基于風洞技術的高空傘降課程設計

江傳靈 陸軍特種作戰學院

目前，跳傘運動已成為全球最為普及的航空體育運動項目之一，隨著風洞模擬跳傘訓練場所面向大眾的開放，風洞訓練逐漸成為高空跳傘的一個訓練內容。

一、風洞技術

（一）風洞工作基本原理

現代化風洞設備，能夠最大程度的模擬真實高空跳傘環境，比如低壓、氣流、溫度等，提高訓練質量和效益。其基本原理是：跳傘員高空自由墜落中通常會以每秒約50米的速度勻速下降，并將在開傘前一直保持。要求在墜落中和開傘時要保持身體平穩，該技術無法通過常規手段解決。在風洞中通過向上的高速氣流與向下的自由墜落達成一種平衡，跳傘員在風洞中訓練空中平穩墜落技能，既確保安全又提高訓練效益。

立式雙循環封閉型的風洞，4臺風扇同步驅動，最高風速可達到70米/秒，具有以下優點：一是氣流質量較好，可以確保流道內氣流不分離，并且不受環境風影響，飛行段氣流具有較好的均勻性和穩定性；二是能耗低，從空氣動力學的視角考察，采用氣動布局設計的立式風洞的氣流損失較小（即效率高，空風洞能量比可達3.0以上），可以顯著降低能耗、減少運行費用；三是變風速能力強，與單臺風扇對比，多臺風扇并聯驅動方案對應的轉子慣性較小，風扇變轉速較快，從而具有較強的變風速能力。

（二）風洞的優勢

一是訓練效益優于實跳。利用風洞進行模擬跳傘訓練，不論是從訓練時間還是從訓練質量上，訓練效益都遠遠優于使用飛機進行的跳傘訓練。以某跳傘基地為例，從近三年訓練情況統計看，教練平均每人每年完成帶跳300次，空中訓練累計時間只有5小時，在這有限的時間內，難以滿足運動員掌握動作要領、鞏固訓練水平的基本要求。而采用風洞訓練，用一周時間就可以達到過去3-5年的訓練量，并且訓練連續性好，訓練質量明顯提高。

二是能夠有效呈現近似實跳的逼真環境。風洞可以逼真的模擬空中實跳環境，與空中墜落感覺非常相似，在經過風洞訓練后即可升空跳傘，空、地訓練轉換過渡快，訓練效果好。在風洞中，可以進行自由墜落階段的特情處置訓練，提高跳傘員處置特殊情況的能力。

三是場地設置更加簡便易行。高空傘降訓練是一項綜合性的訓練任務，不僅要協調傘具、場地、器材，實跳中還要動用飛機，同時還要滿足跳傘課目所需的空域、氣象等條件，制約因素多，協調難度大。以某俱樂部組織跳傘日為例：由于地處東北，可訓季節為夏秋兩季，加之大風、雨霧、低云等特殊天氣影響，從而導致有利天氣十分有限。而將風洞技術運用到傘降訓練中，可以大大減少訓練場地的保障和協調。立式風洞安裝在室內，完全不受場地、天氣、季節等客觀因素影響，組織非常方便，能夠保證訓練的強度和連續性，使技術水平穩步提高。既降低了訓練的保障難度，也降低了訓練成本，同時也有效保證了跳傘訓練的安全。

（三）風洞訓練的內容

一是平穩飛行訓練：單人基礎訓練，根據不同身高體重，輸出對應訓練人員最大人體面積額定可懸浮風功率。平穩飛行訓練包括風洞平衡練習和風洞飛行練習。風洞平衡練習是學員初步接觸風洞，無法掌握身體平衡，利用風洞底部隔離網進行適應訓練的方式。風洞飛行練習是在掌握風洞平衡的基礎上進行的，訓練人員掌握平衡，可以控制身體上升高度，實現平穩飛行，身體快速做出腹飛挺腹動作，隨著風力增大，身體懸空平穩飛行，根據教員手勢做出相應動作。

二是平穩飛行控制訓練：單人基礎訓練，在平穩飛行的基礎上，增加看高度表、前進、后退、向左、向右、上升、下降、左旋轉、右旋轉、模擬開傘和應急打開備份傘等技能的訓練。

三是亂流飛行平衡訓練：單人基礎訓練。旋轉控制20%風功率波動輸出，產生亂流。訓練跳傘員在空中應變平衡控制的能力和姿勢轉換的能力，提高高空跳傘心理承受能力。

四是模擬高空離機訓練：結合最新科技應用，特別增加模擬離機性能艙。70%真實度訓練增加飛機上實跳飛行訓練，實現模擬空跳，讓模擬訓練更接近現實，降低真實空跳的事故率。

二、高空傘降課程教學的現狀

（一）風洞訓練不扎實，空中特情不斷

風洞訓練是高空跳傘很重要的一個訓練內容，但在實際的教學過程中，風洞訓練變成了可有可無的訓練內容，進行了風洞訓練，也沒有緊扣高空跳傘自由墜落需要保持身體平衡和開傘這個核心進行訓練，導致在實跳過程中空中特情不斷。以某跳傘俱樂部為例，培訓60名新學員，有4名學員在離開飛機后身體就不受控制，帶著教練一起旋轉，教練命令其立即開傘，大大增加了跳傘的風險。還有一名學員，在空中自由墜落階段，身體一直在旋轉，越轉越快，教練多次嘗試控制其旋轉，均未成功，最后在準備開傘的時候，旋轉才突然停止。這些都是風洞訓練不扎實，盲目追求訓練進度，給高空跳傘帶來巨大風險隱患。

（二）理念還不夠先進，訓練質效差

目前地方跳傘隊的隊員選拔以后，首先進行15天左右的離機、吊環和操縱訓練、降落傘折疊等地面動作訓練；然后使用初級翼傘進行實跳，其中前9次進行繩拉強制開傘，而后根據教官投放時觀察個人跳傘狀態確定能否轉入手拉開傘，約30天左右完成。初級翼傘結束后達到會建立航線、能按正確航線操縱降落傘，落到直徑30米以內的區域內，總共需要45天。而高空跳傘最高效快捷的訓練方法是國外的教官伴隨跳傘的教學模式。地面授課時間約為3-5天，實跳時間為2周，總的訓練時間不超過30天。學員完成訓練任務后，能夠達到3000米高空離機，完成40秒自由墜落，期間完成180度和360度旋轉、橫向翻滾、向前翻滾和向后翻滾等空翻動作，并能降落在直徑30米著陸場內的標準。在培訓中，學員的前3跳均由教官用雙人傘帶跳，學員主要體會離機和墜落，克服心理恐懼，模擬開傘動作和旋轉動作，開傘后完成基礎的控傘，之后的6跳由一名教官伴隨跳，完成獨立開傘、平穩定向、控制旋轉、翻滾和側滾等技能，能操縱降落傘安全著陸。剩余的16跳由學員獨立完成，主要是復習和鞏固墜落中的動作技術，練習控傘，并操縱降落傘落在30米的圈內。

（三）課程內容設置不合理，考核評價單一

雖然在高空傘降課程中有風洞訓練這項訓練內容，但風洞具體訓練什么內容、訓練的標準是什么、怎么組訓、怎么考核還未細化。在實際的風洞訓練中，僅僅是規定了訓練時間，訓練完一小時就可以進行高空跳傘自由墜落。在高空跳傘自由墜落過程中，最重要的目標是開傘，而開傘的關鍵是保持身體平衡，如果開傘前不能保持身體的平衡，大大增加跳傘員出現特情的概率。

三、風洞技術在高空傘降課程中的應用

新跳傘員在完成地面動作訓練之后，先進行風洞訓練，提高高空中的風感，訓練身體協調性和靈活性，在完成了平穩定向、左右旋轉控制、升降控制、前后和左右滑行等技術之后，就可以進行升空實跳。

（一）研究課程內容設置，確保訓練科學合理

為實現高空傘降課程的總體目標，我們可以將課程的內容按照時間邏輯順序劃分為6個模塊。分別是理論知識模塊、地面動作訓練模塊、疊傘模塊、操縱與特情模塊、風洞訓練模塊、傘降實跳模塊。每個模塊均設置形成性考核，形成性考核的成績作為學員傘降升級訓練的依據。

理論模塊設置傘降的基礎理論、氣象知識、投放技術；地面動作模塊根據學員接受能力的不同，按照由易到難的順序設置了離機、著陸。期間進行形成性考核，動作能連續考核合格者，進行風洞訓練，否則繼續強化基礎地面動作訓練；疊傘模塊主要設置了初級翼傘的折疊，必須達到折疊實跳傘的標準；空中實跳模塊中，首次實跳主要是體驗高空離機和空中操縱，培養風感，主要考察學員的離機動作、離機心理、空中操縱以及著陸動作；每一跳考察學員的內容都不一樣。翼傘前面幾次跳傘采取兩個教員伴隨的方式，進行高跳低開傘降實跳，培養學員適應高空的開傘環境，了解開傘原理，自由墜落的姿勢和開傘，主要考察學員獨自開傘能力、墜落姿勢的保持能力、險情排除的能力、按照航線操縱的能力以及安全著陸的能力。接下來的幾次跳傘由1個教員伴隨，培養學員的獨立控制身體自由墜落、獨立走航線和剎棒以及險情排除的能力。主要考察學員單獨離機、墜落中的旋轉控制、著陸精準度50米以內。最終培養學員的空中自我監管的能力，為下一步的單獨跳傘打下基礎，主要考察學員單獨離機、空中翻滾和恢復、傘衣操縱以及精準著陸等能力。

（二）引入先進教學手段，實現教學高質高效

傘降訓練對于跳傘員的身體素質、反應能力有很高的要求，還對跳傘員的心理素質要求極高。高空離機的心理恐懼是影響跳傘訓練安全和跳傘訓練效率的主要因素。

傳統的高空跳傘教學模式同國外的教官伴隨跳傘訓練模式相比，跳傘員的心理恐懼主要靠其自行克服，如遇特殊情況，就只能依靠學員保持冷靜，正確處置或者使用ADD自動開傘器開傘。而美軍的教官伴隨跳傘模式中的雙人傘帶跳和單教官伴隨跳的前9次跳傘中，借由教官的幫助，教官會手把手教會學員在高空墜落中開傘、看高度表，解決了跳傘員離機的恐懼心理，增強了學員跳傘的信心，無論在訓練安全還是訓練效率方面，均要優于傳統的跳傘模式。高空翼傘訓練采用美國的伴隨跳傘模式，在有限的時間里可大大提升訓練效益。即先地面動作練習、風洞練習，然后考核選拔，層層篩選，再把留下的精英按照雙人傘和單教官伴隨實跳，最后自主實跳，提高傘降高水平能力。

（三）放眼前沿教育變革，更新傳統思維理念

隨著科技的變革和人們生活方式的改變，傳統的教學模式和教學手段也發生了變化。特別是新型冠狀病毒的暴發，對全國乃至世界的正常運行按下了暫停鍵。我們如何才能在自我隔離的空間里繼續進行教學活動？如何在有限的時間和空間里提升教學訓練水平？傳統的教學方式已經無法滿足現在的狀況。簡單的將傳統教學搬到線上并不是教學模式的改革創新。研究和學習最新的教育理論，更新傳統的教學理念，提高教學效益，是我們進行教學創新改革的基礎。

研究學生學習動機、優秀教師的特點、教育心理學、運動心理學、學習進程特點、短期記憶和長期記憶等教育理論是有效進行教學改革的理論基礎。比如在進行教學目標設定時，有個著名的SMART法則（具體的specific、可衡量的measurable、可實現的achievable、相關的relevant、有時限的timely）。分別是：

1.具體的-訓練應該簡單明了，旨在達到預期的效果。

2.可衡量的-指的是有一個能夠衡量學生短期進步與長期進步的方法。例如：考核標準或者升級標準。

3.可實現的-有價值的目標將提高成功的機會，并加強積極的自我形象。

（1）短期目標：設定具體的、可衡量的目標能夠讓學生驗證成功，并朝著長期目標的方向看到進步。

（2）長期目標：跟進性的、相關的目標能夠為學生繪制出一條路徑，表明正在（或沒有）取得持續的進展。

4.相關的-訓練應著眼于學生的短期目標和長期目標，從簡單到復雜進行設置。

5.有時限的-短期和長期目標的設定需要安排一個切實可行的時間表，為實現每一個目標提供足夠的時間，但要確保訓練的目標非常明確。

這個法則教我們在每個教學設計中，老師和學生要對教學目標非常清晰透明，每一次的教學都會達到預期的教學目標，對于后續的教學進程十分有益。而我們現行的教學中，每次課的教學目標設計中，大多數都停留在“掌握…，了解…”，很少能到達SMART法則要求的如此透明。同樣，在教學內容，教學策略和教學評價中，也有前沿的理論支撐。這就要求我們要勇于解放思想，開拓視野，虛心學習前沿的教育和教學理論知識，努力提升教學新理念。

（四）使用優勢資源聯合、形成“多方聯合、過關升級”教學模式

針對高空傘降人才缺乏、基礎薄弱、培訓難度大、危險系數高的特點，采取“多方聯合、過關升級”。

一是著眼精兵精訓要求，探索形成“學院+地方”教學模式。當前，制約高空傘降的主要矛盾是空域和飛行保障。4000米以上的空域使用需要同時協調空降軍、地方民航等單位。同時，需要有低機速固定翼飛機飛行保障，協調難度大，成本高。而地方航空運動蓬勃發展，全國目前有100多家航空訓練營地，學院采取地面動作和風洞依托自身，飛行保障依托地方的模式，極大節約了資源，提高了訓練效率。

二是本著節約資源、提高效率、確保安全的目的，探索形成全程基于能力的“過關升級”訓練模式。高空傘降屬極限運動，對跳傘員的生理和心理狀態及適應能力都有很高的要求。為節約資源、提高訓練效率，全程實施“過關升級”組訓模式，完成本級科目并獲得合格證書后方可進入下一個環節，否則就被淘汰。并制定了詳細的考核方案，比如地面動作考核標準、風洞訓練考核標準、實跳動作考核標準等。本項目培訓方法與國際特種兵培訓接軌，可節約資源，提高訓練效率。