¿Cuáles son las fuerzas G máximas a las que los humanos pueden sobrevivir?

Leí que fuerzas g muy altas podrían matar a un piloto, el cerebro empujando el cráneo.

Las fuerzas G elevadas impiden el flujo de sangre al cerebro debido a que la sangre se acumula en la parte baja del cuerpo bajo una aceleración elevada. Esto hace que el piloto se desmaye eventualmente.

¿Hay alguna forma de disminuir o sobrevivir a estas fuerzas y cómo funcionaría si ignora las capacidades de las aeronaves?

Sí, la mayoría, si no todos, los pilotos de combate modernos usan G-Suits. El principio básico de la operación es restringir el flujo de sangre a la parte inferior del cuerpo para evitar que se acumule en una maniobra G alta para aumentar el flujo de sangre al cerebro. El traje G generalmente le da al piloto alrededor de 1G de mayor tolerancia. La tolerancia humana promedio está entre 3G y 5G . Aparte de posiblemente algunos aviones acrobáticos, no conozco ningún avión civil o comercial equipado con G-Suits. En términos generales, la buena salud del corazón puede ayudar a mitigar los efectos en situaciones G sostenidas. Por eso es tan vital que los pilotos de combate estén en la mejor forma física, ya que los aviones de combate son capaces de realizar maniobras G muy altas.

Puede disminuir la fuerza G general experimentada alterando su maniobra (es decir, no experimentando tanta aceleración). Sin embargo, en una situación de combate, se pueden justificar algunas maniobras de alta G y, por lo tanto, se usan los trajes. En el vuelo civil, todas las maniobras deliberadas están dentro de los límites humanos.

Si no, ¿cuál es la fuerza g máxima de supervivencia con la tecnología actual?

Esto depende del tiempo de exposición a la G-Force, consulte esta pregunta/respuesta .

Leí que fuerzas g muy altas podrían matar a un piloto, el cerebro empujando el cráneo.

No precisamente. Los seres humanos que han sido asesinados por aceleraciones muy altas (del orden de decenas a cientos de gs por una fracción de segundo) tienden a verse perfectamente bien por fuera, pero son un desastre por dentro. La causa más probable de muerte es la ruptura de las arterias coronarias, seguida de una hemorragia interna masiva. Piense en Evelyn McHale (imagen a continuación, fuente ):

Estas desaceleraciones breves pero muy fuertes son típicas de los accidentes de aviación. Al pasar al rango de supervivencia, encontrará nuevamente decenas de gs , pero solo se pueden sobrevivir con muchas restricciones. Piense en el Dr. John Stapp (imagen a continuación, fuente ).

Ahora argumentará que observa las aceleraciones en una dirección diferente. Ese es mi punto: No hay un solo número mágico, sino un amplio rango, dependiendo de varios factores:

• Duración de exposición. Mira los diagramas de Eiband para hacerte una idea. Con una exposición de 1 segundo, un ser humano sentado bien entrenado sobrevivirá 10 g ileso y sufrirá lesiones graves por encima de 30 g.
• Dirección de exposición. De nuevo, mira los diagramas de Eiband. En una posición boca abajo, el mismo piloto que solo podía tolerar 10 g mientras estaba sentado, sobrevivirá a 40 g durante un segundo.
• Condición física: las personas mayores y enfermas tolerarán quizás un tercio de lo que puede sufrir una persona joven y en forma.
• Tecnología: Restricciones, traje anti-g, maniobra de esfuerzo anti-g (una técnica física en la que el aviador empuja el aire de los pulmones contra una glotis cerrada, mientras contrae simultáneamente los músculos de las pantorrillas, los muslos y los hombros).

Una combinación de los tres permite que un piloto entrenado mantenga 9 g sentado durante varios segundos. Prueba:

"Entrenamiento de centrífuga para clasificar al Gripen en Suecia" ( YouTube )

Evidencia adicional: cuando se introdujo el F8F Bearcat, Grumman les dijo a los pilotos que no tiraran más de 7,5 g, porque con esa carga las puntas de las alas se desprenderían para proteger el resto del ala de la sobrecarga . Misteriosamente, muchos F-8F regresaron con las puntas de las alas cortadas. Esos pilotos de la Armada simplemente querían saber si la protección funcionaba.

Cuando quiera ir más allá de eso, cambie a una posición boca abajo. Eso efectivamente cuadruplica el límite, por otro lado, la maniobra de esfuerzo perderá la mayor parte de su efectividad.

Curiosamente, y no tan práctico para volar pero ha sido estudiado por la Agencia Espacial Europea, si estás sumergido en un baño de líquido puedes soportar fuerzas G extraordinariamente altas, superiores a 24 Gs.

Pregunta anterior sobre Physics Stack: ¿Liquid Immersion protege contra las fuerzas G?