第三章航空生物动力学因素.ppt

第四章航空动力 第一节加速度 南航医院保健科：刘远亮 目的和要求 1、了解决定加速度生物动力学效应的基本因素、意识丧失。 2、掌握科里奥利加速度与科里奥利力、流体静压参考点的定义，持续性正加速速度对人体的影响。 几种加速度 1、匀速直线运动是没有加速度的运动 2、物体作直线加速度运动时 a=v2-v1/t2-t1=△v/△t=v22-v12/2s 3、曲线运动中的加速度 （1）变速曲线运动 切向加速度：加速度对应于速度大小的变化at=Lim△v/△t 法向加速度：加速度对应于速度方向的变化 an=v2/R 几种加速度 (2)变速圆周运动：a=√at2+an2 （3）匀速圆周运动:at=0 只有向心加速度 an=v2/R 4、加速度的G单位制：重力加速度字母g g也是衡量一切非重力加速度的标准。 加速度值的大小（角加速度除外）可用其为重力加速度的倍数表示 G＝非重力加速度/重力加速度＝a/g 比值是几倍就是几个G 5、角加速度 角位移θ 角速度ω 角加速度a ω= Lim△θ/△t （弧度/秒） a= Lim△ω/△t 角速度随时间的变化率 角速度和角加速度的方向均按右手规则，即逆钟为正，反之为负， 角加速度不能与线加速度进行矢量运算，也不能用G表示其大小，但可以由下列公式： 角加速度 线加速度与角加速度的关系： an=v2/R=Rω2 表示法向加速度与角速度平方成正比 at=Ra a为角加速度，表明切向加速度与角加速度成正比关系 6、惯性力 （1）惯性参考系 ：当选定的参考物保持静止（与地球相对静止）或作匀速直线运动时，这种参照物成为惯性参考系。牛顿三定律适用。 （2）角速度参考系：当选定的参考物作加速度运动时（相对于惯性参考系作加速运动），这种参照物称为加速参考系。牛顿三定律不适用 （3）惯性力 定义：是形成物体运动的加速度的力的负值。惯性力是惯性的表现，但它不是“反作用力”，因为找不到这种力的施加物体。但这种力在加速参考系中可以测量出来，也能感受和观察到它的作用效果。 Fi=-Fa=-ma 惯性离心力：Fi=-man=-mv2/R 惯性力的性质 1、是因惯性而承受的一种力，这种力不是由物体相互作用而产生的，因此不是反作用力。 2、方向与加速度方向相反 3、以力场作用于物体的每一个质点，其对人体的生理效应与重力相同,其影响作用与真实力无异。 4、可以与重力进行矢量运算。 7、科里奥利与科里奥利力 在转动参考系中，物体在做牵连运动的同时又沿着转动半径做相对运动，由于相对运动与牵连运动之间的交互耦合作用而产生的加速度，称之为科里奥利加速度，用ac 表示 ac=2ωv’ ac=2ωv’ sinα 方向：ac相对速度V’垂直。当Vq随△t增加而增大时，ac与Vq方向一致；当Vq随△t增加而减少时，ac与Vq方向相反。 科里奥利力 Fc=-m× ac =-2mωV’sinα Fc方向与ac 相反，与相对速度V’垂直。 Fc方向的判定原则： 当转动参考系按顺时针方向时，沿着物体运动的方向， Fc指向物体的左侧；反时针转动时沿着物体运动的方向， Fc指向物体的右侧。 应用于飞行学员、飞行员和航天员的前庭功能选拔 决定加速度生物动力学效应的基本因素 一、机体方面的因素 1、生物体质量大小对加速度生物动力学效应的影响。 2、生物组织器官结构的力学特性对加速度生物动力学效应的影响 3、机体机能状态对加速度生物动力学效应的影响 4、机能代偿、机能障碍与病理损伤 决定加速度生物动力学效应的基本因素 二、加速度方面的因素 1、加速度G值 2、作用时间 3、加速度增长率 4、加速度作用方向 5、加速度作用的范围和部位 6、加速度的复合作用 持续性正加速度对人体的影响 一主要生物动力学效应 1、体重增加 2、血液流体静压增大及血液转移 3、器官位移和变形 第二节对循环系统的影响 （一）、血压变化 体循环流体静压参考点：从流体学可知，在充满液体的密闭管道系统中，总有一个部位的流体静压力为零，当管道位置发生改变或在惯性力作用下，其零压力保持不变。该零压力部位为流体静压分布的参考水平，称为“流体静压参考点” 人体：以心水平作为动脉系统流体静压参考点，以右心房作为静脉系统流体静压参考点 心脏机能改变 1、心率加快 2、心输出量减少 3、冠状动脉血流，在人体可耐受范围内的＋Gz暴露时，冠状动脉血流量随G值增大而相应增加。 4、心电图的改变 循环系统代偿机能 1、心率加快，心肌收缩力增加，心输出量增多，阻力血管收缩和小静脉紧张增强，从而使心水平升高，头水平动脉回升。