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アームストロング限界（アームストロング線とも呼ばれる）は、大気圧が十分に低くなり、人間の体温で水が沸騰する高度の尺度である。この限界を下回る圧力にさらされると、急速に意識を失い、続いて心血管系および神経系の機能に一連の変化が生じ、60〜90秒以内に圧力が回復されない限り、最終的には死に至る。[ 1 ]そのため、飛行機は通常、アームストロング限界より下を飛行する。
地球上では、限界は海抜約18〜19 km (11〜12 mi; 59,000〜62,000 ft)付近であり、[ 1 ] [ 2 ]この高度を超えると大気圧が0.0618 atm (6.26 kPa ; 47.0 mmHg ; 0.908 psi )を下回ります。米国標準大気モデルでは、アームストロング限界を高度63,000 ft (19,202 m)に設定しています。アームストロング限界は、近宇宙の下限としてよく使用されます。
この用語は、この現象を最初に認識したアメリカ空軍のハリー・ジョージ・アームストロング将軍にちなんで名付けられました。 [ 3 ]
アームストロング限界以上では、被験者が全身加圧スーツを着用していない場合、唾液、涙、尿、肺胞内の液体（血管内の血液は除く）などの体液は沸騰して蒸発してしまう。1965年にNASAジョンソン宇宙センターで偶然ほぼ真空状態に曝された被験者は、「最後に意識があったのは、舌 の上の唾液が沸騰し始めたことだった」と報告している。[ 7 ]
体温が37 ℃（99 °F）のとき、水の蒸気圧は6.3キロパスカル（47mmHg ）です。つまり、周囲圧力が6.3キロパスカル（47mmHg ）のとき、水の沸点は37 ℃（99 °F）です。6.3kPaの圧力（アームストロング限界）は、標準海面気圧101.3キロパスカル（760mmHg ）の約1/16です。高度が高くなると、沸騰によって発生した水蒸気が窒素ガスの減圧泡に加わり、体組織が膨張しますが、組織や皮膚は、蒸発した水の内部圧力で破裂しないほど丈夫です。特定の高度における標準気圧を計算する式は様々であり、特定の日に特定の高度で実際に測定される正確な気圧も様々ですが、一般的な式では、高度19,000 m (62,000 ft)では通常6.3 kPa であることが示されています。
アームストロング限界をはるかに下回る高度では、通常、低酸素症を避けるために酸素補給が必要となります。ほとんどの人にとって、これは通常、高度 4,500 m (15,000 フィート) を超える場合に必要となります。商用ジェット旅客機は、客室高度を2,400 m (8,000フィート)以下に維持することが義務付けられています。一般航空機 (航空会社や政府機関以外の航空機) に関する米国の規制では、機体が客室高度3,800 m (12,500フィート)を超える高度に 30 分以上滞在する場合、乗客ではなく乗務員に酸素補給が必要となります。機体が客室高度4,300 m (14,000フィート) を超える時間滞在する場合、最低限必要な乗務員は酸素補給が必要であり、乗客にも客室高度 4,500 m (15,000 フィート)を超える高度で酸素補給を提供する必要があります。[ 8 ]スカイダイバーは、ジャンプする直前に高度にいるのはごく短時間なので、通常は4,500メートル（15,000フィート）を超えることはありません。[ 9 ]
アームストロング限界は、客観的かつ正確に定義された自然現象、すなわち体温の水蒸気圧に関連する高度を表します。1940年代後半、それは人間の生理学のやや主観的な観察や、低高度で経験される低酸素症の時間依存的な影響を超えた、高度に対する新しい根本的な厳密な限界を表していました。低酸素症を避けるために、アームストロング限界よりはるかに低い高度で加圧服が長い間着用されていました。1936年、英国空軍のフランシス・スウェインは、加圧服を着用してブリストル タイプ138を操縦し、15,230 m (49,970 ft)に到達しました。 [ 10 ] 2年後、イタリア軍将校のマリオ・ペッツィは、体温の水が沸騰する高度よりはるかに低い高度にもかかわらず、カプロニ Ca.161bis複葉機で加圧服を着用して、17,083 m (56,047 ft) の高度記録を樹立しました。
加圧スーツは、体力があり経験豊富なパイロットが非加圧キャビンで航空機を安全に操縦するために、通常、高度約15,000 m (49,000フィート)で必要になります。 [ 11 ]海抜11,900 m (39,000フィート)を超える高度の非加圧コックピットでは、純酸素を呼吸している場合でも、生理的反応は低酸素症、つまり酸素レベルが不十分なために混乱し、最終的に意識を失うことです。地球上の空気には 20.95% の酸素が含まれています。11,900 m (39,000フィート)では、密閉されていないフェイスマスクからの純酸素の圧力は、海抜約3,600 m (11,800フィート)の通常の空気中の酸素分圧に相当します。より高い高度では、生理的に適切な酸素分圧を維持するために、酸素は加圧された密閉マスクを通して供給されなければなりません。ユーザーが加圧スーツや胸部の動きを制限する防圧衣服を着用しない場合、高圧空気によって肺が損傷を受ける可能性があります。
アメリカのF - 22やF - 35のような現代の軍用機は、いずれも運用高度が18,000m （59,000フィート）以上であるため、パイロットは高高度対応のGスーツである「カウンタープレッシャー・ガーメント」を着用する。コックピットの圧力が低下した場合、酸素システムは陽圧モードに切り替わり、周囲圧力以上の酸素を特殊な密閉マスクに供給するとともに、カウンタープレッシャー・ガーメントを比例的に膨張させる。このガーメントは、パイロットが安全な高度まで降下できるまで、パイロットの胸部の外側への膨張を抑制し、肺気圧外傷を防ぐ。 [ 12 ]
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