แรงจี ส่งผลกับนักบินอย่างไร??

แรงจี คือ แรงที่ทำให้วัตถุที่อยู่นิ่งๆ (ความเร็ว 0 เมตร ต่อวินาที) เคลื่อนที่ไปจนเมื่อสิ้นนาทีที่ 1 วัตถุนั้นมีความเร็ว 9.8 เมตรต่อวินาที (32.2 ฟุตต่อวินาที)แรงดังกล่าวมีค่าเท่ากับแรงดึงดูดของโลก จึงเรียกแรงดังกล่าวว่ามีขนาด 1 จี แรงที่กระทำสวนกลับ ในขนาดเท่ากันเป็นแรงที่มีผลต่อร่างกาย ซึ่งจะเกิดมากน้อยเพียงใดจะขึ้นอยู่กับขนาดและทิศทางของแรงที่กระทำต่อร่างกาย แบ่งได้เป็น แรงจีบวก (Positive G) และ แรงจีลบ (Negative G)

แรงจีบวก คือ แรงจีที่กระทำต่อร่างกายตามแนวศีรษะสู่เท้าเรียกว่า ใช้สัญญลักษณ์ +Gz ซึ่งเป็นปัญหาต่อการบินมากที่สุด เกิดขณะกำลังนำเครื่องบินเลี้ยว หรือบินเป็นรูปครึ่งวงกลม, ศีรษะนักบินหันเข้าหาจุดศูนย์กลาง แรงหนีศูนย์กลางจะกระทำตามแนวศีรษะไปสู่เท้า โดยแรงจีบวกจะส่งผลกระทบต่อนักบินดังนี้

1. ผลต่อการเคลื่อนไหว (mobility effects) น้ำหนักของคนเท่ากับมวลคูณด้วยอัตราเร่ง อัตราเร่งในแรงดึงดูดของโลกคือ 1 จี แรงดึงดูดของพื้นโลกเท่ากับ 1 จี น้ำหนักจึงเท่ากับมวล ดังนั้นถ้าอัตราเร่งมากกว่า 1 จี น้ำหนักจะเพิ่มขึ้น เช่นน้ำหนัก 60 กิโลกรัม จะเพิ่มเป็น 300 กิโลกรัมที่ 5 จี มีผลต่อการเคลื่อนไหวส่วนต่างๆ ของร่างกายทั้งภายนอกและภายในร่างกาย โดยเฉพาะเลือดจะมีน้ำหนักมากไม่สามารถไหลขึ้นไปส่วนศีรษะและสมองได้

2. ผลต่อการหายใจ (respiratory effects) เกิดการหายใจลำบากเพราะกะบังลมทรวงอกมีน้ำหนักมากขึ้น อาจทำให้ปอดแฟบได้โดยเฉพาะถ้าขณะนั้นหายใจด้วยออกซีย์เจน 100%

3. ผลต่อหัวใจและหลอดเลือด (cardio­vascular effects) แรงดันเลือดสู่สมองลดลง 22 มม.ปรอท ในทุกๆ จีที่เพิ่มขึ้น มีผลทำให้รบกวนการมอง และอาจหมดสติได้

4. ผลต่อการมองเห็น (visual effects) เกิดจากความบกพร่องในการไหลเวียน และกระจกตาบิดเบี้ยว (lens displacement) ทำให้สายตามัว จนกระทั่งมองไม่เห็น

5. ผลต่อระบบควบคุมการทรงตัว (vestibular effects) เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการหลงสภาพการบินเนื่องจากการทำงานผิดปรกติของอวัยวะควบคุม การทรงตัว

ปัญหาสำคัญของจีบวกคือ การหมดสติเนื่องจากแรงจี (G-induced loss of consciousness) หรือ G-LOC ซึ่งได้เกิดขึ้นมานานแล้ว แต่ไม่ได้รับความสนใจอย่างจริงจังจนกระทั่งในปี 2523 เมื่อเครื่องบินขับไล่แบบ F-16 เริ่มทำการบิน ในสหรัฐอเมริกา และในปี 2528 ได้เสียเครื่องบินแบบ F-16 ไป 5 เครื่อง เนื่องจากนักบินหมดสติ และยังเสียเครื่องบินขับไล่แบบอื่นๆ อีกหลายเครื่อง

แรงจีลบ คือ แรงกระทำต่อร่างกายในทิศทางจากเท้าไปศีรษะ เรียกว่า “แรงจีลบ” (negative G) ใช้สัญญาลักษณ์ -Gz, เกิดในขณะการนำเครื่องบินลดระดับอย่างรวดเร็ว มีผลต่อร่างกายดังนี้

1. ผลต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด ขณะที่เกิดแรงจีลบซึ่งกระทำในทิศสวนทางกับแรงจีบวก มีผลทำให้เลือดขึ้นไปคั่งอยู่ในส่วนที่เหนือหัวใจขึ้นไป คือในสมอง ตาและใบหน้า เลือดคั่งในหลอดเลือดของสมองอาจทำให้เกิดอาการปวดศีรษะอย่างมากร่างกายทนได้ไม่ดีเพียงแค่ -2 ถึง -3 Gz ในบางคนก็ทนไม่ได้

2. การมองเห็นเป็นสีแดง (red out) เกิดจากการที่มีเลือดคั่งมากในหลอดเลือดที่เลี้ยงจอตา (retinal vessel) ทำให้ลักษณะของการมองเห็นสว่างขึ้น จนกระทั่งมองเห็นเป็นสีแดง

3. การตกเลือด เนื่องจากแรงจีลบ ทำให้มีการเพิ่มการไหลของเลือดสู่ส่วนบนของร่างกาย แรงดันเลือดในสมองสูงขึ้น อาจทำให้มีการแตกของหลอดเลือดฝอยเล็กๆ ในสมองบางบริเวณ โดยเฉพาะการตกเลือดใต้เยื่อบุตา (subconjunctival hemor­rhage) ถ้ารุนแรงอาจทำให้หลอดเลือดดำใหญ่ใน สมองแตก ถึงเสียชีวิตได้

4. ผลของการกระตุ้นปุ่มคาโรติด (baro- receptor effect) ในกรณีที่เกิดการเพิ่มแรงดันในสมองสูงขึ้น ทำให้มีการกระตุ้นจุดรับการกระตุ้น (receptor) ที่ carotid sinus อาจทำให้หัวใจหยุดเต้น 10-15 วินาที ขาดเลือดไปเลี้ยงสมองทันทีทันใด

เนื่องจากแรงจี มีผลกระทบต่อนักบิน โดยเฉพาะนักบินขับไล่ที่จะต้องทำท่าทางการบินต่างๆ อยู่เสมอ จึงต้องมีการสวมชุดต่อต้านแรงจี หรือ G-Suit เพื่อลดภาระกรรมที่เกิดขึ้นต่อตัวนักบิน