看出跳傘的門道

降落傘起源于中國，在飛機問世后被廣泛應用，不只是求生工具，也能表演。慶祝國慶時，飛行員高手表演跳傘技藝，做出各種高難度動作，假如你有幸看到的話，不僅要看熱鬧，更要看門道！

● 降落傘起源于中國

降落傘是利用空氣阻力，使人或物從空中緩慢向下降落的一種器具。它是從雜技表演開始發展起來的，隨著人類航空事業的發展，后來用作空中救生，進而用于空降作戰。

早在公元前100年西漢時代的《史記·五帝本紀》中，就有降落傘原理應用的記載。史學家司馬遷在他的著作中寫到：“使舜上涂廩，瞽叟從下縱火焚廩。舜乃以兩笠自桿而下，得不死。”

司馬遷敘述的是，上古時代，有個叫舜的人，有次上到糧倉頂部，瞽叟從下面點起了大火，舜利用兩個斗笠從上面跳下，沒有被燒死。這是人類最早應用降落傘原理的記載。

相傳1306年前后，在元朝的一位皇帝登基大典中，宮廷里表演了這樣一個節目，雜技藝人用紙質巨傘，從很高的墻上飛躍而下。由于利用了空氣阻力的原理，藝人飄然落地，安全無恙。這可以說是最早的跳傘實踐了。

1977出版的《美國百科全書》中也寫到：“早在1306年，中國的雜技演員們便使用過類似降落傘的裝置。”這個跳傘雜技節目后來傳到了東南亞，不久又傳到了歐洲。

● 從災難中得到啟發

飛機問世后，為了飛行人員在飛機失事時救生，降落傘又有了進一步改進。1911年出現了能夠將傘衣、傘繩等折疊包裝起來放置在機艙內，適于飛行人員使用的降落傘，這種降落傘于1914年開始裝備給轟炸機的空勤人員。

然而最初的降落傘很不完善，最大的缺點是穩定性差，飛行下降時搖擺得非常厲害，猶如蕩秋千，著陸時常常摔傷。有一次在熱氣球飛行事故中，一名英國人跳傘逃生，不料降落傘頂端被火燒了大洞。這個英國人嚇壞了，以為自己將直摔地面，必死無疑。沒想到，他并沒有直摔下去，只是下降的速度快了一些。更沒有想到的是，降落傘竟變得“聽話”起來，十分平穩。

科學家們從這次事故中受到啟發，終于明白了過去降落傘不穩定的原因：一是降落傘下降時，傘衣周圍的氣流猛烈分離，使傘衣上的壓力分布不均勻，傘衣內外的壓力差懸殊，就如同反扣的碗在水中下沉一樣。二是傘衣的形狀不合適，不能很好地發揮作用。

于是，設計師們首先在降落傘頂端開出一些洞來，作為排氣孔，以此來調節傘衣內外的壓力差，從而消除降落傘下降時的搖擺現象，同時對傘衣乃至整個降落傘的結構進行了改造，使跳傘員易于操縱。從此，降落傘的安全性和實用性大大提高。

● 跳傘中的原理

空氣阻力：降落傘向上的力就是空氣阻力；降落傘設計的目的，在于增加物體落地所需要的時間，傘的面積越大下降時能產生的空氣阻力越大，也就是有更大的空氣浮力。

萬有引力：考量降落傘，就牽涉萬有引力——越重的物體墜落下降速度越快的原理；可以知道減輕降落傘的重量，便能使降落傘的墜落速度變慢，于是降落傘應采用質量輕的材料。

傘面形狀：根據流體力學上說，傘面制成半球形可能可以產生比較大的空氣阻力，所以制作技術上，都盡量做出類似半球狀的降落傘。

柏努力定律：傳統圓形降落傘（如：傘兵傘）的外觀，像是一個倒碗公，由一片片傘布連接而成，下緣的地方進氣，上升氣流由下方口進傘體內部后，藉由傘形隔間（傘肋）來撐開降落傘。

當空氣由下方進入傘體隔間后，傘衣會鼓起形成一個半圓體，空氣通過時，因為傘肋的外層距離長，下層距離短，流速與壓力成反比，所以空氣的流速傘外層較快，傘內層慢，也就是上層空氣流速快，所以空氣壓力小，反之，下層因為空氣流速慢，所以壓力比較大，因此造成一股由下往上推擠的“升力”。

● 降落傘如何轉彎

開汽車時用方向盤就能左右轉彎，開船時只要操縱方向舵就能左右改變航向。但我們看到空降兵在降落中，也能在空中左彎右拐時就難免有些疑問了，難道降落傘也有與汽車、輪船類似的方向盤、方向舵嗎？

沒錯，降落傘也有類似方向盤、方向舵的稱為操縱棒的設備。說它是設備，其實很簡單。為了操縱降落傘方便，降落傘制造廠將降落傘繩都進行了編號。

人們通常在降落傘后面的兩根傘繩，也就是編號的第一根和最后一根傘繩的下端縫上一根短繩，叫操縱繩，位于兩根操縱帶上。

在操縱繩下端拴了一個小棒稱操縱棒。操縱降落傘左右轉彎，就是通過操縱繩和操縱棒來進行的。

那么，這個操縱棒是怎樣操作的呢？降落傘張開后，傘衣里的空氣密度比傘衣外空氣密度大（因為壓力也變大），形成了內外空氣壓差。

如果使降落傘成傾斜狀態，傘衣里的空氣便會向傾斜高處的方向排出，排出空氣所產生的作用力，又反作用于傘的傾斜面，于是便推動降落傘向傾斜方向運動。

根據這個原理，設計師在傘衣后面開了一個或幾個排氣口。當傘內空氣從排氣口排出時，就會給降落傘一個反作用力，使降落傘獲得向前的水平運動速度。

空降兵須要向左轉動時，拉下左操縱棒，排氣口左邊的傘衣就向內凹，排氣口右邊的傘衣就相對凸起，把排氣的方向改為左后方，而空氣產生的反作用力便推向右前方，于是傘衣便向左轉了。同樣，拉下右操縱棒，傘衣便向右轉動了。

編輯/張燁