesaplanırken sadece bunlar kullanılır. g kuvveti arttıkça nesne üzerindeki gerilim artar. Yüksek seviyelere ulaştığında g kuvvetlerinin etkileri yıkıcı sonuçlar doğurabilir.
Vücuda etki eden g arttıkça baş dönmesi ve ağırlaşma gibi hoş olmayan etkiler görülür. Bu nedenle örneğin lunapark oyuncakları 4 g'yi geçmezler.
Normal eksende gNormal eksen, vücudun tam ortasında baştan ayağa doğru geçen hayalî eksendir. Dünya üzerinde ayakta dururken normal eksen yeryüzü ile dik açı yapar. Ancak örneğin yatışlı bir uçuşta normal eksen yere dik değildir.
Pozitif gPozitif g normal eksende yukarıdan aşağıya doğru etki eden g kuvvetidir. Normal günlük faaliyetler esnasında maruz kalınan g kuvveti pozitif 1 g'dir. Bu oranın örneğin 2 g'ye çıkması durumunda insan vücuduna etki eden kuvvet ikiye katlanır ve her g artışında maruz kalınan g de aynı oranda artar.
Normal (dikey) eksendeki +4 g'den yüksek g'lerde kan beyinden aşağıya doğru hareket eder. Buna bağlı oksijen yetersizliği görme kaybına ve daha ileri aşamalarda da öncelikle greyout'a ve son olarak da blackout'a (bilinç kaybı) neden olur.
Negatif gNegatif g pozitif g'nin aksi istikamette (ayaklardan başa doğru) etki eden g kuvvetidir. Örneğin uçuş esnasında pilot lövyeyi aniden ileri hareket ettirip bu şekilde muhafaza ederse vücudundaki kan hızla başa doğru hareket eder. Aşırı negatif g durumunda alt göz kapakları yukarı doğru hareket eder ve redout (görüşün kırmızılaşması) durumu ortaya çıkar.
İnsanın pozitif g limiti 9-10'lara kadar varsa da negatifte bu -3, -3,5 civarındadır.[kaynak belirtilmeli]
Sıfır gPozitif 1 g'yi yenecek kadar negatif g uygulandığında sıfır g durumu ortaya çıkar.
Uçuşta gAv uçağı ve akrobasi pilotları g kuvvetinin etkisini azaltmak amacıyla g suit denilen özel kıyafetler giyerler. Bu kıyafet şişerek yüksek g kuvvetinin etkisiyle beyinden ayaklara doğru hareket eden kanı yavaşlatma amaçlıdır ve bu yolla pilotun bayılma ihtimali azaltılmış olur. g suit +3 g'ye kadar tolerans sağlar. Pilot manevra esnasında nefes alışında 3-4 saniyelik tutuşlar yapar ve öksürüğe yakın bir tazyikle dışarı verir. Böylece iç basınç yaratarak dış basıncın etkisini hafifletir. Bu yöntem pilotun karın ve göğüs kaslarının güçlü olması ölçüsünde işe yarar. g suit ve nefes taktiği ile pilotlar yüksek g'lere tahammül edebilmektedirler.
Yatay eksende gVücuda önden arkaya (veya tam tersi) şekilde etki eden g kuvvetidir. Otomobil yarışçılarının ve kalkış esnasında astronotların maruz kaldığı g kuvveti bu kategoridedir.
Uzaya fırlatılan bir roketin içindeki astronotlar 5 g'ye maruz kalırlar. Dönüşte ise bu oran iki katına çıkmakta yani astronotlara 10 g'lik bir kuvvet uygulanmaktadır.''
Biraz daha detaya girersek;
''
Akselerasyon TipleriÜç çeşit akselarasyon mevcut olup, bunlar Lineer, Radial ve Angular akselerasyondur.
Lineer Akselerasyon:Doğrusal hız değişimlerini ifade eder. Bu akselerasyon tipi kalkış, iniş ve düz uçuş sırasında ki hız değişimleri esnasında meydana gelir.
Radial Akselerasyon:Pilot keskin bir dönüş yaptığında, dalışa geçtiğinde ve dalıştan çıktığında olan istikamet değişimlerinde meydana gelir.
Angular Akselerasyon:Spin ve tırmanış dönüşleri yapılırken, eş zamanlı hem hız hem de istikamet değişimlerinin sonucu
meydana gelir.
G Kuvvetleri
Uçuş kumandalarına yapılan girdilerin bir sonucu olarak, uçuş sırasında pilot, bu akselerasyon kombinasyonlarını tecrübe eder. Bu akselerasyonlar insan vücudu üzerinde, Gx, Gy ve Gz olarak tanımlanan G kuvvetlerine neden olurlar. +Gx, göğüsten sırta doğru etki eden kuvvet olarak tanımlanır. Örnek olarak uçağın kalkışı sırasında motor gücün arttırılması ile Gx tecrübe edilir. Bu kuvvet, uçak hızlanırken pilotu arkaya, koltuğuna doğru iter. -Gx, sırttan göğüse doğru etki eden kuvvet olarak tanımlanır ve uçağın inişi sırasında
motor gücünün azaltılmasıyla ortaya çıkar. Bu kuvvet, pilotu öne, omuz bağlarına doğru iter.
Uçak gemilerinden kalkan deniz kuvvetleri pilotları bu tip G kuvvetlerini aşırı derecede hissederler. Uçaklar, katapult kalkışı sırasında 2 saniyenin hemen altındaki bir sürede 160 milden daha fazla bir sürate hızlanırlar. İniş sırasında ise uçak sadece birkaç feet’te tamamen durmak için yavaşlar. Uçak gemisi pilotları bu aşırı G’ye adapte olmuş ve on yıllarca başarıyla ile görev yapmışlardır. Gy, omuzdan omuza doğru etki eden lateral kuvvetlerdir ve dönüşlerinde (aileron roll) rastlanır. Hava akrobasisi pilotları rutin olarak bu tip G kuvvetleri ile karşılaşmakta ve uçaklarına emniyetli ve kusursuz manevra yaptırabilmektedirler. Vücudun vertikal eksenine uygulanan çekim kuvvetine, Gz denilir. Eğer baştan ayağa doğru tecrübe edilirse +Gz (Pozitif) olarak adlandırılır. Bu durum, pilot dalıştan çıkmak veya içe doğru lup atmak için lövyeyi çektiğinde meydana gelir. –Gz (Negatif) ise ayaktan başa doğru hareket eder ve pilotun
dalışa geçmesiyle yaşanır.
Yüksek G Kuvvetlerinin Fizyolojik Etkileriİnsanoğlu yeryüzünde 1G kuvveti altında yaşamaya adapte olmuştur. Havacılık ortamında ki herhangi bir manevranın insan vücudu üzerine +1Gz üzerindeki bir akselerasyon kuvveti oluşturma potansiyeli vardır. Bu durum bilhassa Gz ekseninde pilotlar için tehlikelidir. +Gz durumunda G kuvveti baştan ayağa doğru, –Gz durumunda ise ayaktan başa doğru etki eder. Uçak, yüksek hızlı dönüşler yaptığında veya dik bir dalıştan çıktığında pilot +Gz tecrübe eder. Bilinçli kalınabilmesi ve kanın beyne akışının sağlanbilmesi için, kalp ve damar sisteminin G kuvvetlerine karşı hızlı cevap vermesi gerekmektedir. Başa doğru kan akımının devamını sağlamak için +Gz’ye karşı
oluşturulan fizyolojik cevap, kalbin daha güçlü ve hızlı atmasına ve beraberinde damar gerginliğinde artmaya neden olur. Eğer kalp damar sisteminin oluşturduğu fizyolojik cevap, ani başlayan G kuvvetleriyle başa çıkamazsa, bilinç kaybına ve uçağın uçurulma kabiliyetinin kaybı noktasına varan pilot performansında azalmaya neden olacaktır. Muhtemel felaketin ilk belirtisi, uçak manevraya başlayınca ortaya çıkan ilerliyici görme kaybı olabilir. Gözler düşük kan akımına oldukça duyarlıdır ve eğer G kuvvetlerinin başlangıcına kalp damar sistemi yetişemezse, retina yeterli miktarda kan ile desteklenemez. Göz içi atardamar basıncı retinanın ihtiyacının altına düştüğünde, pilot periferal görüşün kaybolduğunu (tünel görüşü) farkeder. Takip eden ilerleyici bozulma, daralan görme alanına (namlu görüşü), hızla, renkli görme kaybına (gray-out) ve görme alanının tamamen kaybına (Black-out) yol açabilir. Eğer ani başlangıçlı G kuvvetleri devam ederse, G kuvvetleri kaynaklı bilinç kaybıyla (G-LOC) sonuçlanabilir. Pilotun G kuvvetlerinden kaçınacak ve bilincin ve/veya görmenin geri kazanılmasına yetecek uçak irtifasının olmaması durumunda sonuç korkunç olabilir. Bu durum, çok fazla askeri ve sivil havacılık kaynaklı ölümlere sebep olmuştur. Yüksek G maruziyeti sonucu oluşan belirtiler, akselerasyonun değişim hızına bağlıdır. Göreceli değişimde (0,1 G/sn) görme bulgularını G-LOC takip eder. Eğer değişim hızlı olursa (1 G/sn ve üzeri), görme duyusundaki uyarı niteliğindeki bozulmalar ortaya çıkmadan G-LOC ortaya çıkar. +Gz etkileri şiddetli olmakla beraber, pilot dalış için lövyeyi ittiğinde veya dışa doğru lup attığında rastlanılan, ayaktan başa doğru oluşan kuvvet olarak tanımlanan –Gz ile başa çıkmak için, insan vücudu daha az donatılmıştır. –Gz altında kanın juguler venden kalbe doğru akışı engellenirken kalpten atardamarlar ile başa olan kan akımı artar. Bir kere daha gözün retinasının aşırı hassasiyeti ve kanın aşırı olarak retinaya gitmesi (redout), görme kaybına neden olur. Eğer pilot lövyeye uyguladığı basıncı azaltmazsa, kanın beyne akışı sağlanamadığı için kısa bir süre içinde bilinç kaybı ortaya çıkar. Havacılık ortamında hayatta kalabilmek için pilotlar akselerasyon kanunlarına riayet etmelidirler.''
+5G alınan durumdaki haller.
Kaynak:
http://www.faa.gov/pilots/safety/pilotsafetybrochures/media/Acceleration%20-%20Turkish.pdf http://tr.wikipedia.org/wiki/G_kuvveti
