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如何从7000多米的高空跳下却不会死?

科学画报  · 公众号  · 科学  · 2017-07-31 12:04

正文


文/四月

对卢克·艾金斯来说,从飞机上一跃而下简直是小菜一碟,他可是职业的特技跳伞运动员!在多年的职业生涯中,他顺利完成了不下18000次跳伞表演,还作为空中特技演员,在电影《钢铁侠3》和《哥斯拉》中露了脸。

不过,艾金斯最近的一次跳伞表演却让所有人都捏了一把汗。当时,他从7620米的高空跳下,如离弦的箭一般,急速坠向地面,最高时速达到了190千米/时。关键是,他压根就没有使用降落伞

扣人心弦的特技表演只持续了两分钟。两分钟之后,艾金斯稳稳地落在了一张安全网上

他是怎么做到的呢?

惊险一跃

艾金斯首先要保证的是安全。如果不能万无一失地到达安全网,玩跳伞就成了玩命。

要想准确降落在指定地点可没那么容易。艾金斯是从一架正在飞行的飞机上跳下来的,由于惯性的作用,他具有与飞机瞬时速度相同的水平速度,因此并不会笔直落地,而是继续向前,在空中划出一道弧线。他需要在空中不断调整自己的运动轨迹,让自己安全着陆。

艾金斯曾经做过飞行员,于是,他借鉴了飞机跑道上的照明指示设备——精密进近航道指示器,为自己设计了一款类似的指示灯。当艾金斯的着陆角度准确无误时,指示灯亮白色;如果以当前角度着陆会有危险,指示灯亮红色。指示灯非常醒目,艾金斯在飞机上就可以清楚地看到它。

该如何调整着陆角度呢?很简单,利用空气阻力来改变下落时的运动状态。具体来说,就是通过改变身体与空气的接触面积,增大或减小所受到的空气阻力。如果想前行得快一点,就夹紧胳膊,让身体呈“一”字形;如果需要放慢水平速度,就张开胳膊和双腿,全身呈“X”形。他的头盔里配备了一台GPS设备,可以随时提醒他下一步该怎么做。

(请将手机倒转90°查看此图)

不难理解,如果所有的指示灯都亮起白色,说明此时的速度、方向都是安全的,万事俱备,只待着陆;只要艾金斯保持住这一运动状态,那么他一定可以不偏不倚地落在安全网上。

轻盈一落

在没有降落伞的情况下,如果直接落到地面上,势必会受伤。所以艾金斯想了一个主意——不落到地面上,而是落到一个安全网上。但这个安全网跟户外用品商店里的截然不同。它由特制的合成纤维编织而成,既轻巧又牢固。最关键的是,它受力后不会发生剧烈的弹性形变。艾金斯解释说:“安全网不能太容易变形,否则,我会像落在蹦床上一样弹跳个没完。”

安全网的长宽均为30米,艾金斯把它悬挂在4根46米高的柱子上,每根柱子都安装了滑轮装置。当艾金斯掉进安全网时,滑轮可以有效缓冲安全网对他的身体的作用力。

着陆的那一瞬间,安全网像摇篮一样兜住了他。艾金斯忍不住笑了起来,他原本以为这一瞬间会发生猛烈的撞击,没想到,迎接他的竟是如此轻盈的一落。

艾金斯希望通过自己的行为改变人们对特技表演的看法。他说:“很多人误以为,特技跳伞没什么技术含量,玩儿的就是心跳。其实不然,特技表演也需要做大量力学测试和工程装备方面的准备。所以,这是勇者的游戏,更是智者的游戏。”




本文选自《科学画报(校园版)》

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