Khám Phá Bí Ẩn Hiện Tượng Già Đi Và Trẻ Lại Ở Phi Công

Khi nói đến những điều kỳ lạ trong ngành hàng không, không thể không nhắc đến hiện tượng phi công trải qua sự biến đổi ngoại hình một cách kỳ diệu. Dưới tác động của lực G, khuôn mặt của họ có thể hiện ra rõ rệt sự già nua nhưng cũng có thể trẻ lại chỉ trong nháy mắt.

Sự biến đổi này có thể ví như từ một cô gái trẻ xinh đẹp, bỗng chốc trở thành người phụ nữ già nua, sau đó lại trở lại là hình ảnh ban đầu. Những tác động của lực G lên khuôn mặt không chỉ khiến cho cơ bắp và cấu trúc trên mặt thay đổi, mà còn ảnh hưởng đến toàn bộ cơ thể của chúng ta.

Gia tốc là một khái niệm được đo bằng đơn vị lực trọng trường, gọi là lực G (gravity). Trên mặt đất, mỗi người phải chịu tác động của lực trọng trường là 1G. Tuy nhiên, khi phi công thực hiện các thao tác bay như lượn vòng hay bổ nhào, lực G mà họ trải qua có thể đạt tới 7,5 đến 8G, và trong trường hợp nhảy dù, con số này có thể vượt quá 10G – vượt quá giới hạn chịu đựng của một phi công dù được huấn luyện kỹ càng. Vấn đề này đặc biệt nguy hiểm khi phi công phản lực cần nhảy dù thoát hiểm trong tình huống khẩn cấp, do hiện tượng ngất xỉu có thể xảy ra ngay cả trong vài giây ngắn ngủi.

Trọng lực không chỉ đơn thuần là một lực; nó là một gia tốc ảnh hưởng đến mọi vật. Mỗi thể hiện lực hấp dẫn với nhau, và lực này có thể tác động trên khoảng cách rất xa. Trên Trái đất, lực hấp dẫn của hành tinh khá mạnh do khối lượng của nó, với giá trị xấp xỉ 9,82 m/(s^2), thường được ký hiệu là ‘g’.

Điều cần chú ý là theo Định luật chuyển động thứ hai của Newton, lực F = ma cho thấy lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với khối lượng vật. Ví dụ, lực hấp dẫn trên mặt trăng chỉ là 1,62 m/(s^2) do khối lượng nhỏ hơn rất nhiều so với Trái đất. Lực hấp dẫn giúp các vật rơi xuống mặt đất và là lực mà cánh máy bay cần vượt qua để có thể cất cánh. Khi lực nâng vượt hơn lực hấp dẫn, máy bay có thể bay lượn, như các anh em nhà Wright đã chứng minh vào năm 1903.

Sinh lý cơ thể con người phản ứng mạnh mẽ với các biến đổi của lực G.

Cơ thể con người đã quen với sự hiện diện của trọng lực trên Trái đất. Ta coi trọng lực tiêu chuẩn 9,82 m/s^2 là 1G và trong chuyến bay, các phi công có thể đang trải nghiệm nhiều hơn hoặc ít đi giá trị này.

Điều này có nghĩa là các sinh lý của họ bị tác động bởi các thay đổi trong lực G. Khi một máy bay lao về phía mặt đất, sức đẩy lên sẽ cộng thêm 1G, còn khi thoát khỏi bề mặt Trái đất, các lực gia tốc sẽ được tính theo hiệu số giữa lực đẩy và 1G.

Lực G tác động lên cơ thể theo các hướng được gọi là các trục x, y, z. Mỗi trục có chiều dương (+) hoặc chiều âm (-), trong đó chiều dương là theo hướng xuống cùng với lực hấp dẫn rồi ngược lại.

Trục Gx mô tả lực tác động từ ngực ra phía sau; Gy tác động từ vai bên này sang vai bên kia, thường gặp trong các thao tác nhào lộn. Các phi công nhào lộn liên tục chịu sức ép của loại lực này nhưng vẫn có thể kiểm soát máy bay. Gz là lực hấp dẫn dọc theo chiều thẳng đứng, tác động song song với tủy sống.

 Các phi công nhào lộn thường xuyên gặp phải loại lực G này.

Lực G ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của cơ thể, chủ yếu là trục Gz, vì lực này thường xuyên tác động trong quá trình bay và có tác động sinh lý đáng kể hơn. Gia tốc Gx phổ biến trong các chuyến bay phóng tàu con thoi, trong khi Gy ít quan trọng hơn nhưng hiện đang được chú ý nhờ vào sự phát triển của máy bay chiến đấu tiên tiến như F-22 hay F-35.

Gia tốc theo trục Gx thường được các phi hành gia trải qua trong quá trình phóng tàu con thoi.

Hệ tuần hoàn là hệ bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi lực G trong bay. Ngay cả ở 1G, huyết áp trong cơ thể cũng có sự phân bố khác nhau, với áp lực cao nhất ở chân và thấp nhất ở não. Cơ thể đã thích nghi với 1G và đây là nguyên nhân khiến bất kỳ sự tăng cường nào trong lực G sẽ làm tăng chênh lệch huyết áp, có thể dẫn đến tình trạng thiếu oxy não và gây ngất xỉu.

Hệ thống tuần hoàn bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi lực G.

Trong hàng không, điều này được gọi là G-LOC hay mất ý thức do G, và vẫn là một nguyên nhân chủ yếu gây ra tình trạng mất kiểm soát trong không quân cả quân sự và dân dụng. Chẳng hạn, trong thập kỷ 1990, Không quân Mỹ mất một máy bay mỗi năm do G-LOC.

Không chỉ gây ảnh hưởng đến tuần hoàn, lực G còn cản trở hô hấp bằng cách làm máu dồn về các đáy phổi, làm xẹp các phế nang và tạo ra sự không tương thích giữa thông khí và tuần hoàn do không khí còn lại ở phần trên phổi, trong khi lưu lượng máu rất thấp.

Ngoài ra, những ảnh hưởng ít nghiêm trọng khác của lực G là đau cơ bắp (thường xảy ra ở lưng và cổ) và những vết bầm nhỏ do mao mạch bị vỡ, thường xuất hiện ở những khu vực chịu tác động của trọng lực, được gọi là Geasles.

Các tác động ít nghiêm trọng khác của lực G là đau cơ xương.

Để giảm thiểu tác động tiêu cực của lực G, phi công thường mặc đồ bảo hộ và mặt nạ oxy. Họ cũng thường xuyên trải qua các khóa huấn luyện chịu áp lực G lớn để chuẩn bị cho những tình huống có thể xảy ra trong các chuyến bay.