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鋼鐵俠如何承受高速變向時加速度對內臟的壓力?

2015-02-11科學

以戰鬥機的過載防護為參考,下面進行簡要介紹,

東尼的戰衣飛行效能肯定要遠遠牛逼於現在的主流戰鬥機,

透過類比,東尼的過載防護應該基本類似,

考慮到科技水平更加高端,10個G的過載基本沒什麽問題。

如果再加入三體中的液體充入技術,20G以上也不是個事兒。

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戰鬥機(特別是艦載機)的高過載防護

進入噴射式飛機時代以來,隨著飛機效能的提高、航行高度的增高、飛行速度的加快、續航時間

的延長,出現了由超重、低壓、缺氧、低溫等引起的醫學問題,其中持續性加速度影響是一個顯著問題,對飛行人員的安全造成巨大威脅。

20 世紀50 年代,英國首先使用噴射式飛機,為保證超音速飛機在大氣同溫層內的飛行,密封增壓座艙、加壓供氧、防護高過載、彈射救生和航空醫療後送等方面的研究獲得了重大成就。美國也十分強調此方面的工作,1955 年6 月30 日,海軍研制了第一套全壓服,用於在高空突然失壓時保護飛行人員,全壓服也可用來保護航天環境中的乘員。1958 年8 月8 日,海軍陸戰隊上校Frederick Ceres 在航空生理訓練處著Goodrich 輕重量全壓服完成了72 小時的低壓艙模擬飛行,他體驗了高度為32 666 米的高空環境。1961 年5 月4 日,海軍高空氣球Strato−Lab No.5 從USSAntietam航空母艦甲板上升空至37 666 米高度,飛行了8.9 小時。指揮官Malcolm D. Ross 為駕駛員,航空軍醫VictorA. Prather 少將為醫學調查員。參加飛行的人員在敞開的吊籃裏著海軍研制的全壓服以減輕低氣壓對人體的影響,由於Prather 少校在返回階段的努力,試驗十分成功。

艦載飛行的一個突出問題就是艦基起降的加速度影響問題。受不同方向和振幅的加速度影響,人

體會產生周邊視力喪失、中心視力喪失和意識喪失等癥狀。從20 世紀30 年代開始,各國從抗荷服、抗荷動作、正壓呼吸和後傾座椅等方面做了大量研究,對加速度進行了有效防護。

1932 年7 月28 日,美國軍醫局開始對俯沖轟炸或其他猛烈空戰動作沖擊下,飛行員所受到的高加

速度和減速度引起的生理影響進行研究。最初的研究由海軍陸戰隊少校John R. Poppen在哈佛大學公共衛生學院進行,主要針對抗G或抗黑視而進行裝備研發。1933年10月24日,根據海軍陸戰隊少校John R.Poppen 擬定的要求,由海軍飛機制造廠制定了第一個抗黑視計劃,並制造了一種特殊的腹帶,這種帶子在飛行人員俯沖轟炸或其他猛烈空戰動作時使用,能夠防止黑視的產生。1942 年6 月27 日,海軍飛機制造廠航空材料部的可控生存環境組開始研制高空壓力服。1943 年1 月17 日,F4U−1s 的飛行人員在美國國家科學院聖地牙哥的實驗表明,海軍飛機制造廠研制的抗黑視服在射擊滑行和其他機動飛行時可增加3 ~ 4 G的耐力。20 世紀40 年代起美國就已經給飛行人員配發「五囊」式抗荷服。1944 年,「五囊」式抗荷服成為美國戰鬥機的標準配置,定型為「G-3」抗荷服。

20 世紀60 年代,美國和前蘇聯都對側管式抗荷服進行了研制。1961 年,美國研究證實在加速度作

用初期為抗荷服充氣,可以提高抗荷效果。因此當時美國抗荷服的標準抗荷調壓器可滿足3 秒鐘的充氣要求。1941 年,美國開始對加速度的防護開展人體研究,他們開發了一套緊張性抗荷動作,稱為「M-1」動作。此動作在二戰中被美軍、英軍飛行人員廣泛套用,取得了很好的防護作用;20 世紀70 年代,美國又提出了「L-1」動作。這兩套動作均能較好提高飛行人員的抗荷能力。加壓呼吸也是從20 世紀40 年代開始進行初步探索,到70 年代逐漸趨於成熟。

德國是率先研究後傾座椅的國家,1936 年,德國研發出了自動傾斜的座椅。隨後,前蘇聯、英國、美國開展了大量研究並取得了很大進展。之後,後傾座椅開始被廣泛套用。

由於高效能戰鬥機對飛行人員身體狀況提出了新的要求,各國紛紛研制出大型載人離心機和先進

的空間定向模擬器,這些裝置明顯降低了加速度誘發的空中暈厥和嚴重飛行錯覺的發生率。針對航空病采用飛行模擬器、低壓艙、載人離心機進行研究,明顯降低了航空病的停學和停飛率。美國海軍航空開發中心的航空醫學加速度實驗室早在1952 年就用載人離心機臂產生40 G的加速度,研究飛行人員在不同溫度和高度時暴露於加速度的反應。20 世紀80 年代,美國空軍戰術航空部隊在出擊前,會讓飛行員在3 ~ 5 G環境中暴露幾分鐘,使其感受加速度作用並評估他們的反應。