使用風洞跳傘設備對培養跳傘運動員優點的探討

丁建平

1 風洞和風洞跳傘設備的介紹

1.1 風洞（wind tunnel）

即風洞實驗室，是以人工的方式產生并且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，它是進行空氣動力實驗最常用、最有效的工具之一。風洞主要由洞體、驅動系統和測量控制系統組成，各部分的形式因風洞類型而不同。

世界上公認的第一個風洞是英國人韋納姆（E.Mariotte）于1869～1871年建成，并測量了物體與空氣相對運動時受到的阻力。它是一個兩端開口的木箱，截面45.7厘米×45.7厘米，長3.05米。美國的O.萊特和W.萊特兄弟在他們成功地進行世界上第一次動力飛行之前，于1900年建造了一個風洞，截面40.6厘米×40.6厘米，長1.8米，氣流速度40～56.3千米/小時。1901年萊特兄弟又建造了風速12米/秒的風洞，為他們的飛機進行有關的實驗測試。

風洞是空氣動力學研究和試驗中最廣泛使用的工具。它的產生和發展是同航空航天科學的發展緊密相關的。風洞廣泛用于研究空氣動力學的基本規律，以驗證和發展有關理論，并直接為各種飛行器的研制服務，通過風洞實驗來確定飛行器的氣動布局和評估其氣動性能。

因為風洞的控制性佳，可重復性高，現今風洞廣泛用于制造業及運動領域。由于風洞內的強風足以支撐人體體重在室內“懸浮”，可以模擬人體在空中下落過程，一些國家開始利用風洞對跳傘運動員進行訓練，使其運動員在空中更好的控制自身動作和心理，從而達到安全高效的訓練成果。

1.2 跳傘風洞設備

跳傘所用的風洞以垂直風洞（Vertical wind tunnel）為主，是一種從底部以垂直方式發出氣流或從頂部吸出氣流的風洞。它的主要結構包括風機、風道、收縮段、飛行倉、控制室等。從外觀結構上分為室內風洞和室外風洞;從驅動形式上分為直吹型風洞和循環型風洞。

2 風洞跳傘設備在跳傘運動中的應用和發展

風洞跳傘設備的主要功能是讓跳傘人員借助垂直產生的氣流在空氣中飄浮飛行。跳傘訓練時使用大型風扇向飛行倉內吹送出時速約為195公里/小時（54米/每秒）以上的氣流。飛行倉的直徑通常在2米2至6米5之間，風速由電腦控制，控制室設置于便于觀測飛行區的位置，以方便操作員隨時因應飛行人員的體重、技巧、飛行需求而改變氣流流量。利用風速調節功能，風洞設備能夠滿足新運動員空中飄浮體驗、特技跳傘、造型跳傘等各種人群、各種階段的空中跳傘科目訓練需求。

因為風洞模擬的垂直氣流帶給人的感覺，十分近似真正的空中跳傘中的墜落過程，而且便于控制，大大提高了跳傘訓練的安全性和效率，所以，世界上幾乎所有國家的跳傘訓練都會利用風洞進行專門訓練。有些國家還專門推廣這項運動，在大眾娛樂領域培養專項運動人才，舉辦國際賽事等。

國際風洞協會，International Bodyflight Association，（IBA）成立于2003年，它是行業內第一個協會，它通過支持和培訓風洞教練并通過設定該行業如今享有的安全標準來領導該領域。從那時起，這項運動和整個行業得到了極大的發展。現在，IBA擁有50多個風洞，在全球范圍內有超過11，000名飛行愛好者。他們還通過積極支持和組織競賽活動來支持這項運動。2012年舉辦了首屆室內跳傘（風洞）世界杯比賽;2015年成功舉辦了首屆室內跳傘（風洞）世界錦標賽;2019年成功舉辦美國室內跳傘公開賽。

我國為了順應跳傘項目國際發展趨勢，中國航空運動協會于2013年5月在成都舉辦了全國首屆室內跳傘（風洞）錦標賽;2014年在大連舉辦了國內首屆室內跳傘（風洞）冠軍賽。目前我國參與室內跳傘（風洞）運動項目的運動員和社會愛好者、體驗者已達數十萬人之多。

3 風洞跳傘設備在培養跳傘運動員中的優點

與傳統飛機跳傘訓練手段相比，使用風洞跳傘設備開展專業跳傘訓練具有以下特點和優勢：

3.1 提升訓練趣味，克服恐懼心理

我國跳傘運動員剛開始跳傘的年齡通常是在14到16周歲，屬于青少年階段，開始跳傘訓練時普遍存在好奇和恐懼心理。在訓練初期，組織新運動員觀看老隊員風洞表演，并且進入風洞體驗感受空中飄浮，利用年輕運動員的好奇心，增加跳傘訓練的趣味性，從而加強他們與跳傘運動的親密感，提高他們的主觀能動性和自我驅動力，客服恐懼心理，使其能在更短的時間內投入到專業跳傘訓練中去。

3.2 降低訓練風險，提高運動安全

眾所周知，跳傘運動屬于高危項目，在訓練安全方面，風洞訓練與傳統空中跳傘相比具有2個優點。

（1）與在空中訓練不同，風洞訓練是在地面的設備內進行，在安全的環境中訓練，會大大減輕運動員的心理壓力，減少因緊張而產生的錯誤動作和遇見特情做出的錯誤判斷，提高運動安全。

（2）進行空中訓練時，如果運動員出現錯誤的操作或者錯誤的判斷，很可能導致嚴重的后果，斷送運動生涯。而在風洞內進行訓練，即使出現特情，給運動員造成的損傷，一般情況下也比空中訓練所帶來的傷害小得多。

3.3 縮短訓練周期，提升訓練效率

在運動員成為成熟的專業跳傘員后，風洞訓練有利于提升專項技能，大大縮短特技和造型等項目訓練周期。

（1）相比飛機跳傘容易受到時間、天氣、裝備、空中管制等因素的影響，風洞訓練不受天氣條件和空域條件限制，可以大大增加運動員的訓練時間。風洞訓練設備的引進，使運動員可以全年不間斷訓練。以河南省跳傘隊為例，相比傳統飛機跳傘訓練方式，運五飛機完成一次高科目3000米訓練起降需近50分鐘，用于空中墜落時間約為35秒，訓效比為1%，按大運動量訓練每天10次計算，空中墜落訓練時間約6分鐘。而使用風洞進行訓練，在考慮運動員體能消耗的情況下，每天能夠保證2小時以上的訓練量，保證了訓練的系統性和連續性。在使用風洞訓練設備前，我國特技跳傘項目自1978年參加國際跳傘比賽以來，男女特技項目未進入過世界比賽前6名。而河南省跳傘隊結合2年多的風洞訓練，女子運動員張玲2018年代表中國參加了在保加利亞舉行的第35屆世界跳傘錦標賽，奪得了女子個人特技冠軍，邢亞萍獲得季軍;2019年阿根廷第十四屆跳傘世界杯上，河南女子跳傘運動員邢亞萍獲得女子個人特技冠軍，李怡瑤獲得季軍;河南隊男子運動員于瑞龍在2019年阿根廷舉行的第十四屆跳傘世界杯上奪得了男子個人特技冠軍，實現了我國在這2個項目上零的突破。

（2）從訓練教學的角度看，使用傳統飛機跳傘訓練，教練員只能通過觀看地對空錄像后，發現運動員技術動作問題進行糾錯教學。而在風洞內進行特技或造型項目訓練，教練員可以直觀的觀察到運動員的技術動作，第一時間發現問題，直接與運動員交流，進行教學，使運動員快速掌握技術要點，突破技術難點。解決了過去飛機跳傘中教練員無法直接進行技術示范的難題。

3.4 節約訓練經費，降低訓練成本

（1）對使用風洞與使用運五飛機訓練作對比得出結論：通過概算，使用運五飛機投入的機組、機務、地勤保障人員及航材、航油消耗等費用按50分鐘成本核算約2250元/次;以墜落分鐘計算，其訓費比為4500元/分鐘。而使用風洞進行跳傘訓練只消耗電力，不需要其他地面飛行保障等費用，以目前電費價格0.9元/度計算，電機額定功率運行，該系統消耗電力約1000度/小時，折合計算訓費為15元/分鐘。二者對比，訓費比相差300倍。由此可見，風洞訓練設備的經濟性是極為明顯的。

（2）一套進口降落傘的價格約為5萬元，自動開傘器約為1.23萬元，正常使用壽命為1000次，通過飛機跳傘與風洞訓練相結合，可有效降低降落傘使用頻率，使降落傘的使用壽命延長一倍，節省了進口傘降器材的經費消耗。

3.5 增加專業技能，解決運動員就業

目前在我國舉國體育的體制下，運動員除了專業技術外沒有更多的工作技能和經驗，退役后主要有2條路，一是晉升為教練員，開展教學工作;二是離隊后自主擇業，選擇從事與運動相關的工作。隨著風洞跳傘這項運動在國內大眾娛樂方面的普及和發展，專業的教練員和表演者是未來3-5年內需求的人才，此類專業技術人才很難在短時間內培養出來，而接受過風洞跳傘訓練的退役運動員，正是這類人才的最佳人選。既可以讓退役的跳傘運動員們在從業方面有更多的選擇和發展，也能夠有效地推廣跳傘運動，讓這項運動在國內發展壯大。

4 結論

綜上所述，在跳傘訓練中利用風洞跳傘設備對運動員進行訓練，對于中國跳傘運動員來說優點和益處是巨大的，不僅有利于縮短訓練周期，節約訓練經費，提升成績，更能解決運動員退役后的人生發展。最后，愿我們一起為我國跳傘運動的持續健康發展做出共同的努力。

（作者單位：河南省航空運動管理中心）