Aceleração
na Aviação:
Força G
OK-24-1154 9/18/2024
OK... Mas o que isso significa
para mim?
Qualquer aeronave, civil ou militar, pode expor o piloto,
a tripulação e os passageiros a forças superiores a
1 G. Durante curvas acentuadas e recuperação de
atitude incomum, os pilotos da aviação civil podem
experimentar forças G elevadas que podem pegá-
los de surpresa, a menos que estejam preparados.
Posteriormente, todos os aviadores precisam entender
o que torna seu corpo mais resistente aos efeitos da
aceleração G. Por outro lado, os aviadores precisam
compreender as condições que tornarão o seu corpo
mais suscetível aos efeitos das forças G. O resultado
final é que a tolerância G para cada aviador é individual.
pode variar de um dia para o outro e isso pode levar
a consequências desastrosas durante o voo. Esta é
uma das razões pelas quais os pilotos militares fazem
uma manobra de “aquecimento G” antes de voar em
aeronaves de alto desempenho, pois lhes permite
avaliar seu próprio corpo e quão bem serão capazes de
tolerar o ambiente de alto G.
Fatores negativos
A tolerância ao G pode ser diminuída devido à
desidratação, fadiga, fome e uso de medicamentos,
que são frequentemente utilizados pela sociedade. Com
os “Quatro Grandes” motivos citados acima, o aviador
pode apresentar mais facilmente sintomas graves
de exposição ao G em níveis muito inferiores aos
habitualmente tolerados. A falta de condicionamento
físico e o sedentarismo também podem degradar a
tolerância G e aumentar a suscetibilidade do aviador.
Além disso, mais uma vez, fumar e voar não combinam.
Indivíduos que fumam têm desempenho diminuído em
ambientes de alta altitude e de alto G. Voar é difícil, não
torne isso mais difícil abusando desnecessariamente do
seu corpo.
Fatores positivos
A maioria das aeronaves civis não estão preparadas
para serem equipadas com roupas de proteção G. A
tolerância G pode variar de um dia para o outro e isso
pode levar a consequências desastrosas durante o voo.
Um programa regular de condicionamento que inclua
uma combinação de exercícios aeróbicos juntamente
com treinamento com pesos, aumentará a resistência
do aviador aos efeitos dos Gs. (Todos os programas de
exercícios devem ser aprovados pelo médico antes do
início do treinamento.) No entanto, há outras coisas
que podem ser feitas para melhorar o desempenho
do aviador no ambiente de alto G. Um aviador bem
descansado, hidratado e em boa forma será fisicamente
capaz de suportar forças G mais elevadas. Quando um
aviador está bem hidratado, há mais volume circulante
na corrente sanguínea e é mais fácil para o coração
manter o cérebro perfundido com sangue oxigenado.
O treinamento de natureza apenas aeróbica (corrida
e natação, por exemplo) pode diminuir a frequência
cardíaca do aviador até o ponto em que ela não aumenta
rápido o suficiente para compensar os efeitos dos Gs.
A combinação de treinamento aeróbico e de resistência
com pesos aumenta a resposta às forças G e adiciona
uma camada de proteção que não está presente apenas
no condicionamento aeróbico.
Manobra de esforço Anti-G
Outra técnica para lidar com as forças G é a manobra de
esforço anti-G. Esta é uma técnica física em que o aviador
empurra o ar para fora dos pulmões contra uma glote
fechada, ao mesmo tempo que contrai os músculos das
panturrilhas, coxas e ombros. Essa resistência inibe o
fluxo de sangue para fora do cérebro e, simultaneamente,
aumenta a pressão nas artérias carótidas. Essa manobra
é praticada por pilotos militares e pode aumentar a
tolerância G. Para evitar lesões, entretanto, não deve ser
tentado em 1 G com 100% de esforço.
Entendimento e Respeito
Os aviadores precisam respeitar a aceleração G assim
como respeitam outros aspectos do voo. O planejamento
de voo adequado levará em consideração uma série
de coisas, como clima, combustível, distância e tempo.
Um aviador inteligente também incluirá a consideração
das forças G da aeronave e de todos a bordo quando se
tratar de planejamento de voo. Um respeito, treinamento
e planejamento saudáveis ajudarão a evitar possíveis
encontros inesperados com o solo.
“Este folheto foi traduzido do inglês para o português pelos
Residentes do Programa de Medicina Aeroespacial do Instituto
Prevent Senior em São Paulo, Brasil, com base nos Folhetos
de Segurança Aeromédica produzidos pelo Instituto Médico
Aeroespacial Civil da FAA e postados em https://www.faa.gov/
pilots/safety/pilotsafetybrochures “
Provided by
Aerospace Medical Education Division, AAM-400
To obtain copies of this brochure online:
https://www.faa.gov/pilots/safety/
pilotsafetybrochures/
or contact:
Federal Aviation Administration
Civil Aerospace Medical Institute
AAM-400
P.O. Box 25082
Oklahoma City, OK 73125
(405) 954-4831
Aceleração na Aviação: Força G
Os seres humanos estão adaptados para viver e sobreviver
dentro da força sempre presente na gravidade. Enquanto
estamos na Terra, isso é uma constante, vivemos e
funcionamos com isso desde o dia em que nascemos até
o dia em que morremos. Como uma criança que aprende
a andar, aprendemos rapidamente que um passo em falso
acabará por levar a um doloroso incidente induzido pela
gravidade com o solo, a que chamamos de “queda”.
À medida que desenvolvemos e começamos a resolver
problemas, aprendemos que um pote de biscoitos caindo
do balcão irá criar uma aceleração até o chão, com
resultados devastadores. Gastamos tempo de nossa
juventude determinando os resultados da gravidade em
objetos esféricos de vários formatos e tamanhos. Nos
acostumamos com a gravidade no padrão “Força G” ou
“1G”.
Quando pilotamos uma aeronave, tudo o que aprendemos
sobre a gravidade e com o qual nos sentimos confortáveis
muda repentinamente. Voo, na sua definição mais pura, é
superar a gravidade para ascender pelo ar. Assim como
quando estávamos aprendendo a andar, o objetivo principal
de todo voo deveria ser evitar incidentes dolorosos com o
solo induzidos pela gravidade
Tudo o que sobe tem que descer
The force of gravity on earth causes a constant A força da
gravidade na Terra causa uma aceleração constante de 32
pés por segundo ao quadrado. Um objeto em queda livre
acelerará a uma velocidade cada vez maior em direção
à Terra até colidir com a mesma ou atingir a velocidade
terminal, o ponto em que a força atua sobre o objeto,
supera a força de aceleração induzida pela gravidade.
A aceleração é descrita em unidades de força chamadas
“Gs”. Um piloto em uma curva acentuada pode
experimentar forças de aceleração equivalentes a muitas
vezes a força da gravidade. Isto é especialmente comum
em caças militares e aeronaves acrobáticas de alto
desempenho, onde as forças de aceleração podem chegar
a 9 Gs. Os pilotos de acrobacia aérea, em uma curva
fechada também experimentam altas forças G, mas o
importante a lembrar é que qualquer aeronave operada em
um perfil de desempenho máximo sujeitará o piloto a uma
aceleração maior do que a aceleração de 1G encontrada no
solo. Os pilotos precisam entender isso para dominar o voo
com sucesso.
Tipos de Aceleração:
Existem três tipos de aceleração:These types are Linear, Radial
e Angular.
Aceleração Linear - Mudança de velocidade em linha
reta. Este tipo de aceleração ocorre durante a decolagem,
pouso ou em um voo nivelado, quando uma configuração de
aceleração é alterada.
Aceleração Radial - Resultado de uma mudança de
direção, como quando o piloto realiza uma curva fechada,
entra ou sai de um mergulho.
Aceleração Angular - Mudança simultânea de velocidade
e de direção que acontece em giros e em curvas ascendentes.
Força G
Durante o voo, um piloto pode experimentar uma combinação
dessas acelerações como resultado de comandos nos
controles de voo. Essas acelerações induzem forças G no
corpo que podem ser descritas como Gx, Gy e Gz.
+Gx é descrito como uma força que atua no corpo do peito às
costas; +Gx é experimentado, por exemplo, durante a corrida
de decolagem à medida que o acelerador é pressionado. Esta
é a força que empurra o piloto de volta ao assento à medida
que a aeronave acelera.
-Gx é descrito como uma força das costas ao peito e é
encontrado durante a aterrissagem quando o acelerador é
soltado. Esta força empurra o piloto para frente na altura do
ombro. Os pilotos navais que voam em porta-aviões sentem
os extremos desse tipo de força G. Durante o lançamento da
catapulta, a aeronave atinge uma aceleração de mais de 160
mph em pouco menos de dois segundos. Durante o pouso, a
aeronave irá desacelerar até parar completamente em apenas
alguns metros. Os pilotos de porta-aviões adaptaram-se com
sucesso a estas forças G extremas durante décadas.
Gy é uma força lateral que atua de ombro a ombro e
é encontrada durante os giros do aileron. Os pilotos
acrobáticos encontram rotineiramente esse tipo de força G
e ainda podem manobrar suas aeronaves com segurança
e precisão.
Gz é uma força gravitacional aplicada ao eixo vertical
do corpo. Se for experimentado da cabeça aos pés, é
denominado (positivo) +Gz. Isso acontece quando um
piloto sai de um mergulho ou entra em um loop interno.
-Gz (negativo) se desloca dos pés à cabeça e é
experimentado quando um piloto inicia um mergulho.
Efeitos fisiológicos relacionados à
exposição de altas forças G
Os seres humanos estão adaptados para viver a 1 G na
superfície da Terra. No ambiente da aviação, qualquer
manobra tem o potencial de expor o corpo humano a mais
de 1 +Gz de força de aceleração.
Isto pode ser particularmente perigoso para os pilotos no
eixo Gz. Esta é uma força G que atua da cabeça aos pés no
caso de +Gz e dos pés à cabeça no caso de -Gz. Quando
uma aeronave entra em uma curva coordenada de alta
velocidade ou inicia a retirada de um mergulho íngreme, o
piloto experimenta +Gz.
O coração e o sistema cardiovascular devem responder
rapidamente à aceleração G para manter o sangue
fluindo para o cérebro e manter a consciência. A resposta
fisiológica ao +Gz faz com que o coração bata mais forte
e mais rápido com um aumento do tônus vascular para
manter o sangue fluindo “para o norte” em direção à
cabeça.
Se a resposta fisiológica do coração e do sistema
vascular não acompanhar o rápido início das forças G, o
desempenho do piloto será degradado a ponto de ocorrer
inconsciência e incapacidade de pilotar a aeronave.
Uma das primeiras indicações de um desastre iminente
pode ser uma perda progressiva de visão à medida que a
aeronave inicia a manobra. Os olhos são extremamente
sensíveis ao baixo fluxo sanguíneo e, se o sistema
vascular não conseguir acompanhar o início dos Gs, a
retina não receberá sangue adequado. À medida que a
pressão arterial no olho cai abaixo daquela necessária
para a retina, o piloto pode notar uma perda de visão
periférica (visão de túnel), que pode então ser seguida
por degradação progressiva para um campo visual
menor (visão do cano da arma), que por sua vez pode
ser rapidamente seguido por Gray Out e Blackout dos
campos visuais.
Se o rápido início das forças G continuar, o resultado
final pode ser a perda de consciência induzida por
G (GLOC). Nesta condição, a menos que a aeronave
tenha altitude suficiente para o piloto recuar dos Gs e
recuperar a visão e/ ou consciência, o resultado pode
ser trágico. Esta tem sido a causa de demasiadas
mortes na aviação militar e civil.
Os sintomas que resultam da alta exposição ao G
dependem da taxa de início da aceleração. Quando
o início é gradual (cerca de 0,1 G por segundo), os
sintomas visuais precedem o GLOC. Se o início for
rápido (1 G por segundo ou mais), o GLOC pode ocorrer
sem aviso visual.
Embora os efeitos de +Gz possam ser profundos,
o corpo humano está ainda menos equipado para
lidar com -Gz, que é descrito como uma força pé-a-
cabeça e é encontrada quando um piloto entra em um
mergulho ou entra em um loop externo. Sob -Gz, o
sangue é impedido de retornar pelas veias jugulares
para o coração, mas o fluxo sanguíneo arterial para a
cabeça é aumentado. Mais uma vez, a retina do olho é
extremamente sensível e o efeito visual é uma perda
de visão devido ao “Red Out”. Se o piloto não diminuir
a pressão de controle, ocorrerá perda de consciência
em pouco tempo porque o sangue não flui através do
cérebro. Para sobreviver num ambiente de aviação, os
pilotos devem respeitar as leis da aceleração.