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科普 | 飞行员的抗荷服原来是跟长颈鹿学的?

应该有很多人都有过坐过山车的经历,要知道一般情况下过山车的载荷不过4G左右(普通人在正常状态下承受的重力是1G),很多人就已经出现了呕吐,大脑一片空白的情况。而战斗机飞行员在做一些特殊机动动作的时候载荷甚至能达到10G。在这种情况下,猛一下加速,身体中的血液就会在离心力、过载的作用下向下肢流动,造成大脑和心脏缺血,导致飞行员黑视、昏厥、听力丧失及丧失意识,而抗荷服就是来“帮忙”降低过载、保持良好身体状态的服装。

什么是抗荷服?

抗荷服顾名思义,对抗载荷的衣服。众所周知,飞行员在驾驶现代喷气式战斗机进行战术机动动作的时候身体会承受数倍于体重的载荷,在这种情况下,如果仅仅是凭借战斗机飞行员过硬的身体条件是不足以抵抗这种载荷的,严重的情况下会出现黑视,意识丧失甚至是脏器位移。

抗荷服主要的作用部位是人的腹部和下肢,其内部有可以充气的气囊,当飞行员过载超标时,就可以通过充气膨胀挤压飞行员的腹部和下肢,防止血液向下肢流动,从而避免、减轻黑视、昏厥等情况,这样的加压,不仅能为人体中枢神经系统和大脑皮层的工作创造良好条件,还能使内脏器官保持一定的位置,防止移位。

抗荷服的设计灵感是从何而来呢?

这就不得不提到长颈鹿。

长颈鹿是目前世界上最高的动物,站直有五六米高,但是脖子就占了三分之一,这导致长颈鹿的头部离心脏有两三米远,为了能给大脑提供充足的血液,靠着一颗重达11kg的心脏给血液一个高压力,动脉收缩压约300mm汞柱,这意味着比人类的正常血压高出将近3倍。血压高最害怕的就是猛然的低头,按一般分析,当长颈鹿低头饮水时,大脑的位置低于心脏,大量的血液会涌入大脑,使血压增高,血管像气球般胀破,那么长颈鹿会在低头饮水时因脑充血或血管破裂等疾病而死。

但实则不是这样的,长颈鹿颈部静脉里有一个神奇的开关叫瓣膜,低头时瓣膜会自动关闭,阻止大量血液疾速而下,抬头时开关又会自动打开。除了瓣膜之外,长颈鹿身上的皮肤也起到了至关重要的作用,当长颈鹿低头时皮肤收紧牢牢箍住血管,限制流向头部的血流量,这样就不会因为血压的突然升高使得血管胀破。

通过对长颈鹿生物结构和步态的深入研究,设计师成功将仿生学理念融入服装设计,创造出保护飞行员的抗荷服,从而解决了超高速战斗机飞行员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的不适和痛苦,这一成功案例为科技与自然的和谐共生提供了一个引人瞩目的范例。相信在不久的将来,仿生设计将在更多领域展现其独特的价值,为人类创造出更为智能、舒适和实用的产品。

发售日期:2024-02-02

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