Hårt pass i g-gymmet

Det behövs inga stålmän för att klara höga g-krafter - det är till stor del en träningssak. Varför vissa är mer g-tåliga än andra är fortfarande ett mysterium.

Av Jan-Ivar Askelin

Först går den som en långsam karusell. Och så rycker den till. Centrifugen på Karolinska institutet slungar snabbt upp försökspersonen i nio g . Att se en centrifug snurra på TV är en sak. I verkligheten är det svårt att tro att någon klarar detta med medvetandet i behåll. I övervakningsrummet följs försökspersonen. Det är ingen stålman från flygvapnet, om nu sådana finns, utan studeranden Anders Brumér som drygar ut studiebidraget med några svängar i centrifugen.

- Flygvapenpiloterna kommer vi sällan åt, säger Ola Eiken vid FOI som leder försöken. De ska ju flyga i första hand och vi klarar oss med våra frivilliga. Huvudsaken att man är frisk, det behövs inga övermänniskor för att klara nio g.

Under ett halvsekel har stridsflygplanen utvecklats från den flygande tunnan J 29 till dagens Gripen. Generation efter generation av flygförare har avlöst varandra, men de har en sak gemensamt. De flesta har någon gång slungats runt i centrifugen på Karolinska. Så gammal är nämligen centrifugen. En gång drevs den av en elmotor från en utrangerad ubåt. Idag står en betydligt mindre och mer avancerad motor i källaren.

Det byggs en ny centrifug i Linköping. Den är egentligen en mycket avancerad flygsimulator. Men den gamla centrifugen fungerar fortfarande bra för sitt ändamål. Den används för forskning och för att kvalificera Jaspiloter för att klara nio g.

Centrifugen byggdes när planen började närma sig ljudhastigheten. Flygvapnet hade en dyster haveristatistik och många piloter antogs ha omkommit därför att de förlorat medvetandet eller tappat rumsuppfattningen. Något måste göras och man satsade på g-forskningen.

- När planen kommit upp i runt sex g ansågs g-forskningen vara avslutad, säger Ola Eiken. Man skulle klara sig med det man visste. Men så kom den nya generationens flygplan med F 16, Jas och de andra. Instabila flygplan som kunde svänga snabbt och länge i höga farter. Då räckte inte de gamla g-kunskaperna längre. Ett problem med g-forskningen är att den är ryckig. De militära g-experterna går vidare i karriären utan att alltid ha någon att lämna över till. På den civila sidan har anslagstilldelningen varit så ojämn att återväxten av forskare varit dålig.

Man kan ju tycka att g-forskarna borde veta allt vid det här laget men så är det inte. Man vet tex att styrketräning är bra för g-tåligheten, men man vet inte varför. Inte heller varför en del är g-monster och tycks klara allt, medan andra slocknar fort.

- Vi kan ta in folk från gatan och se att en inte klarar mer än 2,5 g medan en annan klarar upp till 7,5 g. Men vi kan inte förklara varför, säger Ola Eiken. Vi kan förstå att deras kroppar fungerar olika. Man har reflexer som ser till att ett blodtrycksfall i höjd med huvudet kompenseras. Men varför vissa individer har starkare reflexsvar än andra vet vi inte. Det är mycket komplicerade processer som startar i kroppen när den så snabbt utsätts för dessa krafter.

Piloter lär sig spela med muskler
Ända fram till och med Viggenepoken klarade sig många piloter med hemsnickrade metoder för att ta höga g. En stor hjälp får man av g-dräkten, men mycket måste man göra själv genom att spänna benmusklerna för att hindra blodet från att rusa ner och att krystningsanda för att krama åt hjärtat. Ett Viggenplan når höga g-tal successivt medan ett Jasplan når nio g på några ögonblick. Därmed mister piloten de traditionella varningstecknen på att belastningen är för hög som att synfältet minskar. I det läget kunde piloten ta det lugnare och bli normal igen. Vid flygning med dagens högprestanda plan är det inte säkert att man får sådana varningstecken. Innan han går in i en nio g-sväng måste piloten spänna benmuskler och börja krysta för det tar ändå någon sekund innan den nya effektiva g-dräkten och övertrycksandningssystemet hjälper till.

Idag är det alltså viktigt att piloterna lär sig utföra effektiva muskelanspänningsmanövrer (anti-g manövrer). På flottiljerna finns instruktörer som visar hur man spänner benmusklerna i rätt ordning. Man måste helt enkelt lära sig att koppla på en massa olika muskler i rätt ordning. När man väl kan det så sitter det automatiskt.

Arbetsgivaren håller med g-skydd
För att kvalificera sig som Jaspilot ska man klara nio g i 15 sekunder med hjälp av endast g-byxor, muskelspel och andningsteknik. Instruktörer från flygvapnet ska lotsa piloterna över tröskeln.

- Det är inte alla som klarar detta på första försöket, men det är till stor del en träningssak, säger Ola Eiken. I Sverige är inte g-tålighet ett kriterium vid rekrytering. Vi har filosofin att arbetsgivaren ska hålla med g-skydd. I praktiken är det den minst g-tålige piloten som blir normgivande för hur effektivt g-skyddsmaterialet måste vara. I Sovjetunionen var inställningen en annan. Där valde man ut folk som tålde påfrestningar och gjorde dessa till piloter. De ryska g-skyddssystemet är inte lika effektivt som det vi har i Jas-planet.

Vid flygning är de höga g-krafterna riktade i huvud-till-fot vilket medför två problem:

• Det blir ett tryckfall i blodpelaren mellan hjärta och hjärna vilket leder till att blodtrycket i hjärnan kan bli för lågt - man förlorar medvetandet.
• Blod samlas i benens vener vilket minskar blodtrycket även i höjd med hjärtat.
• Piloten själv kan:
• Krystningsanda vilket innebär att man tar snabba korta andetag (luftväxlingar) och dessemellan komprimerar luften i lungorna mot ett stängt struplock. Då ökar trycket i bröstkorgen, hjärtat pressas ihop och trycket i hjärtat och stora kroppspulsådern ökar.
• Spänna muskler från underben till säte, vilket förhindrar att blod ansamlas i benens vener.

Med hjälp av g-dräkten och övertrycksandningssystemet kan man i princip åstadkomma samma effekter utan att piloten behöver anstränga sig:

• Dräkten kramar åt blodkärlen på benen.
• Dräkten trycker in en luftblåsa mot buken så att mellangärdet och hjärtat inte åker ner.
• Övertrycksandningssystemet ökar trycket i inandningsgasen i syrgasmasken. Detta ökar trycket i bröstkorgen och därmed även i hjärtat och stora kroppspulsådern.

Världens g-forskare är generösa mot varandra. Ola Eiken säger sig inte ha sett en enda hemlig rapport i ämnet. G-forskningen är till för att höja flygsäkerheten och inte för att vinna taktiska fördelar i luftstrider. Ett bevis för detta är samarbetet mellan USA och Sverige i samband med att Sverige utvecklade Jasdräkten. Utvecklingsarbetet utfördes av dåvarande FOA tillsammans med FMV och flygvapnet, men utprovningen utfördes till stora delar vid Brooks Air Force Base i USA.

Centrifugen används bla till:

• Prov med dräkter och krystningsmanövrar
• Grundforskning som att studera g-tolerans hos tränade och otränade.
• Armsmärtor

När g-dräkten ger piloten en björnkram ökar blodtrycket extremt mycket i armarna. Fartreglaget sitter lite lägre i kabinen än styrspaken så därför är armsmärtor i gasarmen, vänsterarmen, vanligast.

- Enklast vore naturligtvis att höja gasreglaget, men det går inte i efterhand att till rimliga kostnader bygga om planet, säger Ola Eiken. Det finns ett glapp mellan konstruktörer och humanforskare och det är piloterna som får betala det priset med värk i armarna.

Forskarna har dock till stor del löst problemet. Kärlgympa är en bra metod. Det går att träna upp blodkärlen. Det visade man med att stoppa in armen i en tryckkammare. I praktiken handlar det om att successivt vänja sig vid höga g så att kärlen tränas innan de utsätts för riktigt höga g-belastningar. Piloterna har även god hjälp av en av flygvapnet utvecklad enkel mekanisk hylsa som träs över armen och ger kärlen stöd mot de höga trycken.

Balansorganen luras av g-krafter
G-kraften hotar inte bara att släcka piloten utan kan också få honom att inte tro på sina sinnen. När centrifugen rycker igång får försökspersonen en känsla av att flyga upp mot taket och vid inbromsningen verkar nästa anhalt vara källaren. Snarlika sinnesvillor, som beror på att innerörats balansorgan luras av de höga g-krafterna, har lett till många haverier. Marinflygare har kört ner i havet efter starten från hangarfartyget därför att de känt att de stigit för mycket. Nu startar planen automatiskt. Piloten måste visa händerna i vädret innan katapulten slungar iväg honom.

Felaktig uppfattning om var man är i luftrummet var förmodligen orsaken till att John Kennedy jr sommaren 1999 kraschade i vattnet.

- Enligt vad som sägs i branschen ledde det till att forskningsanslagen på det området ökades, säger Ola Eiken.

Jan-Ivar Askelin är redaktör för Framsyn.

Från Framsyn nr 3-2001 - www.foi.se/framsyn