Op deze pagina is informatie te vinden over G-krachten.
Hieronder vindt u links naar de verschillende koppen:
Wat is een G-kracht?
In dit onderdeel leggen we uit hoeveel G-krachten het lichaam kan weerstaan. Maar, wat zijn G-krachten nou precies? Je hebt altijd met G-krachten te maken, waar je ook bent, wat je ook doet. Alleen merk je het niet. Als jij op de weegschaal gaat staan en er komt 60 kg in het beeldscherm bedenk je, je niet dat er zelfs op dat moment G-krachten op je werken. Maar, dit is maar 1 G, dit houd in: 1 keer je eigen lichaamsgewicht, dus 600 Newton aan kracht werkt er op jou lichaam. Als je een rit in een (snelle) achtbaan meemaakt zul je op verschillende plekken in de achtbaan het gevoel hebben dat je maag omhoog komt of dat je juist in elkaar gedrukt word. Dat zijn G-krachten hoger dan 1 G. Als jij 60 kg/600 N weegt en je ondervind in een achtbaan zoals de Superman The Ride 5,0 G-krachten, dan houd het in dat de kracht die op jou lichaam werkt 5,0 keer zo groot wordt. Er word dus tijdelijk 3000 N aan kracht op je uitgeoefend, anders gezegd: je lichaam weegt eventjes 3000 N!
Op de onderstaande afbeelding is te zien welke krachten er meespelen tijdens een rit in een achtbaan:
Naar boven
G-kracht vanaf verschillende kanten:
Als je in een achtbaan zit zul je merken dat je verschillende krachten ondervind. Als je net naar beneden geraasd bent en onder in bent heb je het idee dat je helemaal in elkaar gedrukt wordt, als je daarna weer een bult opvliegt heb je het idee dat je bovenop die bult uit je stoeltje gelanceerd wordt. De beugels voorkomen dat je uit je stoeltje gelanceerd wordt. Als je met volle vaart door een bocht vliegt heb je ook weer het idee dat je in elkaar word gedrukt. Er zijn dus meerdere soorten G-kracht. Bovenop een bult of juist onderin, en in de bochten. Hieronder staat een korte uitleg over de soorten G-krachten (versnellingen):
- Positieve G-kracht:
Deze G-kracht word op je losgelaten, als je in de achtbaan de eerste drop naar beneden gehad hebt en net weer omhoog gaat, zoals bij een looping of een volgende heuvel. Je lichaam word op dat moment tegen jou hoofd aan gedrukt. Hierdoor heb je het idee dat je in elkaar gedrukt wordt. De maximaal toegestane positieve G-kracht bedraagt: 5 G. - Negatieve G-kracht:
De negatieve G-kracht is het tegenovergestelde van de positieve. Nu word je hoofd juist van je lichaam “afgetrokken”. Je hebt nu het idee dat je uit je stoeltje vliegt. Dit ondervind je als je over een hobbel vliegt en bij de eerste afdaling in de achtbaan. Je hebt dan het idee uit de achtbaan te worden gelanceerd. Deze G-kracht komt ook voor bij achtbanen waar de karretjes onder de baan hangen, als dit treintje dan door een looping gaat, een omgekeerde looping, kom je deze G-kracht ook tegen. Maximale toegestane negatieve G-kracht: 1,5 G (notatie: -1,5 G) . - Bochten:
Als je met volle vaart door een normale bocht gaat, vlieg je naar de zijkant van het karretje. De zijkant van het karretje is erg hard en dit is geen fijne ervaring. Deze G-krachten worden laterale G-krachten genoemd. Ook worden de G-krachten dan te hoog, en wordt het een onplezierige ervaring. Vandaar dat de achtbaan bouwers de bochten 45 graden kantelen. Je hangt in een bocht dus naar links of naar rechts. Door de baan te kantelen, in het Engels “banking” genoemd, verplaats je de “impact” van de krachten vanaf de zijkant naar boven. Je krijgt dan de G-krachten vanaf boven en dan krijg je weer de positieve G-krachten. De positieve G-krachten zijn van het hoofd naar de voeten gericht. Zo is het mogelijk om bochten met een zeer hoge snelheid te nemen. Maximale toegestane positieve en negatieve laterale G-krachten zijn: 0,5 G positief en 0,5 G negatief.
Naar boven Hoeveel G-krachten kan een mens weerstaan? De titel van ons profielwerkstuk was: De mens is de grens! En dat is absoluut waar in de achtbaan en attractie industrie. Eigenlijk zou er geen grens zijn aan de hoogte en snelheid van een achtbaan! Maar, door dat de trein een bepaalde versnelling heeft wordt er een bepaalde kracht op de mensen in de karretjes uitgeoefend, omdat de mensen in de karretjes worden gehouden door de beugels. Deze kracht mag niet hoger worden dan 5,0 G. Hier onder staan de gevolgen van de uitwerking van G: De positieve G-krachten zijn van het hoofd naar de voeten gericht. De effecten zijn voornamelijk het gevolg van de krachten die inwerken op de organen die opgehangen zijn (lever, milt, maag, ingewanden, hart, enz...) en de lichaamsvloeistoffen ( o.a. bloed ). Deze vloeistoffen worden door de G kracht naar beneden gedrukt. Hieronder staat beschreven wat men bij de verschillende G-krachten waarneemt:
- 1 G positief: De personen in de achtbaan ervaren gewoon het gevoel van hun eigen lichaamsgewicht. Wij zijn op de aarde allen blootgesteld aan een versnelling met een grootte van + 1 G.
- +2 G: De personen worden matig sterk op hun stoel gedrukt en voelen een matige zwaarte van hun handen.
- +3 à 4 G: Er ontstaan visuele symptomen. Het gezichtsveld wordt verkleint, tunnelzicht. Je kunt dan niet alles om je heen meer scherp waarnemen, je ziet alleen alles recht voor je nog scherp in een soort tunnel. Als de G-krachten wat langer aan houden kunnen mensen last krijgen van de Grey-out, dit houd in dat alles wat ze zien in een soort van mist waarnemen. Als de G-krachten dan direct weer afnemen verdwijnt deze sluier weer onmiddellijk. Bij te lang aanhouden van deze G-kracht kan al een black-out optreden, dus een kort bewustzijnsverlies.
- + 4.5 à 5 G: Bij deze G-kracht, heb je snel last van tunnelvisie en een grijze waas over je hele gezichtsveld.
- + 4.5 à 6 G: Als deze G-kracht te lang houd krijg je een zwarte sluier voor je ogen. De zwarte sluier is een ultieme waarschuwing voor het totale ineenstorten van alle activiteit van je lichaam. Vaak treed hier ook al een bloedneus op bij mensen die G-kracht niet gewent zijn.
- + 7 à 10 G: Deze G-kracht zul je nooit in een attractie tegen komen. Bij zoveel G-kracht mag het niet langer dan 3 seconden duren voor dat de G-kracht weer afnemen. Als je langer dan 3 seconden word blootgesteld aan deze G-kracht treedt bewusteloosheid op.
- +10 a 14 G: Deze G-kracht zorgt ervoor dat als je ze langer dan enkele seconden over je heen krijgt, je het niet overleeft.
Naar boven Gevolgen van G-krachten: De gevolgen van de G-krachten, zoals tunnelvisie of zelfs een black-out, komen door dat de bloedvaten worden afgekneld/dicht gedrukt. Daardoor ontstaat een zuurstofgebrek ter hoogte van de ogen en hersenen doordat het bloed door de inwerkende versnelling/G-kracht niet meer omhoog kan uit de onderste ledematen. Alhoewel een achtbaan nooit zoveel G-krachten zal halen dat de passagiers last krijgen van hun lichaam willen we dit onderdeel toch behandelen! In de achtbaan industrie is afgesproken dat een achtbaan nooit meer dan 5 G mag produceren. En de G-krachten die in een achtbaan ontstaan duren van minder dan 1 seconde. Wij kennen hier in Nederland 1 achtbaan die 2-3 seconden lang ongeveer 5 G produceert. De Express in Walibi World. We hebben ook metingen gedaan in deze achtbaan en concludeerden na de rit dat je in de 2-3 seconden van 5 G moeilijk adem kunt halen. Dat is dus al een van de eerste symptomen. Hier onder staat uitgebreid beschreven wat er met het menselijk lichaam gebeurt als deze word blootgesteld aan lange en hoge G-krachten. Dit zal in praktijk eigenlijk alleen voor komen in straaljagers! Toch beschrijven we de gevolgen hier onder:
De afstand tussen het hart en de hersenen is ongeveer dertig centimeter. Wij kunnen de bloedvaten tussen het hart en de hersenen beschouwen als een vloeistofkolom. In omstandigheden van 1 G oefent deze vloeistofkolom een druk uit van 25 mm Hg. Het bloed kan door de kracht van het hart via de aorta tegen de zwaartekracht in omhoog naar het hoofd stromen. Als het bloed het hart verlaat en de aorta in wordt geperst heeft het een bloeddruk van 100 mm Hg. In de hersenen is de bloeddruk dan nog 75 mm Hg. In de 30 centimeter die het bloed omhoog moet van het hart naar de hersenen neemt de bloeddruk met 25 mm Hg af, omdat het tegen de zwaartekracht in omhoog moet. Dit geld dus voor de normale omstandigheden: 1 G-kracht / 1 x je eigen lichaamsgewicht. Voor iedere toegevoegde positieve G-kracht wordt de bloeddruk in de hersenen verminderd met 25 mm Hg. Dit houdt in dat bij 4 G-krachten de bloeddruk ter hoogte van de hersenen 0 is, als de bloeddruk ter hoogte van het hart hetzelfde blijft. Dit betekent dat er dus geen bloeddruk meer is in de hersenen! Dit houdt in dat men normaal bij 4 G-kracht het bewustzijn zou verliezen. Gelukkig zit ons lichaam zo goed in elkaar dat het direct reageert op zulke extreme G-krachten. Het lichaam gaat de bloeddruk compenseren, het hart gaat het bloed harder het lichaam in pompen! Daardoor verhoogt het lichaam ook de bloeddruk naar de hersenen en krijgen de hersenen genoeg zuurstof. Over het algemeen geldt dat als versnellingskracht / G-kracht korter duurt dan drie seconden, dit weinig of geen effect heeft op de bloedstroom. Duurt deze G-kracht echter langer dan 3 seconden, krijgen we het fenomeen van de grey-out, de black-out en de loss of consciousness (bewusteloosheid). Voordat we daadwerkelijk buitenbewustzijn raken, merken we al eerder dat ons lichaam de G-krachten niet aan kan. We krijgen dan eerst te maken met de zichtsymptomen. Aangezien er ter hoogte van de oogbol een bloeddruk van 12 mm Hg op de bloedvaten drukt. Zodat de bloedvaten sneller zonder zuurstof komen dan de hersenen.
We krijgen dan deze symptomen: Tunnelvisie, je ziet je omgeving in een soort tunnel. Je kunt de omgeving naast je niet goed meer waarnemen. Daarna komt het symptoom: grey-out, je ziet je omgeving is een soort waas, alsof je door een matglas raam kijkt! Naar de grey-out treed de black-out op, dit is een kort bewustzijn verlies. Dit komt omdat dan dus de hersenen al zonder zuurstof komen te zitten. Dit is dus geen zichtsymptoom meer. Na de black-out kan het zijn dat je helemaal buitenbewustzijn raakt: Loss of Consciousness (bewusteloosheid). Dan komen de hersenen gevaarlijk zonder zuurstof te zitten. Als deze fase te lang duurt, en de G-krachten niet snel afnemen kan de dood intreden!
Als de G-krachten dan direct worden verminderd is er niks aan de hand. Ook de andere symptomen gaan dan direct weer over. Er kan daarbij echter gedurende enkele seconden een toestand van verwarring optreden, terwijl sommigen moeilijkheden ondervinden met het focussen van de ogen.
Naar boven Hoe kun je voorkomen dat de G-krachten te groot worden? In een achtbaan zal het nooit voorkomen dat de G-krachten zo groot worden dat je een black-out krijgt. Maar de piloten van straaljagers hebben regelmatig last van een black-out omdat zij vaak onverwachte wendingen moeten maken. Het opeens uitwijken voor een raket kan zo 9 a 10 G-krachten opleveren. Om zich zelf te beschermen tegen deze grote krachten dragen de piloten een anti G-suit. Dit is een soort broek bestaande uit vijf pneumatische zakken: één op de buikholte (abdomen), één rond elke dij en één rond elke kuit. Een anti G-suit kan door middel van veters nauw aangesloten worden rond de buikholte (abdomen) en de onderste ledematen. Als de pneumatische zakken opgeblazen zijn, verzetten zij zich tegen het ophopen van de bloedmassa op hun niveau. De anti G-suit blaast zich op in een tijdspanne van 2 seconden door middel van een ventiel dat zich automatisch opent wanneer de centrifugale kracht 2 G's overschrijdt. De druk in de pneumatische zakken is evenredig aan het aantal G's. Wanneer men het G trekken stopt ledigen de zakken zich progressief. Deze anti G-suit geeft een bescherming aan de piloot vanaf 2 G. Samen met een goede training van de piloot kan de piloot zelf nog een extra G compenseren dus kan hij samen met het Anti G-suit 3 G compenseren.
Vaak gebruiken de piloten nog een middel om zich zelf te beschermen tegen de G-krachten: het “positive pressure breathing”.
Dit is een andere manier om de bloedstroom naar de hersenen te verbeteren. Wat er gebeurd is simpel, de piloot zet een zuurstof masker op en krijgt zo lucht onder positieve druk. Een positieve druk van 44 mm Hg betekent een tolerantievergroting van 2 G. Een hogere positieve druk is niet haalbaar aangezien het teveel praktische ongemakken met zich zou brengen. Positieve drukbeademing moet altijd gecombineerd worden met een anti G-suit aangezien anders de pooling van bloed in de onderste ledematen zou kunnen toenemen. Het anti G-suit red samen met de goede training van de piloot een bescherming van 3 G, het “positive pressure breathing” haalt een 2 G bescherming. Deze combinatie zorgt er dus voor dat de piloot al een bescherming van 5 G heeft. Door deze maatregelen kan een piloot het langer uithouden voor hij een black-out krijgt of bewusteloos raakt.
Naar boven Hoe kun je, je G-tolerantie beïnvloeden? Je kunt je G-tolerantie eigenlijk niet echt goed beïnvloeden. Je G-tolerantie (hoeveel G’s je kan verdragen) is per persoon verschillend. Hier onder staan een paar factoren die jou G-tolerantie beïnvloeden:
- Chronische lage bloeddruk. (Omgekeerd is een licht verhoogde bloeddruk gunstig wat betreft de G-tolerantie)
- Afstand tussen hart en hersenen, hoe kleiner deze is, hoe beter de G-tolerantie. De Israëlische Luchtmacht bijvoorbeeld geeft voor de selectie van zijn jachtpiloten de voorkeur aan kleine, gedrongen maar krachtig gebouwde personen.
- Hyperventilatie, als je snel last hebt van dit verschijnsel beïnvloed dat je G-tolerantie in negatieve zin.
- G Training, dit hoeft niet voor een ritje in een achtbaan maar alleen als je piloot bent in een straal jager. Toch train je onbewust je G-tolerantie als je in een achtbaan gaat. Want hoe vaker je in een achtbaan gaat, en dus blootgesteld word aan G-krachten, hoe makkelijker je lichaam op den duur met de G-krachten om kan gaan.
- De anti G-suits, deze worden uiteraard niet gebruikt voor de achtbaan industrie maar alleen in straaljagers. Het helpt wel je G-tolerantie te vergroten.
- Fysieke toestand / Gezondheidstoestand, Hoe fitter je bent hoe beter je de G-krachten in attracties kan verwerken.
Naar boven 
