Wurden die Anti-Schwerkraftanzüge der Piloten von Giraffen abgeschaut?

Viele Menschen haben sicherlich schon einmal die Erfahrung gemacht, Achterbahn zu fahren. Sie sollten wissen, dass die Belastung einer Achterbahn unter normalen Umständen nur etwa 4G beträgt (die Schwerkraft, der normale Menschen unter normalen Umständen ausgesetzt sind, beträgt 1G). Viele Menschen haben sich bereits übergeben und ihr Gehirn ist leer. Wenn Kampfpiloten spezielle Manöver durchführen, kann die Belastung sogar 10 G erreichen. Wenn in dieser Situation der Flug plötzlich beschleunigt, fließt das Blut im Körper aufgrund der Zentrifugalkraft und Überlastung in die unteren Gliedmaßen, was zu einer Ischämie im Gehirn und Herzen führt und beim Piloten zu Schwarzsehen, Ohnmacht, Hörverlust und Bewusstlosigkeit führt. Der Anti-Schwerkraftanzug ist ein Kleidungsstück, das „hilft“, Überlastungen abzubauen und eine gute körperliche Verfassung aufrechtzuerhalten.

Was ist ein G-Suit?

Anti-Load-Kleidung ist, wie der Name schon sagt, Kleidung, die Belastungen standhält. Es ist bekannt, dass Piloten bei taktischen Manövern in modernen Düsenjägern Belastungen ausgesetzt sind, die ein Vielfaches ihres Körpergewichts betragen. In diesem Fall reicht es nicht aus, sich ausschließlich auf die starke körperliche Verfassung des Kampfpiloten zu verlassen, um dieser Belastung standzuhalten. In schweren Fällen kann es zu Schwarzsehen, Bewusstlosigkeit und sogar Organverschiebung kommen.

Die wichtigsten Arbeitsteile des Anti-Schwerkraftanzugs sind der Bauch und die unteren Gliedmaßen des menschlichen Körpers. Darin befinden sich aufblasbare Airbags. Wenn der Pilot über den Standard hinaus überladen ist, können die Airbags aufgeblasen werden, um den Bauch und die unteren Gliedmaßen des Piloten zusammenzudrücken und so den Blutfluss in die unteren Gliedmaßen zu verhindern. Dadurch können Schwarzsehen, Ohnmacht und andere Situationen vermieden oder gelindert werden. Eine solche Druckbeaufschlagung kann nicht nur gute Bedingungen für die Funktion des menschlichen Zentralnervensystems und der Großhirnrinde schaffen, sondern auch die inneren Organe in einer bestimmten Position halten, um eine Verschiebung zu verhindern.

Woher kommt die Inspiration für den Anti-Schwerkraftanzug? Das bringt uns zur Giraffe.

Giraffen sind derzeit die größten Tiere der Welt. Sie sind im Stehen etwa fünf bis sechs Meter groß, ihr Hals macht jedoch ein Drittel ihrer Körpergröße aus. Das bedeutet, dass der Kopf der Giraffe zwei bis drei Meter von ihrem Herzen entfernt ist. Um das Gehirn ausreichend mit Blut zu versorgen, muss das 11 kg schwere Herz dem Blut einen hohen Druck verleihen. Der arterielle systolische Druck liegt bei etwa 300 mmHg und ist damit fast dreimal höher als der normale Blutdruck des Menschen. Menschen mit hohem Blutdruck haben am meisten Angst davor, plötzlich den Kopf zu senken. Wenn eine Giraffe ihren Kopf senkt, um Wasser zu trinken, liegt das Gehirn einer Giraffe einer allgemeinen Analyse zufolge tiefer als das Herz. Eine große Menge Blut fließt ins Gehirn, wodurch der Blutdruck steigt und Blutgefäße wie Ballons platzen. Dann stirbt die Giraffe an Krankheiten wie einer Hirnblutung oder einem Blutgefäßriss, wenn sie ihren Kopf senkt, um Wasser zu trinken.

Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall. In der Halsvene der Giraffe befindet sich ein magischer Schalter namens Ventil. Wenn die Giraffe ihren Kopf senkt, schließt sich das Ventil automatisch, um zu verhindern, dass eine große Menge Blut nach unten strömt. Wenn die Giraffe den Kopf hebt, öffnet sich der Schalter automatisch wieder. Neben den Klappen spielt auch die Haut der Giraffe eine wichtige Rolle. Wenn die Giraffe ihren Kopf senkt, spannt sich die Haut an und umschließt die Blutgefäße fest. Dadurch wird der Blutfluss zum Kopf eingeschränkt, sodass die Blutgefäße aufgrund des plötzlichen Blutdruckanstiegs nicht platzen.

Durch eingehende Forschungen zur biologischen Struktur und zum Gang von Giraffen gelang es Designern, das Konzept der Bionik in das Kleidungsdesign zu integrieren und Anti-Schwerkraftanzüge zum Schutz der Piloten zu entwickeln. Auf diese Weise wurden die Beschwerden und Schmerzen gelindert, die durch zerebrale Ischämie verursacht werden, wenn Piloten von Hochgeschwindigkeits-Kampfflugzeugen plötzlich beschleunigen und steigen. Dieser erfolgreiche Fall ist ein eindrucksvolles Beispiel für die harmonische Koexistenz von Technologie und Natur. Ich bin davon überzeugt, dass bionisches Design in naher Zukunft seinen einzigartigen Wert in noch mehr Bereichen unter Beweis stellen und intelligentere, komfortablere und praktischere Produkte für die Menschheit hervorbringen wird.

Autor: Zhou Chenxia

Prüfungsexperte: Professor Li Xianghong

Experte für wissenschaftliche Kommunikation der China Textile Engineering Society (Hebei University of Science and Technology)