Auswirkung von Beschleunigungskräften auf den menschlichen Körper


Bei jeder Änderung der Flugbahn (z.B. Kurvenflug oder Abfangen) tritt die Fliehkraft in Erscheinung.

Ein Pilot, der z.B. eine Steilkurve mit einer Beschleunigung von 3 G fliegt, „wiegt“ das Dreifache seines Gewichts in Ruhe. Somit wiegt auch sein Blut das Dreifache und der Kreislauf hat Mühe, dieses „schwere“ Blut weiterhin zu den Organen zu fördern. Da sich das Gehirn des Piloten oben befindet, ist unter diesen Bedingungen die Versorgung des Gehirns mit Blut und somit Sauerstoff besonders erschwert. Das Gehirn hat aber nur eine Sauerstoffreserve für wenige Sekunden. Wenn nun der Kreislauf die G-Belastung über eine längere Zeitspanne nicht mehr voll kompensieren kann, fallen bestimmte Funktionen des Gehirns wegen Sauerstoffmangel aus.

Dies betrifft jene Beschleunigungen, bei denen die Kraft vom Kopf in Richtung der Füße wirkt. Weil das der normalen Position im Flug entspricht, heißt sie „positive G-Belastung“. Wirkt die Kraft dagegen von den Füßen in Richtung Kopf spricht man von „negativen G“.

Die Gehirnfunktion, die als erste durch Sauerstoffmangel beeinträchtigt wird, ist das Sehen. Wenn die G-Belastung allmählich ansteigt, geht wegen zunehmendem Sauerstoffmangel zuerst das Farbensehen verloren. (Grey Out)
Bei fortschreitenden positiven G kommt es zu einer Einengung des Sichtfeldes. (Tunnelblick)
Blackout ist der völlige Sehverlust durch positive G. Sobald die Belastung wieder reduziert wird, kommt das Sehvermögen sowohl beim Grey-Out als auch Blackout nahezu unverzüglich zurück.

Eine weitaus größere Gefahr ist der G-LOC. Die Abkürzung steht für „G-Force induced Loss of Consciousness“, also durch G-Kräfte ausgelöste Bewusstlosigkeit.

Der G-LOC tritt bereits bei ca. +3 G auf, sobald die Belastung über einen Zeitraum von mehr als etwa 15 Sekunden anhält. Aber auch kurzzeitige hohe G-Belastungen können zum G-LOC führen, wenn der Anstieg der Beschleunigung so rasch erfolgt, dass der Kreislauf keine Zeit hat, sich auf die Belastung einzustellen. Im Gegensatz zum Blackout, der bei Nachlassen der Belastung quasi sofort verschwindet, kann es beim G-LOC bis etwa 45 Sekunden dauern, bevor der Pilot das Bewusstsein wieder erlangt.
Deshalb ist der G-LOC eine potenziell tödliche Gefahr.

Bei negativen Beschleunigungen wird das Blut in den Kopf gedrückt. Der Druck im Kopf kann für nicht daran gewöhnte Piloten recht schmerzhaft sein. Der „Red-Out“ kann nur bei großer (oder auch bei längerer geringer) negativer G-Belastung auftreten. Das Phänomen lässt sich so erklären, dass durch die negativen G die Unterlider nach oben vor die Augen gedrückt werden und der Pilot dann nur noch rot sieht.
Eine negative 'Beschleunigung' wird ebenfalls erreicht, wenn sich das Flugzeug in der Rückenfluglage befindet. Normalerweise wirkt die Erdanziehungskraft auf den menschlichen Körper ja in 'aufrechter' Position (also einfache Erdanziehungskraft oder 1 G).
Stellen wir den menschlichen Körper jetzt auf den Kopf (Rückenflug), so wirkt die Erdanziehungskraft entgegengesetzt auf den Körper (also -1 G).
Sehr hohe negative G können im Extremfall zu ernsten Schädigungen des Gleichgewichtsorgans und als Folge davon zu Schwindelanfällen führen.