Lastvielfache

Das Lastvielfache bezeichnet Vielfache der Fallbeschleunigung der Erde, das Formelzeichen ist g. Ein g entspricht gerundet 9,81 m/s², was für die meisten Zwecke ausreichend präzise ist. Der genaue gemittelte Wert für die Fallbeschleunigung beträgt 9,80665 m/s².

Das Lastvielfache dient der Veranschaulichung von bei Beschleunigungen auftretenden Kräften. Das können positive und negative (Abbremsung) geradlinige Beschleunigungvorgänge sein sowie die bei Kreisbewegungen auftretenden Beschleunigungen. Vielfache Werte der Fallbeschleunigung wirken sich dabei als proportionale Vervielfachung der Gewichtskraft aus.

Vor allem in der Luftfahrt spielen die Lastvielfachen eine große Rolle. Flugkörper können bei Flugmanövern (enge Kurven, Abfangvorgänge) g-Werte erreichen, bei denen die auftretenden Kräfte entweder zur Zerstörung des Flugkörpers führen oder Insassen von Flugzeugen ihre Handlungsfähigkeit verlieren.

Wirkung von Lastvielfachen auf den Menschen

Beim Menschen treten dabei abhängig von der Höhe und der Dauer der ''g''-Belastung Bewusstseinstrübungen oder Bewusstlosigkeit auf. Bei einem entsprechend hohen positiven Lastvielfachen in Richtung der Körperhochachse kommt es zu einem Abfluss des Blutes aus dem Kopf nach unten, was zunächst zu einem Grey Out (Sehstörungen, Bewusstseinstrübung) und weiter zu einem Black Out (Bewusstlosigkeit) führen kann. Wirkt das Lastvielfache in die andere Richtung, kann ein Red out eintreten. Je nach Stärke und Dauer der Einwirkung können in beiden Fällen Gesundheitsschäden auftreten.

Die Auswirkungen hoher g-Werte wurden zuerst durch den US-amerikanischen Mediziner John Stapp im Dienst der US-Armee untersucht. Er selbst und andere Freiwillige wurden dazu auf schienengeführten Schlitten mittels Raketenantrieben auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt und mit speziellen Bremsvorrichtungen abgebremst. Die Ergebnisse dieser Forschungen trugen zur Entwicklung von effektiven Rückhalte- und Rettungssystemen bei.

Lastvielfache im Bereich der Unterhaltung

Achterbahnen erreichen ebenfalls hohe Lastvielfache, so z. B. das Sky Wheel im Allgäu Skyline Park, das 5 g erreicht. Menschen empfinden Lastvielfache besonders dann als unangenehm, wenn sich Lastvielfache > 1 schnell einstellen, also der Ruck groß ist. Bei Achterbahnen wird daher bei der Konstruktion beachtet, dass die Loopings z. B. der Form einer Klothoide folgen, durch deren Verlauf sich die maximalen Lastvielfachen langsam aufbauen.

Lastvielfache in der Technik

Bei technischen Konstruktionen ist zu beachten, ein Bauteil entsprechend stärker auszulegen, wenn es Lastvielfachen ausgesetzt sein wird. Eine Masse von 100 Kilogramm erzeugt unter der Beschleunigung von 2 g eine Beharrungskraft, die der Gewichtskraft einer – doppelt so großen – Masse von 200 Kilogramm bei einem g entspricht.