שלום רב,

אם אפשר הייתי רוצה להבין את המשמעות של ג'י חיובי וג'י שלילי המופעל על הטייסים. מה גורם כל אחד מהם? מתי יש תאוצה חיובית ומתי שלילית? כיצד מודדים אותה במטוסים? כיצד הג'י סוט מונעת מצבים מסוכנים?

1. תקיון קטן: כוח ג'י לא שווה תאוצה במובן הרגיל. כוח ג'י הוא בעצם המשקל של הגוף, כאשר כוח של 1 ג'י (1 כוח הכבידה) מופעל עלינו במצב רגיל. כוח ג'י חיובי או שלילי נובע (בהקשר של מטוסי קרב) משינוי תנועה במישור זה או אחר.
לדוגמא- אני טס במהירות 500 קמ"ש, ומושך בסטיק למעלה. המהירות דווקא תרד, אבל הג'י יעלה, בגלל השינוי התנועה במישור האנכי. גם שינוי נטו במהירות (לדוגמא בהאצה על המסלול להמראה) גורם לכוח ג'י, אבל הרבה יותר קטן.
יש נוסחא מאחורי זה, שאין לי מושג לגביה.

2. בפשטות- ג'י חיובי - הדם נמשך מהראש אל הרגליים, ויכול לגרום לעלפון. טייסי קרב מאומנים בד"כ לעמוד (בעזרת חליפת לחץ) בעד 9 ג'י חיובי. (למרות שהיום יש חליפות חדשות שמגדילות את זה עד 12 ג'י)
ג'י שלילי- הדם זורם אל תוך הראש, וטייסי קרב אמורים לעמוד בד"כ בעד 2-3 ג'י שלילי.

3.אם תרצה ג'י חיובי יגדל כאשר הטייס ימשוך בסטיק, וג'י שלילי כאשר הטייס ידחוף את הסטיק, אבל כוחות ג'י יגדלו (אם כי פחות) גם כאשר המטוס מסתובב על צירו לדוגמא.

4. חליפת לחץ בעצם מתנפחת תחת ג'י גבוה, וככה מפעילה לחת על האיזור הנמוך בגוף- מה שמזרים את הד חזרה לאיזור העליון ולמוח. השימוש בה נעשה ביחד עם כיווץ השרירים ברגליים והישבן.

מצטער שעלי לתקן שגיאות:

נאמר:"כוח ג'י לא שווה תאוצה במובן הרגיל. כוח ג'י הוא בעצם המשקל של הגוף"

ממש לא נכון - G=תאוצה.

יש קושי בתרגום המושג כהלכה עקב מגבלות השפה העברית, שאינה מבחינה בין VELOCITY ו-SPEED. בעוד שתאוצה היא ACCELERATION.

VELOCITY היא מהירות וקטורית - כלומר התאוצה הגורמת למסה לנוע בכיוון מוגדר, בעוד ש-SPEED היא המכח בו נעה מסה שפועלת עליה מהירות ווקטורית.

כך, למעשה, גוף הנע במעגל במהירות קבועה נמצא במצב בו ה-VELOCITY שלו משתנה כל הזמן (עקב שינוי הכיוון).

עכשיו לעניין - כח הכבידה, שהוא תאוצה כלפי כדור הארץ הוא 1G.

כאשר פועל על גוף מסויים כח צנטרפוגלי - פועל רכיב תאוצה אנכי ממרכז המעגל כלפי חוץ. ככל שהמהירות גדל - כך עולה הG...

בטיסה - כאשר פועל הכח (יחסית לטייס) מלמעל כלפי מטה - הרי שמדובר ב-G חיובי, בעוד שבכיוון השני - הוא מוגדר שלילי.

גוף האדם מסוגל להתמודד בגבורה עם כוח G חיובי בכבוד, בניגוד לתאוצה (G) שלילי.

בעקרון - הטווח הוא 9+ עד 3- ואז מתחילות לפעול על הגוף תופעות בלתי רצויות - למשל בג'י חיובי גבוה - הדם זורם מן המוח כלפי הבטן והרגליים וכתוצאה מכך יש בעיה של אספקת חמצן.

כתוצאה מכך - עלול להיגרם מצב של אובדן ראייה - BLACKOUT ובהמשך - גם אובדן הכרה.

בג'י שלילי - עלול להיווצר גודש דם במוח כתוצאה מתנועת הדם כלפי מעלה. תחילה יראה הכל אדום כתוצאה מגודש כלי הדם בנימי העיניים - REDOUT ובהמשך "הזעה" של דם על גבי העור ופקיעת כלי דם במוח.

אם יתמזל מזלך ותראה סרטים או תאזין לקשר בתרגולי קרב אוויר - תוכל לשמוע כיצד עומס הג'י והפעלת שרירי הבטן, מש]פיעים על כושר הדיבור של הטייס (זה דומה להקלטה של מישהו בשרותים תוך כדי חיר...) - בנוסף - עור הפנים, בג'י חיובי, נמתח כלפי מטה (כמו פרצוף של בולדוג) ומכאן גם הכינוי הרווח ל"יפיפיות" חיל האויר, או סתם למי ש"נפלו פניו" - G-Face....

ניתן לרסן תופעות אילה על ידי פעילות גופנית מתאימה (כיווץ שרירי הבטן למשל) או באמצעות "מכשירים מכניים כמו חליפת לחץ הפועלת כחוסם המקשה על מעבר הדם מהרגלייים צפונה ומהראש דרומה.

לגבי דרך המדידה - זה לא דבר מורכב במיוחד. ניתן לבצע זאת על ידי מערכת ג'רו או משקולת הקבועה על קפיץ בעל מומנט פיתול ידוע.

אם לדייק עד הסוף, אז g הוא שדה גרביטציה על פני כדור הארץ. התאוצה היא כתוצאה מהכוח שמופעל ע"י השדה.

בוא נבין בשביל ההתחלה מזה בכלל כוח הG
כוח הG באופן בסיסי הוא כוח כבידה במצב נורמלי שבו אנו הולכים ברוחב פעול עליו 1G
כאשר טייס טס במטוס ונכנס לתימרון יש התנגשות בין שני כוחות שונים לכיוונים שונים
האחד הוא המטוס המתמרן ולוקח את הטייס איתו ,והשני ממונט ההתמד של הטייס ששואף להמשיך
לנוע בכיוון הקודם .
דוגמה קטנה לזה היא כאשר אתה נוסע ברכב והרכב עוצר באופן פיתאומי ,מה קורה ?
אתה נזרק קדימה ,זה בערך דומה לזה .
כאשר המטוס מתמרן כלפי מעלה נוצר כוח G חיובי ואז הגוף של הטייס מנסה להמשיך את הטיסה קדימה
אחת התופעות שקורות בזמן הזה היא שהדם זורם יותר לכיוון הפלג גוף התחתון ופחות לעליון וככה
שמגיעה פחות דם למוח ,התוצאה עלולה להיות איבוד הכרה של הטייס .
כאשר המטוס מתמרן מטה התהליך הפוך בדיוק ואז נוצר G שלילי והדם שואף ללכת לפלג גוף העליון
הסכנה ניפוץ של כלי הדם ומוות מדימום פנימי.
התופעה מורגש ע"י הטיסים כהכבדה של הגוף ולכן נקבע הסולם למידדיתה כפונקציה של המשקל המורגש
דיהנו ב2G למשל ירגיש הטייס שגופו כבד פי 2 מאשר בתנאים נורמים ב3G פי 3 וכן הלאה
אני מקווה שעכשו הענין קצת יותר ברור
ונמשיך לשאר השאלות
כיצד עובדת חליפת הG ?
החליפה בנויה משרוולים מתנפחים שמחוברים לירכים ולבטן השרוולים האלו מתנפחים ע"י לחץ אוויר
בפיקוד של מערכת בקרה במטוס ופועלים פחות אוו יותר כמו מד לחץ דם וע"י כך מונעים מהדם
לזרום לכיוון לא רציו (מוח אוו רגלים ) ובכך מסעים לטיס להמשיך לתפקד רגיל.

כיצד מודדים אותה במטוסים ?
מדע שלם בפני עצמו ולצערי כדי לענות בפשטות זה יהיה ע"י ציוד מדידה מתוכם במטוס.

אם כן. גש לנדנדה בגן שעשועים ותתחיל להתנדנד.
כשתהיה בשיא הגובה אתה ב G- (אתה מרגיש קל ),
וכשאתה בתחתית אתה בG+(אתה מרגיש כבד).
תהנה.

"...שיאים של התמדה, נאמנות ומסירות נפש." יגאל אלון "מסך של חול"

יש שם סירה רומית שמנפקת G בשפע (בשני קטבים) אמא'לה.

"...שיאים של התמדה, נאמנות ומסירות נפש." יגאל אלון "מסך של חול"

באימון מוסק בתוך נחל עין גדי, טייס היסעור "שכח" את אחד המפלים שהופיע לפתע מולו ואילץ אותו לנסוק בזוית רצחנית,מה שגרם לי לתחושה שהקסדה נחושה להגיע לפגישה עם הביצ.....,לאחר הארוע הטראומטי הוא מהר לנחות ע"מ לוודא ששום חייל מהצוותים לא נפגע,גם את המהלך הזה הוא ביצע בחופזה והתחושה הייתה שעכשיו הביצ.... מעוניינים להחזיר ביקור לקסדה.

למען האמת מכיוון שהG קשור לכח צנטריפוגלי, גם לי לא ברור כיצד החליפת-לחץ אמורה לעזור.

מהדם לרדת לרגליים או לעלוח למוח.

Programming today is a race between software engineers striving to build bigger and better idiot-proof programs, and the Universe trying to produce bigger and better idiots. So far, the Universe is winning. -Rick Cook

בטיסה מהירה הכוח הוא רב יותר וממושך, לכן יש שיבושים בהספקת הדם.
בנסיקה/שבירה ממושכת הדם מצטבר ברגלים, ובשאר הגוף בדלילות רבה.
החליפה לוחצת על כלי הדם ומגבילה את הקיבולת שלהם.

"...שיאים של התמדה, נאמנות ומסירות נפש." יגאל אלון "מסך של חול"

תודה רבה לכולם על ההסברים, אבל עדיין אני לא מבין משהו בסיסי:

הרי ידוע שהמשקל של הגוף יקטן ככל שהוא יתרחק ממרכז כדור הארץ. אם כך, מדוע כאשר מטוס נוסק(מתמרמן כלפי מעלה) יש ג'י חיובי? כלומר, מדוע כאשר המטוס נוסק משקלו עולה? ומדוע כאשר הוא מתקרב לקרקע(מתמרן כלפי מטה) יש ג'י שלילי ומקשלו קטן?

אשמח להסבר -בתודה מראש.

שינוי של כוח משיכה כתוצאה משינוי גובה הוא זניח במקרה זה.

גם אם היא זניחה, לא סביר שכאשר המטוס נוסק ויש ג'י חיובי המשקל שלו ירד(גם אם בצורה זניחה) ולא יעלה?

אני אסביר את זה בפשטות... מי שלא למד פיזיקיה יכול טיפה להסתבך עם זה...

G הוא בעצם מקדם בנוסחה מתמטית לתאוצה והוא בעצם מספר קבוע (9.81).
תאוצה רגילה מודדים בפיזיקה באות a. ערכיה נמדדים במטר לחלק לשנייה בריבוע.
G הוא בעצם איזשהו ערך קבוע, וממוצע כלפי מקדם בנוסחה זאת שימחיש את הכוח שכדור הארץ מושך כפול המסה של החומר והתוצאה היא המשקל.

כשאתה עושה תנועה קבועה אין כל שינוי בתאוצה, כי אין שינוי במהירות. ולכן גם לא תרגיש כוח.
לעומת זאת כאשר תאיץ או תאט את התנועה, כלומר תבצע בה שינוי, אתה מפעיל כוח.
כוח שווה למשקל, כלומר הכפלה של המסה בתאוצה.

בוא נדמיין שאתה עומד ברמזור ומתחיל בנסיעה, על מנת להמחיש זאת תן פול גז. אתה מרגיש כוח שדוחף אותך (ממושב הרכב). ומה שקורה בעצם זה שעל הכסא מתווסף איזשהו "משקל" למרות שמסת גופך אינה משתנה. מה שמוכיח שכתוצה משינוי התאוצה "גדל" משקל גופך משינוי המהירות.

כל זה בתנועה בקו ישר, דו ממדי.
ברגע שתשנה את התנוע לתלת ממדית, בצורה של תנועה מעגלית נוסף פה שינוי מהירות (תאוצה) כלפי פנים המעגל. אבל הכוח שיורגש בעצם הוא כלפי חוץ המעגל (כוח התגובה וכח האנרציה).


כל זה זאת מערכת פנימית, ולא קשורה בכלל לכוחות החיצוניים שכדור הארץ מפעיל על הטייס ועל המטוס.
גם בחלל שבו אין כוח משיכה, כל מנת "ליצור משקל" לדברים מסויימים משתמשים בצנטרפוגות.

קצת מסובך, אבל אני מאמין שאם אתה באמת מתעניין תוכל ללמוד זאת תוך פחות מחצי יום (חומר תיאורטי בלבד ללא נוסחאות) בתוך מספר שעות, מספר פיזיקה שלומדים בכל תיכון שמגיש לבגרות בפיזיקה.

בהצלחה.

"הנדסה קרבית - ראשונים תמיד"
בחי"ר בחרת? - בחרת בחארטה!
NYcity

לא שזה משנה יותר מידי, אבל G הינו קבוע הכבידה האוניברסלי בעוד g היא תאוצת הכובד ע"פ כדו"א והיא אינה קבועה (בשל מספר גורמים) וערכה עומד על 9.8~.
תאוצה צנטריפטלית (אותה חווים בתנועה מעגלית) שווה ל V^2/R כאשר Vזו מהירות ו R הוא רדיוס הסיבוב, כאשר הכוח הצנטריפטלי (תאוצה צנטריפטלית מוכפלת ב M) הינו למעשה כוח מדומה, אבל זו באמת סוגיה לפורום מדע וטבע.
תאוצה צנטריפטלית מוכרת לך מנסיעה בפניה חדה (ביציאה מהרצליה לכיוון ת"א לדוגמא).
כ"כ יש לציין שתאוצה היא למעשה נגזרת של המהירות (אם זה אומר לך משהו) או בעברית , קצב שינוי המהירות, ככל שהמהירות תשתנה מהר יותר - התאוצה שתחווה תהיה גדולה יותר (בכיוון ההפוך - תאוטה).

הנה קישור על המתמטיקה של וקטור המהירות שהוזכר ע"י SOLOAVIA:
http://mathworld.wolfram.com/VelocityVector.html

===========================
If the radiance of a thousand suns
were to burst at once into the sky
That would be like the splendor of the mighty One…
I am became death,the shatter of Worlds.

.