Förstå g-krafter på två minuter: Kraftig acceleration stänger av hjärnan

PROBLEMET:

Snabba manöverar är påfrestande för kroppen

Den acceleration vi utsätts för mäts i enheten g. När vi står stilla på jordens yta upplever vi g-kraften 1. En pilot som exempelvis stiger snabbt eller gör en tvär gir utsätts för flera g, vilket gör kroppen flera gånger tyngre. 

Problemet är att hjärtat tvingas arbeta ­hårdare för varje extra g som kroppen utsätts för. Kroppen måste upprätthålla ett blodtryck på 0,29 bar för att hjärnan ska få tillräckligt med syre, men vid 5 g krävs ett tryck på 1,4 bar.

Resultatet av starka g-krafter är därmed att hjärnan drabbas av syrebrist och att ­piloten i värsta fall blir medvetslös.

SKRÄCKSCENARIOT:

Piloten blir medvetslös

Mellan åren 1982 och 2001 störtade 29 ­piloter i det amerikanska flygvapnet, U.S. Air Force efter att ha förlorat medvetandet till följd av höga g-krafter.

Synrubbningar är det första symptomet på att accelerationen tömmer hjärnan på blod. Färgerna börjar blekna och piloten ser världen i gråtoner. 

Fenomenet kallas ”greyout” och är ett ­tecken på att piloten närmar sig en blackout med därpå följande tillfällig blindhet. Om flygplanet inte rätas upp svimmar piloten och riskerar att störta, men även själva ­tillståndet i sig kan vara dödligt.

Med Illustrerad Vetenskap lär du dig mer om hur dolda sinnen, elektriska signaler och miljontals röda och vita blodkroppar ständigt arbetar för att hålla dig vid liv.

LÖSNINGEN:

Muskeldräkt och sensorer håller piloten vaken

När jaktpiloter pressas ner i sätet av accelerationen har de fått lära sig att spänna kroppen och göra särskilda andningsövningar för att stå emot g-krafterna under en längre tid utan att drabbas av blackout. 

Dessutom får de hjälp av specialgjorda dräkter som förhindrar att allt blod rinner ner i benen. På senare år har man även utvecklat nya, avancerade sensorer som kan varna ­piloten för en blackout. 

Företaget Elbit ­Systems har exempelvis skapat en hjälm som mäter syremättnad och blodcirkulation ­genom att lysa in i örat och analysera ljuset som reflekteras. Hjälmen ger signal när hjärnan saknar syre och slår på autopiloten om den registrerar att piloten är medvetslös.

• Andning: Piloter får lära sig att andas in djupt och snabbt och hålla andan i två och en halv till tre sekunder, en teknik som gör att så mycket blod som möjligt hålls kvar i lungorna. 
• Muskelspänning: Genom att spänna mag- och ­lårmusklerna hindrar piloten blodet från att rinna ner i benen. 
• Anti-g-dräkt: Piloten bär en särskild dräkt med insydda kanaler som fungerar som extra muskler. När planet accelererar flyter vatten som förvaras i påsar på axlarna ner i kanalerna, så att de stramar åt om låren och minskar blodflödet. 
• Sensorer: En ny hjälm med inbyggda sensorer kan övervaka bland annat blodets syremättnad genom att lysa in i örat. Om hjärnan drabbas av syrebrist varnas piloten av en lampa i visiret.