Havacılık

G Kuvvetleri

0903545Yüksek performanslı askeri jetlerde keskin dönüş, dalıştan sert çıkış vb. akrobasi hareketleri sırasında maruz kalınan merkezkaç kuvvetler, pilotun fizyolojik durumunu ve performansını ileri derecede bozabilir ve inkapasitasyon yaratabilir. Yerçekimi (G: Gravity) birimiyle ölçülen bu kuvvetler, hareketsiz oturan bir insan için baştan ayağa doğru olmak üzere +1G düzeyindedir. Doğrusal veya açısal yönde süratli (akseleratif) hareketler sırasında, ivmelenme ile paralel olarak +G kuvveti artar. 70 kg ağırlığında bir insan +2G’de 140 kg, +3G’de 210 kg, +9G’de 720 kg ağırlığa ulaşır. Örneğin +9G’de kolu da 9 kat ağırlık kazanacağı için, elini dizinin üstünden kaldıramayacak hale gelir. Bu sırada vücudun tek mobil organı olan kan kitlesi de, baş bölgesinden karın ve bacak bölgelerine doğru kaymaya başlar. Kısa süreli (2-3 sn.) ve yüksek (+8-9 G) akselerasyonlarda genellikle bir sorun olmaz; ama görece uzun süre (8-10 sn.) devam eden bu yüksek düzeydeki akselerasyonlar, beyin ve gözlerdeki kanın azalması nedeniyle önce görüş bozuklukları yapar: göz retinasının kansız/oksijensiz kalması nedeniyle gri görüş (gray-out) ve tünel görüşü, sonra görme alanı kararması (black-out) olur; +G kuvveti devam ederse beynin oksijensizliğine bağlı bilinç kaybı gerçekleşir. Havacılık tıbbı terminolojisinde G-LOC (G-Induced Loss of Conscioussness) olarak bilinen bu bilinç kayıpları sırasında pilotun gözleri yana kayar, başı öne düşer, saralı bir hasta gibi şuursuzca çırpınır; şüphesiz bu süreçte kumandaları da kaybeder…Bu şekilde gelişen bir çok yüksek performanslı askeri jet uçağı kazaları vardır; ama pervaneli uçaklarda gerçekleşmiş G-LOC olayları da rapor edilmiştir. Özellikle ivmeli dalıştan (-G), sert çıkışlarda (+G), G-LOC olasıdır. (Push-pull effect)

 

Askeri jetlerde uçağın yüklendiği +G kuvvetiyle koşut çalışan Anti G-suit sistemi (karın ve bacakları saran hava keseleri), pilotu bir ölçüde korur. Ayrıca pilotun yüksek +G’li hareket sırasında germe manevraları (Anti-G Straining Maneuver) uygulaması da gerekir. (Basitçe, nefesi tutup karın kaslarını ıkınır gibi kasma şeklinde yapılan bu manevra, pilota yüksek G karşısında +1,5 G kadar tolerans kazandırır.) Bunu yapabilmek için fiziksel performansın, kas gücünün ve anaerobik kapasitenin yüksek olması gerekir. Pozitif G kuvvetlerine sık ve sürekli olarak maruz kalma nedeniyle vücudun alt bölgelerinde damar şişmeleri olabilir, varis ve hemoroidler artabilir, oturma bölgelerinde kılcal damar kanamaları olabilir.

 

Hızlı jetlerde görev yapan savaş pilotları, +G kuvvetlerinin bilinç kaybına götüren tehlikeli fizyolojik etkilerine önlem geliştirmek (Anti G manevrası pratiği yapmak) amacıyla simülatör cihazlarında eğitime alınır. Ülkemizde Eskişehir Hava Hastanesi bünyesinde bulunan Fizyolojik Eğitim Merkezinde böyle bir cihaz (Human Centrifuge, G-Lab) mevcut olup Türk savaş pilotları burada periyodik olarak bu eğitimden geçmektedirler.

 

-G Kuvvetleri: Bir asansörün kablosunun kopup hızla düşmesi, lunapark eğlence araçlarının (Roller Coaster, Bungee Jumping) dalışı durumunda olduğu gibi, bir uçağın ivmeli bir şekilde irtifa kaybetmesi (dalış) durumlarında Negatif G kuvvetlerine maruz kalınır. Bu halde ivme yönü ayaktan başa doğru olduğu için kan, baş-göz-beyin bölgesine hücum eder. Kafadaki kan basıncı artışı nedeniyle (-3G düzeyinde bile) kulaklarda uğultu, beyinde şişme hissi, retinadaki aşırı kanlanma nedeniyle kırmızı görüş (red-out), göz dibinde ve beyinde kılcal damar kanamaları olabilir…

 

Bir sürat yarışçısının ani hızlanma veya yavaşlama durumlarında doğrusal akselerasyon önden arkaya veya arkadan öne doğrudur. Bu tür ivmelenmeler vücutta minimal fizyolojik değişimler yapar ve inkapasitasyona neden olmaz. Örnek, uzay uçuşları için dünyadan füze içinde fırlatma sırasında, astronotların yatar pozisyonda oldukları için vücudun önünden arkaya doğru akselerasyon almaları ve etkilenmemeleridir.

 

Pervaneli uçakta yüksek G kuvvetlerine bağlı bilinç kaybı olgusu

             G kuvvetlerine bağlı bilinç kaybı (G induced loss of consciousness: G-LOC), uçuşta pilotu yetersizliğe düşürme potansiyelinde ciddi bir tehlike olarak 80 yıldır bilinmektedir. 1970’li yıllarda F-15 ve 1980’li yılların başlarında da F-16 uçuşlarında bilinç kaybına bağlı kazaların görülmesi üzerine G- LOC yeniden gündeme geldi. Bu sıralarda insan santrifüjü uçuşlarında G-LOC olgularının görüntülenmesinden sonra tehdidin adı da tam olarak konuldu, ciddiyetine de resmen inanılır oldu. Yapılan bilimsel çalışmalar ve istatistiklerde, yüksek performanslı jet uçaklarında uçan pilotların %25’inin G-LOC’a uğradıkları, ancak bunların bir kısmının fark edilmediği, fark edilenlerin bazılarının da itiraf edilmediği gösterilmiştir. Pilotu 15-30 saniye süreyle inkapasite duruma sokan G-LOC, yüksek performanslı savaş uçakları (F-16, F-4, F-5) uçuşlarında olduğu kadar, G artış oranı yüksek bir jet eğitim uçağı olan T-37’de de ölümlü kazalara yol açma potansiyelinde bir faktördür.

 

Olgu: Ütğm.A. 26 yaşında, Avustralya Kraliyet Hava Kuvvetlerinde 6 yıllık uçuş tecrübesi olan pilot. 181 cm boyunda, astenik yapıda, sağlıklı görünümde. Pilotaj eğitimine tek motorlu, pervaneli bir uçak olan CT4 ile başlamış, jet eğitimini Macchi MB326H ile yapmış, mezuniyetini takiben Caribou nakliye uçağında görevlendirilmiş, 5 yıl sonra (1988 yılında) ise öğretmen pilot kursu için tekrar CT4’e dönmüş.

 

Uçak: CT4, yan yana iki koltuğu olan, -1,8 ile  +5,5 G’ye kadar yüksek aerobik kapasiteli ve anti-G suit donanımı olmayan bir uçaktır.

 

Olay: Ütğm.A. CT4 uçuşlarına başladığı hafta beşinci uçuşunda yalnıza kalmış ve akrobasi sırasında 4 G düzeyinde grey-out nedeniyle abort etmiş. Sonraki uçuşunu öğretmen ile yapmış ve yedinci keskin dönüş hareketi sırasında (4 G’de) kollarında kontrolsüz atmalar olmuş, sorulan sorulara cevap verememiş, 15 sn. bilinçsiz, 20 sn. de şaşkın bir devre geçirmiş, uçuşun sonraki bölümü iptal edilerek üsse dönülmüş.

Klinik İnceleme: Bir gece önce iyi uyuduğu, alkol almadığı, kahvaltı ve öğle yemeği yediği, sigara alışkanlığı olmadığı, psikolojik stresi bulunmadığı anlaşıldı. Nabız, tansiyon, kan ve idrar tahlilleri, tiroid ve karaciğer testleri, şeker, üre ve elektrolit düzeyleri ile EEG ve EKG’si normal bulundu.

 

Teknik İnceleme ve Uçuş Değerlendirmesi: Uçakta ve yaşam destek ekipmanında mekanik problem yoktu. Anti-G Straining Manevralarını (AGSM) iyi bildiği ve doğru uyguladığı görüldü. Birlik Komutanlığı pilotun tekrar uçuşa dönmesine mani bir durum olmadığına karar verdi.

 

Hava Kuvvetleri Tıbbi Otoritesi (Aircrew Medical Fitness Board), Ütğm.A’nın uçuşa gönderilmeden önce santrifüj uçuşunda değerlendirilmesini önerdi. Fakat üst karar organı (The Employment Standard Commitee) Avustralya’da bu imkân olmadığı için pilotu uçuşa iade etti.

 

Tartışma ve Sonuç: Ütğm.A. daha önce uçuşta müteaddit görüş kararması (gray-out) epizotlarından sonra, pervaneli bir uçakta  4 G düzeyinde G- LOC olmuştur. Bunu yaratan faktörler muhtemelen şunlardır:

  1. G toleransı düşmesi. Pilot son 5 yıldır görevli olduğu nakliye uçağında G kuvvetlerine maruz kalmadığı için, G toleransı azalmıştır.
  2. Yetersiz Anti-G Manevrası. Bu tekniğini teorik olarak bilmesine rağmen, 5 yıldır uçuşta pratiğini yapmadığından, manevrayı etkin biçimde uygulayamamıştır.
  3. Uçağa kumanda etmiyor olmak. Pilotun uçakta ikinci pilot olarak bulunması, akselerasyonlu manevraların başlangıcı, tavanı ve süresi hakkında yetersiz bilgiye ve AGSM zamanlamasında zafiyete yol açmış, böylece direnç azalmıştır.
  4. Yorgunluk. Maksimum oranlı 7 keskin dönüşten sonra pilotun yorulmuş olması, AGSM’yi etkinlikle yapamamasına neden olmuştur.

Bu olay dışında Avustralya Hava Kuvvetlerinde CT4 uçaklarında meydana gelen üç,

Winjeel uçaklarında rapor edilen dört G-LOC olayı daha vardır. Özellikle solo uçuşlardaki G-loc olaylarının %50’si pilotun bellek yitimi nedeniyle hatırlanmamakta, bazıları kazayla sonuçlandıkları için ne olduğu tam olarak bilinmemekte, bir bölümü ise pilot tarafından deklare edilmediği için sır olarak kalmaktadır. Bu olgu, G-LOC’ın sadece yüksek performanslı jet uçaklarında karşılaşılan bir sorun olmadığını, kaza-kırım incelemelerinde neredeyse her uçak tipi için G- LOC’ın bir faktör olarak hatırda tutulmasını ve en önemlisi de, tüm askeri pilotların AGSM öğretisi için santrifüj eğitimine alınmaları gereğini vurgulamaktadır.

Kaynak: Ross JA. A case of G-loc in a propoller aircraft. Aviat Space Environ.Med. June 1990: 567-8

Çeviri: Doç.Dr. Muzaffer Çetingüç

 

Yorum Yaz