天天快报|长颈鹿竟成意外大功臣,实锤!换发后的歼20机动性将超过F22
2018年珠海航展上 , 矢量动力歼10那空中惊鸿舞一样的完美机动瞬间折服了国人并震惊世界 , 然而很多人也会由此产生疑问:在落叶飘、眼镜蛇等高过载机动下 , 飞行员在这种条件下又是如何准确避免自己无法动弹并做出准确敏捷的操纵呢?这就要归功于长颈鹿了 , 这种优雅美丽又温柔的动物不但是世界上最高的动物 , 也是人类仿生学的典型参考对象 。
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过载飞行时 , 红视和黑视是飞行员面临的一大危险隐患
【天天快报|长颈鹿竟成意外大功臣,实锤!换发后的歼20机动性将超过F22】一般人也会感受到过载这种现象 , 例如乘坐电梯上下启动和停止的瞬间 , 所有人都会感到血液上涌或向下肢方向活动 , 这就是最轻微的反应 。 而在游乐场体验过山车 , 蹦极模拟或大摆锤时这种反应就明显的多 , 虽然这种高度刺激的活动会让一些人由此瞬间分泌大量肾上腺激素以至于十分畅快 , 但也有不少人会感到难以忍受 。 而战斗机飞行员或航天员在瞬间就会感受到9-10倍重力加速度的过载 , 其压力可想而知 , 而由此就出现经常困扰他们的红视和黑视现象 。 例如黑视就是在飞行员驾驶战机上仰快速拉升时 , 巨大加速度和惯性会让飞行员头部血液向下流动导致脑部缺血 , 这时眼前会一片漆黑手脚麻木 , 这种现象直到过载结束后一段时间才会结束 。 由于这段时间很可能还会让人失去意识 , 所以时间稍长就很可能导致机毁人亡!而红视则相反 , 即战机俯冲时飞行员下肢血液涌向头部 , 视网膜受到此影响后除了一片血红色什么也看不见 , 如果情况严重甚至会导致眼球永久性损伤甚至脑出血 , 无疑也很可能出现严重事故 。
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现代的抗荷服已经发展到一体化的水平
从螺旋桨时代开始 , 各国就开始注意到这一问题并开始了针对性解决方案 。 首先 , 飞行员必须有健壮体魄 , 例如各国战斗机飞行员都要进行高强度仰卧起坐、跳绳和长跑来维持肌肉、肺活量和骨质量 。 根据研究仰卧起坐可以提高肌肉比例 , 增强腹肌对血液的控制进而延长过载时血液循环时间 , 避免血液惯性流动以最大限度延迟黑视 。 根据美军研究 , 肌肉越发达的人黑视概率出现也更低 。 而长跑则有助于提高心肺机能 , 这可以确保飞机大动作机动时飞行员可以得到更多氧气维持各器官以尽量避免黑视 。 而跳绳则有助于让肌肉张力长时间维持高状态 , 最终增厚骨外层密度进而提高整体的骨骼韧性 , 同时身体各个关节也会更为灵活协调 , 最终有助于血液可控性循环 。 然而随着战机技术性能进步 , 单纯依靠锻炼提升人体自身调节力无疑局限性较大 , 所以飞行服外的抗荷服也由此应运而生 。 抗荷服严格意义上应当称为抗荷裤 , 因为它没有上衣 , 其结构由尼龙材料构成 , 其原理就是大过载飞行时可以通过充气方式将飞行员下肢紧紧束缚 , 阻止血液涌入下身进而维持脑补血液供应 。 根据研究抗荷服可以让飞行员的抗过载能力提高1.6倍重力加速度 , 而不穿抗荷服出现黑视的可能性可超过90%!
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长颈鹿的身体结构给科学家重要启示 , 由此发明了抗荷服
而抗荷服就是人类通过对长颈鹿的研究而发明的成果 , 长颈鹿作为目前世界最高的陆地动物 , 头部和心脏距离往往达到2-3米 , 其重达十公斤的心脏可能产生300毫米汞柱的收缩压 , 其每分钟跳动达到150次 , 这种为大脑供血的生理结构让长颈鹿按照人类标准看属于绝对的高血压 , 正常情况下高血压患者剧烈运动时很快就会头晕甚至出现危险 , 而且长颈鹿口渴时低头喝水时几乎相当于人类倒立 , 很快就会导致脑充血而十分不舒服 。 然而长颈鹿不但十分敏捷 , 长跑水平甚至超过狮子 , 而且低头喝水时也没有任何不良反应 。 这主要是由于其生理结构导致的 , 因为长颈鹿的表皮很厚甚至狮子都难以咬穿 , 而且其血管附近还有极为发达的肌肉 , 可以和厚皮一道能有效压缩血管控制血流量 , 不但可以限制血液到下肢聚集也可以协助下肢血液向上流 , 这就避免了血压发生剧烈变化 。 另外长颈鹿低头时 , 静脉内类似阀门的瓣膜还会自动关闭 , 犹如一个单向阀 , 这就避免了脑血管压力过大 。 所以动物学家很快结合现代科技 , 最终形成了抗荷服 。 早期抗荷服是充气模式 , 即发生过载时气泵会向气囊中充气压迫血管 , 避免血液大量流动 , 极大避免了红视和黑视 , 但充气式也存在反应速度慢的弱点 , 所以后来又出现了充液抗荷服 。 随着战机高空性能的提升 , 高空代偿服也应运而生 , 它是在飞机密闭性破坏或飞行员跳伞后提供氧气以防止因缺氧和人体内外压力不足导致肺受损 。 而今 , 抗荷服已经发展到了一体化、通风和代偿三位一体的水平 。
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