自由飛翔——滑翔傘

苗　軍

熱身區(qū)

滑翔傘，起源于20世紀(jì)70年代的歐洲，一些登山者發(fā)明了乘降落傘滑翔來快速下山的方法，后來這種美好的滑翔體驗發(fā)展成了一項新興的體育運動。而后，滑翔傘便以其新奇、刺激迅速風(fēng)靡了世界各地。20多年前這項運動被傳入我國，并開始成為廣大愛好者向往和迷戀的戶外運動之一。

全套滑翔傘一般僅重約20kg，主要由傘衣、傘繩、組帶、座袋、副傘等部分組成。

傘衣又稱傘頭，翼展可達(dá)13m，翼面約20m2。傘頭由上、下翼面和左右肋片隔成一個個氣室，起飛和飛行時，空氣從朝向前方的風(fēng)口進入氣室，在空氣的沖壓下，相互連通的傘衣氣室均充氣并保持一定的剛性。由于上下翼面的彎曲弧度不同，空氣流經(jīng)傘頭時產(chǎn)生向上的壓力差，滑翔傘就是靠這種提升力使人脫離大地的，飛行速度為20 ～65km/h。

傘繩是連接傘衣與座帶的傳力構(gòu)件，由高強度防彈纖維制成，又細(xì)又結(jié)實。傘繩由前往后被分成3～4組。

組帶在傘衣兩側(cè)對稱分布，依次控制著前沿風(fēng)口、傘的主面升力中心和后緣部分，組帶端點由金屬保險主鉤與座帶相連。左右手的剎車?yán)K可控制左右轉(zhuǎn)彎、減速、剎停等動作，從天而降時通過對剎車?yán)K的控制，可以做到零速雀降，使腳部受到的沖擊很小，甚至比下臺階還要輕緩。

座袋呈“L”型，由傘繩吊在傘衣下面，飛行員可舒適地坐或半躺在座袋里，放松地鳥瞰腳下的大地，盡情享受凌空飛翔的樂趣。座袋內(nèi)的高強度纖維板可有效地保護人體免受撞擊。在背帶系統(tǒng)上還設(shè)有副傘和配重水袋等。

副傘是救生用傘，當(dāng)萬一出現(xiàn)主傘不能恢復(fù)而無法繼續(xù)飛行時，才拋出副傘降落。在離地不超過50m的低空是來不及使用副傘的！拋出的副傘為圓穹形，比主傘小，下沉較快，所以只在危急情況下才使用?；鑲氵\動比較安全，副傘往往是用不到的。

練功區(qū)

滑翔傘是最自我、最自然的飛行方式。放飛你的自由吧，駕著滑翔傘徜徉在遼闊的天空里，像鳥兒一樣飛翔，讓白云掠過身邊，傾聽風(fēng)的呼喚，讓身心最大限度地融入大自然。

滑翔傘是最簡單的飛行器。經(jīng)專業(yè)教練指導(dǎo)，大部分人可以在一個半小時內(nèi)學(xué)會起飛、轉(zhuǎn)彎和著陸等基本操作，關(guān)鍵是掌握起降的操作要領(lǐng)，注意風(fēng)向風(fēng)速的變化。一般來講，風(fēng)速2～5m/s較合適，但為了安全飛行，必須全面了解天氣、裝備、安全守則和空中交通規(guī)則。滑翔傘運動講究的是天人合一，如果天氣或心情不好是絕對不可以飛行的。

滑翔傘又稱山坡傘，但初學(xué)者應(yīng)先在平地上練習(xí)鋪傘和起傘，當(dāng)你能快速而穩(wěn)當(dāng)?shù)貙憷饡r，就可以背上初級傘登上十幾米高的小山坡試飛了。將傘衣展開，逆風(fēng)拉起，使氣室內(nèi)充滿氣，順山坡往下跑幾步，雙腳便不由自主地騰空了，仿佛瞬間從大地懷中解脫，變成了一只鳥兒。

滑翔傘自身沒有動力，必須依靠外力進行爬升。在晴朗的天氣里，飛行員可以通過控制飛行方向進入熱氣流爬升；或者在風(fēng)力較強的天氣下，依靠山形造成的動力氣流徘徊在陡坡峭壁間。

著陸前，滑翔傘一定要面向逆風(fēng)，同時兩手將操縱棒拉下，通過雙側(cè)施加較大幅度的剎車，在距離地面數(shù)米處就可以輕松著陸。

過招區(qū)

問題1. 根據(jù)流體動力學(xué)原理，在空氣中運動的物體受到的空氣阻力與相對空氣的速度v平方成正比，與物體垂直運動方向的最大截面積S成正比，當(dāng)然還與物體的形狀有關(guān)。設(shè)滑翔傘與救生傘為相近形狀，在無風(fēng)的空氣里，30m2的主傘豎直下沉速率為2m/s。請你計算，若用5m2的副傘下降，其下沉速率為多少？

問題2. 滑翔傘可以自由轉(zhuǎn)向。剎車組傘繩連接在傘翼的尾端，當(dāng)拉下一側(cè)剎車手柄后，該側(cè)尾段被拉下，傘翼會向該方向旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的。設(shè)滑翔傘正以36km/h的水平速度勻速飛行，飛行員拉下右側(cè)剎車致使傘頭向右下傾斜30°，忽略在此操作中傘受到空氣作用力大小的變化，請問該飛行員的轉(zhuǎn)彎半徑約為多少？要轉(zhuǎn)過90°方向，需過多長時間才可以松開剎車手柄？

答案

1. 由 f= kSv²，不難求得副傘下降的速度約5 m/s。

2. 轉(zhuǎn)彎時傘位示意圖如圖所示。忽略在剎車中傘受到空氣作用力大小的變化，傘受到空氣的垂直傘面的作用力仍與勻速直線飛行時相同，即人、整個傘具和裝備的總重力為mg，只是方向也隨著傘面傾斜而改變。將此力沿水平和豎直方向分解，可得水平分力大小為mg/2，這個力就是轉(zhuǎn)彎所作圓周運動的向心力，由1/2mg = mv²/R得，R = 2v²/g ≈ 20m。轉(zhuǎn)彎時間為走過90°弧長所需時間，即t = 1/4 × 2πR/v≈ 3s。但同時我們也看到，傘受的力沿豎直向上的分力即升力也減小了，所以傘在豎直方向的受力不再平衡，轉(zhuǎn)彎的同時傘將更快地下降，剎車?yán)碌迷蕉?，升力越小，下降得也越快，旋轉(zhuǎn)得也越快，這是很危險的。因此老飛行員們總是不厭其煩地告誡新手：剎車翼面不得超過45°！