traje antigravedad

Wilbur R. Franks había sugerido un sistema lleno de agua en 1938 y, ante la falta de financiación gubernamental, construyó un prototipo —a su medida— con financiación privada, pero su trabajo se vio limitado por la disponibilidad de una aeronave adecuada. En 1940, el Reino Unido proporcionó un Supermarine Spitfire para ayudar en su investigación. ^{[ 8 ]} Los primeros trajes antigravedad ^{[ 12 ]} fueron desarrollados por un equipo liderado por Franks en el Instituto Médico Banting y Best de la Universidad de Toronto en 1941. ^{[ 13 ]} Los trajes fueron fabricados por la compañía Dunlop y se utilizaron operativamente por primera vez en 1942 por pilotos del Escuadrón 807 del Arma Aérea de la Flota (FAA) que volaban Supermarine Seafire durante la Operación Torch ^{[ 14 ]} invasión del norte de África. Estos dispositivos utilizaban vejigas llenas de agua alrededor de las piernas; se desarrollaron dos versiones :

• Los trajes Franks Mark I fueron utilizados por los pilotos de los aviones Hawker Hurricane y Supermarine Spitfire de la RAF ;
• Los trajes Franks Mark II fueron utilizados por los pilotos de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos y de la Real Fuerza Aérea Canadiense .

La adopción del traje por parte de la RAF fue limitada, ya que existía preocupación por que los pilotos superaran los límites de estrés de sus aeronaves y la posibilidad de revelar su existencia al enemigo. ^{[ 8 ]}

El profesor Frank Cotton de la Universidad de Sídney, Australia , diseñó el primer traje antigravedad accionado por gas que tuvo éxito. ^{[ 15 ]} La investigación comenzó a finales de 1940, y se diseñó un traje con sacos de goma cubiertos externamente por un material inextensible. Los sacos se inflaban automáticamente cuando aumentaban las fuerzas g durante el vuelo. El traje se desarrolló en la Facultad de Medicina de Sídney. Cotton construyó la primera centrífuga humana en el Edificio Anderson Stuart de la Universidad de Sídney bajo estrictas medidas de seguridad propias de tiempos de guerra. Los voluntarios, jóvenes aviadores, fueron atados por las piernas a la centrífuga y sometidos a altas fuerzas g y monitoreados hasta que se produjo el desmayo. Todos perdieron el conocimiento. El 19 de febrero de 1942, día del gran bombardeo japonés de Darwin , el traje de Cotton fue aprobado por los jefes de guerra aliados. Los estadounidenses pronto emitieron órdenes para la fabricación de un traje basado en el diseño de Cotton. ^{[ 16 ]} El traje de Cotton fue posteriormente probado en vuelo en un Hurricane, Kittyhawks y Spitfires y proporcionó una protección de aproximadamente 2 g. Fue examinado por el Laboratorio Fisiológico de la RAF y la Real Fuerza Aérea llevó a cabo pruebas comparativas del traje antigravedad Cotton con el traje antigravedad Frank, que ya había sido adoptado en 1944. El traje Frank era autónomo, se prepararon contratos de producción y no había suficiente capacidad para desarrollar ambos simultáneamente, por lo que la RAF no pudo asumirlo, pero recomendó que lo hiciera la RAAF. ^{[ 8 ]} La Real Fuerza Aérea concluyó que: «No cabe duda de que el traje Cotton ofrece la mejor protección». El uso de vejigas inflables de gas del traje Cotton todavía se utiliza en el traje antigravedad moderno. ^{[ 15 ]}

En Estados Unidos , los fisiólogos Earl H. Wood , Edward Baldes, Charles Code y Edward H. Lambert , trabajando en un laboratorio de investigación ultrasecreto en la Clínica Mayo , ayudaron a definir los efectos fisiológicos específicos que causan desmayos e inconsciencia durante fuerzas G elevadas. Basándose en su nueva comprensión de los efectos fisiológicos de las fuerzas G elevadas, desarrollaron un traje antigravedad más práctico derivado del trabajo de Cotton y Franks. Este traje utilizaba un sistema de inflado similar al del traje de Cotton. Si bien el diseño de Cotton era interesante, se centró más en el centro de gravedad que en el flujo sanguíneo. Este último punto fue clave para crear un traje antigravedad práctico que pudiera usarse en combate. ^{[ 13 ]} Este traje fue usado por pilotos estadounidenses hacia el final de la Segunda Guerra Mundial. ^{[ 12 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

Los investigadores formaban parte de un equipo reunido en la Clínica Mayo que investigaba los efectos del vuelo de alto rendimiento en pilotos militares, estudiando los efectos fisiológicos del vuelo y cómo mitigarlos. Utilizaron una gran centrífuga para hacer girar a los pilotos y observar su presión arterial a la altura de la cabeza y el corazón con instrumentos especiales. Para evitar caídas de la presión arterial, el equipo diseñó un traje con vejiga de aire que inflaba las pantorrillas, los muslos y el abdomen del piloto. ^{[ 21 ]} Una contribución fundamental, que permitió el cambio de vejigas pulsátiles llenas de agua a vejigas no pulsátiles llenas de aire, realizada por los investigadores de Mayo fue demostrar que el mantenimiento de la presión arterial, en lugar del retorno venoso, era necesario para mantener la perfusión de los ojos y el cerebro. ^{[ 22 ]} Los prototipos de los trajes GPS se conocían como el "traje de oclusión arterial" o el traje Clark-Wood, llamado así por Wood y Dave Clark (director de la David Clark Company, que fabricó los primeros trajes para el equipo de Mayo). ^{[ 23 ]}

Sus esfuerzos culminaron finalmente con el lanzamiento del primer diseño militar estadounidense a finales de 1943: el traje antigravedad G-1 para pilotos de cazas, del tipo GPS (traje de presión de gradiente). ^{[ 24 ]} Posteriormente, el equipo trabajó en el desarrollo de modelos más avanzados en 1944 y años posteriores. ^{[ 24 ]}

Aunque incómodos y distractores de usar, investigaciones posteriores demostraron que los pilotos de combate militares que usaban trajes antigravedad sobrevivieron y derrotaron a sus oponentes en mayor número que aquellos que no los usaban. ^{[ 20 ]}

Los trajes antigravedad modernos cumplen con la norma CSU-13B/P de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y la norma CSU 15 A/P de la Armada de los Estados Unidos.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los aviones a reacción alemanes Henschel Hs 132 (que nunca voló) y estadounidenses Northrop XP-79 (que se estrelló en su primer vuelo a motor) tenían posiciones de vuelo en decúbito prono para minimizar la acumulación de sangre en las piernas. ^{[ 25 ]} Después de 1945, los británicos experimentaron con posiciones de vuelo en decúbito prono en un caza a reacción Gloster Meteor F8 altamente modificado y en el Reid and Sigrist RS3 "Bobsleigh", un avión de entrenamiento con motor de pistón. Sin embargo, otras dificultades asociadas con el pilotaje en decúbito prono y el desarrollo de trajes antigravedad prácticos para posiciones de asiento normales pusieron fin a estos experimentos.

Existe un concepto similar: la cabina reclinada .

Los trajes antigravedad para uso aéreo fueron muy comunes en los aviones de la OTAN de todas las naciones a partir de la década de 1950 y todavía se utilizan con frecuencia en la actualidad.

Los aviones más modernos, como el McDonnell Douglas F-15 Eagle , el General Dynamics F-16 Fighting Falcon , el Boeing F/A-18 Super Hornet , el Eurofighter Typhoon y el Dassault Rafale, pueden soportar altas fuerzas G durante períodos más prolongados, lo que implica un mayor esfuerzo físico. Mediante el uso de un traje antigravedad moderno, combinado con técnicas para contrarrestar la tensión G , se espera que un piloto entrenado pueda soportar aceleraciones de hasta 9 G sin perder el conocimiento.

Los astronautas usan trajes antigravedad similares a los de los aviadores, pero se enfrentan a desafíos diferentes debido a los efectos de la microgravedad . Los trajes antigravedad de los aviadores aplican una presión uniforme en la parte inferior de las piernas para minimizar los efectos de la alta aceleración, pero una investigación de la Agencia Espacial Canadiense ^{[ 26 ]} sugiere que podría ser beneficioso que los astronautas tuvieran un traje que utilizara una "acción de ordeño" para aumentar el flujo sanguíneo a la parte superior del cuerpo.

Los pilotos del Campeonato Mundial Red Bull Air Race usan un traje antigravedad llamado traje g-race desde la temporada 2009. El traje g-race es un sistema de protección antigravedad integral, autónomo e independiente de la aeronave, que se rellena con agua. Se confecciona a medida para cada piloto y se puede ajustar con precisión mediante cordones.

El traje g-race contiene cuatro denominados "músculos de fluido", que son tubos sellados llenos de líquido. Cada músculo de fluido se extiende desde el hombro hasta el tobillo. Dos músculos de fluido, cada uno lleno con aproximadamente 1 litro de fluido para un total de alrededor de 4 litros (1,1 galones estadounidenses ) por traje g-race, están colocados verticalmente en la parte delantera del traje, y los otros dos están colocados verticalmente en la parte trasera. El traje pesa en promedio 6,5 kilogramos (14 libras) en total, y su tejido está hecho de una mezcla especial de Twaron y Nomex . El efecto de contrapresión se produce instantáneamente, sin demora, en comparación con una demora de hasta dos segundos antes de alcanzar la protección total del sistema en los trajes g inflables neumáticos estándar. El piloto de carrera utiliza el traje g-race de forma interactiva mediante técnicas de esfuerzo muscular y respiración para lograr un mayor gasto cardíaco y, por lo tanto, una mayor protección contra la fuerza G. ^{[ 27 ]}