نیروی G
G-forceاصول پرواز
نیروی G نسبت نیرویی است که هواپیما یا سرنشینش تجربه میکند به وزن معمولیشان روی زمین؛ در چرخش یا کشیدن ناگهانی فرمان از یک برابر بیشتر میشود. هواپیما و بدن انسان هر دو سقفی برای این نیرو دارند که فراتر از آن، اولی میشکند و دومی هوش را از دست میدهد.
نیروی G از کجا میآید
در پرواز افقی و باثبات، بال برآیی برابر وزن هواپیما تولید میکند و همه چیز یک G را تجربه میکند، دقیقاً مثل ایستادن روی زمین. در چرخش، بخشی از برآ باید هواپیما را به داخل پیچ بکشد، پس خلبان زاویهٔ حمله را زیاد میکند تا بخش عمودی برآ همچنان با وزن برابر بماند؛ نتیجه این است که کل برآ از وزن بیشتر میشود و همه چیز داخل هواپیما همان مقدار اضافی را هم تجربه میکند.
در چرخشی با زاویهٔ غلت ۶۰ درجه، برای حفظ ارتفاع باید برآ دو برابر وزن شود، یعنی ۲ جی؛ در زاویهٔ غلت بزرگتر این عدد بهسرعت بالاتر میرود. کشیدن ناگهانی فرمان از یک اوجگیری یا در برابر آشفتگی هوا هم میتواند برای چند لحظه نیروی G بزرگی بسازد.
سقف سازه و سقف بدن
هر هواپیما محدودهٔ نیروی G مجازش را در گواهینامهٔ نوعی دارد؛ هواپیمای مسافربری معمولی معمولاً میان منفی ۱ تا مثبت ۲٫۵ جی مجاز است، هواپیمای آکروباتیک میتواند تا ۶ یا حتی ۹ جی مثبت طراحی شده باشد. عبور از این سقف میتواند به سازهٔ بال یا بدنه آسیب برساند، هرچند بسیاری هواپیما با حاشیهٔ ایمنی بیشتری از عدد گواهیشده ساخته میشوند.
بدن انسان هم سقف خودش را دارد: نیروی G مثبت پایدار خون را از مغز به سمت پا میکشد و در حدود ۴ تا ۶ جی، بسته به فرد و آموزش، میتواند باعث سیاهی رفتن چشم یا از دست رفتن هوشیاری شود؛ خلبانان جنگنده لباس ضدجی میپوشند و مانور خاصی انجام میدهند تا این آستانه را بالاتر ببرند.
نیروی G منفی
نیروی G منفی، که بدن را به سمت بالا و خون را به سمت سر میراند، برای انسان تحمل بسیار کمتری دارد؛ حتی نیم تا یک جی منفی پایدار میتواند بهسرعت ناراحتکننده شود و در مقادیر بیشتر باعث پرخونی چشم یا سردرد شود. هواپیمای مسافربری معمولی طوری طراحی و پرواز داده میشود که مسافران عملاً هرگز نیروی G منفی محسوسی تجربه نکنند؛ آشفتگی هوا (توربولانس) گاهی برای لحظهای کوتاه همین حس سبکی را میسازد.
همان حس سبکی و شناوری کوتاه که مسافران در آشفتگی هوا احساس میکنند، نشانهٔ کاهش موقت نیروی G به نزدیک صفر است، نه واقعاً نبود جاذبه؛ کمربند ایمنی بسته دقیقاً برای همین لحظات کوتاه و غیرمنتظره طراحی شده، نه فقط برای فرود و برخاست.