حد أرمسترونج

حد أرمسترونغ ، أو خط أرمسترونغ ، هو مقياس للارتفاع الذي ينخفض ​​عنده الضغط الجوي إلى مستوى كافٍ لغليان الماء عند درجة حرارة الجسم الطبيعية . يؤدي التعرض لضغط أقل من هذا الحد إلى فقدان سريع للوعي، يتبعه سلسلة من التغيرات في وظائف القلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي ، وفي النهاية إلى الوفاة، ما لم يُستعد الضغط خلال 60-90 ثانية. ^{[ 1 ]} لذلك، عادةً ما تحلق الطائرات دون مستوى حد أرمسترونغ.

على سطح الأرض، يبلغ الحد الأدنى لضغط الهواء في الغلاف الجوي حوالي 18-19 كيلومترًا (11-12 ميلًا؛ 59000-62000 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر ، ^{[ 1 ] [ 2 ]} حيث ينخفض ​​ضغط الهواء فوق هذا الحد إلى أقل من 0.0618 ضغط جوي (6.26 كيلو باسكال ؛ 47.0 مليمتر زئبق ؛ 0.908 رطل لكل بوصة مربعة ) . ويحدد نموذج الغلاف الجوي القياسي الأمريكي حد أرمسترونغ عند ارتفاع 63000 قدم (19202 مترًا) . ويُستخدم حد أرمسترونغ غالبًا كحد أدنى لضغط الهواء في الغلاف الجوي القريب من سطح الأرض .         

يُنسب هذا المصطلح إلى الجنرال هاري جورج أرمسترونغ ، قائد القوات الجوية الأمريكية ، الذي كان أول من لاحظ هذه الظاهرة. ^{[ 3 ]}

عند بلوغ حد أرمسترونغ أو أعلى منه، ستتبخر سوائل الجسم المعرضة له ، مثل اللعاب والدموع والبول والسوائل التي تبلل الحويصلات الهوائية داخل الرئتين - باستثناء الدم الوعائي (الدم الموجود في الجهاز الدوري) - إذا لم يرتدِ الشخص بدلة ضغط تغطي كامل الجسم . وقد أفاد أحد الأشخاص الذين خضعوا للاختبار في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا، والذي تعرض عن طريق الخطأ لضغط شبه فراغي عام 1965، أن آخر ذكرى واعية له كانت لعابه على لسانه وهو يبدأ بالغليان. ^{[ 7 ]} 

عند درجة حرارة الجسم الطبيعية البالغة 37 درجة مئوية (99 درجة فهرنهايت) ، يبلغ ضغط بخار الماء 6.3 كيلوباسكال (47 ملم زئبق) ؛ أي أن درجة غليان الماء عند ضغط جوي يبلغ 6.3 كيلوباسكال (47 ملم زئبق) هي 37 درجة مئوية (99 درجة فهرنهايت) . ويُعادل ضغط 6.3 كيلوباسكال - حد أرمسترونغ - حوالي 1/16 من الضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر البالغ 101.3 كيلوباسكال (760 ملم زئبق) . في المرتفعات العالية، يُضاف بخار الماء الناتج عن الغليان إلى فقاعات غاز النيتروجين الناتجة عن تخفيف الضغط، مما يُسبب انتفاخ أنسجة الجسم، على الرغم من أن الأنسجة والجلد قويان بما يكفي لعدم الانفجار تحت الضغط الداخلي لبخار الماء. تختلف الصيغ المستخدمة لحساب الضغط القياسي عند ارتفاع معين - وكذلك الضغوط الدقيقة التي سيتم قياسها فعليًا عند ارتفاع معين في يوم معين - ولكن الصيغة الشائعة توضح أن 6.3 كيلو باسكال توجد عادة عند ارتفاع 19000 متر (62000 قدم) .           

يحتاج البشر عادةً إلى الأكسجين الإضافي لتجنب نقص الأكسجين ، حتى عند ارتفاعات أقل بكثير من حد أرمسترونغ . ويحتاج معظم الناس إلى ذلك عادةً على ارتفاعات تزيد عن 4500  متر (15000  قدم). وتُلزم الطائرات النفاثة التجارية بالحفاظ على ضغط المقصورة عند ارتفاع لا يتجاوز 2400 متر (8000 قدم) . وتنص اللوائح الأمريكية الخاصة بطائرات الطيران العام (الرحلات غير التابعة لشركات الطيران أو الجهات الحكومية) على ضرورة تزويد طاقم الطائرة بالأكسجين الإضافي، وليس الركاب، إذا قضت الطائرة أكثر من نصف ساعة على ارتفاع يزيد عن 3800 متر (12500 قدم) . ويجب أن يتلقى الحد الأدنى المطلوب من طاقم الطائرة الأكسجين الإضافي إذا قضت الطائرة أي وقت على ارتفاع يزيد عن 4300 متر (14000 قدم) ، بل ويجب تزويد الركاب أيضاً بالأكسجين الإضافي على ارتفاع يزيد عن 4500 متر (15000 قدم) . ^{[ 8 ]} لا يتجاوز ارتفاع القافزين بالمظلات ، الذين يكونون على ارتفاعات عالية لفترة وجيزة فقط قبل القفز، عادةً 4500 متر (15000 قدم) . ^{[ 9 ]}          

يُعرّف حد أرمسترونغ الارتفاع المرتبط بظاهرة طبيعية موضوعية ومحددة بدقة: ضغط بخار الماء عند درجة حرارة الجسم. في أواخر أربعينيات القرن العشرين، مثّل هذا الحد معيارًا أساسيًا جديدًا وحاسمًا للارتفاع، متجاوزًا الملاحظات الذاتية نوعًا ما لعلم وظائف الأعضاء البشرية والتأثيرات الزمنية لنقص الأكسجين التي تحدث على ارتفاعات منخفضة. لطالما استُخدمت بدلات الضغط على ارتفاعات أقل بكثير من حد أرمسترونغ لتجنب نقص الأكسجين. في عام 1936، وصل فرانسيس سوين، من سلاح الجو الملكي البريطاني، إلى ارتفاع 15,230 مترًا (49,970 قدمًا) أثناء قيادته طائرة بريستول من طراز 138 وهو يرتدي بدلة ضغط. ^{[ 10 ]} بعد ذلك بعامين ، سجّل الضابط العسكري الإيطالي ماريو بيزي رقمًا قياسيًا في الارتفاع بلغ 17,083 مترًا (56,047 قدمًا) ، مرتديًا بدلة ضغط في طائرته ذات السطحين من طراز كابروني Ca.161bis، على الرغم من أنه كان أقل بكثير من الارتفاع الذي يغلي عنده الماء عند درجة حرارة الجسم.    

عادةً ما يتطلب الأمر ارتداء بدلة ضغط على ارتفاع حوالي 15,000 متر (49,000 قدم) لكي يتمكن الطيار ذو الخبرة واللياقة البدنية الجيدة من تشغيل طائرة بأمان في مقصورة غير مضغوطة. ^{[ 11 ]} في قمرة قيادة غير مضغوطة على ارتفاعات تزيد عن 11,900 متر (39,000 قدم) فوق مستوى سطح البحر، يكون رد الفعل الفسيولوجي، حتى عند تنفس الأكسجين النقي، هو نقص الأكسجة - وهو انخفاض مستوى الأكسجين مما يؤدي إلى التشوش وفقدان الوعي في نهاية المطاف. يحتوي الهواء على الأرض على 20.95% أكسجين. على ارتفاع 11,900 متر (39,000 قدم) ، يكون ضغط الأكسجين النقي من قناع وجه غير محكم الإغلاق مكافئًا للضغط الجزئي للأكسجين في الهواء العادي على ارتفاع حوالي 3,600 متر (11,800 قدم) فوق مستوى سطح البحر . على ارتفاعات أعلى، يجب توصيل الأكسجين من خلال قناع محكم الإغلاق بضغط متزايد، للحفاظ على ضغط جزئي كافٍ من الأكسجين من الناحية الفسيولوجية. إذا لم يرتد المستخدم بدلة ضغط أو ملابس ضغط معاكسة تحد من حركة صدره، فقد يتسبب الهواء ذو ​​الضغط العالي في تلف الرئتين.        

في الطائرات العسكرية الحديثة ، مثل طائرتي إف -22 وإف -35 الأمريكيتين ، اللتين تعملان على ارتفاعات تشغيلية تبلغ 18000 متر (59000 قدم) أو أكثر، يرتدي الطيار "بدلة ضغط معاكسة"، وهي عبارة عن بدلة مقاومة للجاذبية مصممة للعمل على ارتفاعات عالية. في حال انخفاض الضغط في قمرة القيادة، يتحول نظام الأكسجين إلى وضع الضغط الإيجابي لتزويد قناع محكم الإغلاق بالأكسجين بضغط أعلى من الضغط الجوي المحيط، بالإضافة إلى نفخ بدلة الضغط المعاكسة بشكل متناسب. تعمل هذه البدلة على مقاومة التمدد الخارجي لصدر الطيار لمنع حدوث رضوض ضغطية رئوية إلى حين تمكن الطيار من الهبوط إلى ارتفاع آمن. ^{[ 12 ]}  

• داء المرتفعات – حالة طبية ناتجة عن التعرض السريع لنقص الأكسجين على ارتفاعات عالية 
• منطقة الموت – الارتفاعات التي تزيد عن 8000 متر (26000 قدم) 
• انخفاض الضغط (الارتفاع) - انخفاض الضغط المحيط نتيجة الصعود فوق مستوى سطح البحر 
• مرض تخفيف الضغط – اضطرابات تنشأ عن انخفاض الضغط المحيط 
• تأثيرات الارتفاعات العالية على الإنسان
• تأثير رحلات الفضاء على جسم الإنسان - المشاكل الطبية المرتبطة برحلات الفضاء 
• خط كارمان – التعريف التقليدي لحافة الفضاء 
• الفقاعات - تكوّن فقاعات بخارية في سوائل الجسم نتيجة انخفاض الضغط البيئي 

• "الفصل الأول: فسيولوجيا الطيران". دليل جراح الطيران التابع للبحرية الأمريكية (PDF) .
• "الانتفاخ على ارتفاع مليون قدم: النجاة من انخفاض الضغط السريع/الانفجاري" . مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2000.
• "ضغط الهواء والارتفاع فوق مستوى سطح البحر" . صندوق الأدوات الهندسية . مؤرشف من الأصل في 9 نوفمبر 2016.