基于風(fēng)洞技術(shù)的高空傘降課程設(shè)計(jì)

江傳靈 陸軍特種作戰(zhàn)學(xué)院

目前，跳傘運(yùn)動(dòng)已成為全球最為普及的航空體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一，隨著風(fēng)洞模擬跳傘訓(xùn)練場(chǎng)所面向大眾的開放，風(fēng)洞訓(xùn)練逐漸成為高空跳傘的一個(gè)訓(xùn)練內(nèi)容。

一、風(fēng)洞技術(shù)

（一）風(fēng)洞工作基本原理

現(xiàn)代化風(fēng)洞設(shè)備，能夠最大程度的模擬真實(shí)高空跳傘環(huán)境，比如低壓、氣流、溫度等，提高訓(xùn)練質(zhì)量和效益。其基本原理是：跳傘員高空自由墜落中通常會(huì)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(shí)要保持身體平穩(wěn)，該技術(shù)無法通過常規(guī)手段解決。在風(fēng)洞中通過向上的高速氣流與向下的自由墜落達(dá)成一種平衡，跳傘員在風(fēng)洞中訓(xùn)練空中平穩(wěn)墜落技能，既確保安全又提高訓(xùn)練效益。

立式雙循環(huán)封閉型的風(fēng)洞，4臺(tái)風(fēng)扇同步驅(qū)動(dòng)，最高風(fēng)速可達(dá)到70米/秒，具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是氣流質(zhì)量較好，可以確保流道內(nèi)氣流不分離，并且不受環(huán)境風(fēng)影響，飛行段氣流具有較好的均勻性和穩(wěn)定性；二是能耗低，從空氣動(dòng)力學(xué)的視角考察，采用氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)的立式風(fēng)洞的氣流損失較?。葱矢撸诊L(fēng)洞能量比可達(dá)3.0以上），可以顯著降低能耗、減少運(yùn)行費(fèi)用；三是變風(fēng)速能力強(qiáng)，與單臺(tái)風(fēng)扇對(duì)比，多臺(tái)風(fēng)扇并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方案對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子慣性較小，風(fēng)扇變轉(zhuǎn)速較快，從而具有較強(qiáng)的變風(fēng)速能力。

（二）風(fēng)洞的優(yōu)勢(shì)

一是訓(xùn)練效益優(yōu)于實(shí)跳。利用風(fēng)洞進(jìn)行模擬跳傘訓(xùn)練，不論是從訓(xùn)練時(shí)間還是從訓(xùn)練質(zhì)量上，訓(xùn)練效益都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于使用飛機(jī)進(jìn)行的跳傘訓(xùn)練。以某跳傘基地為例，從近三年訓(xùn)練情況統(tǒng)計(jì)看，教練平均每人每年完成帶跳300次，空中訓(xùn)練累計(jì)時(shí)間只有5小時(shí)，在這有限的時(shí)間內(nèi)，難以滿足運(yùn)動(dòng)員掌握動(dòng)作要領(lǐng)、鞏固訓(xùn)練水平的基本要求。而采用風(fēng)洞訓(xùn)練，用一周時(shí)間就可以達(dá)到過去3-5年的訓(xùn)練量，并且訓(xùn)練連續(xù)性好，訓(xùn)練質(zhì)量明顯提高。

二是能夠有效呈現(xiàn)近似實(shí)跳的逼真環(huán)境。風(fēng)洞可以逼真的模擬空中實(shí)跳環(huán)境，與空中墜落感覺非常相似，在經(jīng)過風(fēng)洞訓(xùn)練后即可升空跳傘，空、地訓(xùn)練轉(zhuǎn)換過渡快，訓(xùn)練效果好。在風(fēng)洞中，可以進(jìn)行自由墜落階段的特情處置訓(xùn)練，提高跳傘員處置特殊情況的能力。

三是場(chǎng)地設(shè)置更加簡便易行。高空傘降訓(xùn)練是一項(xiàng)綜合性的訓(xùn)練任務(wù)，不僅要協(xié)調(diào)傘具、場(chǎng)地、器材，實(shí)跳中還要?jiǎng)佑蔑w機(jī)，同時(shí)還要滿足跳傘課目所需的空域、氣象等條件，制約因素多，協(xié)調(diào)難度大。以某俱樂部組織跳傘日為例：由于地處東北，可訓(xùn)季節(jié)為夏秋兩季，加之大風(fēng)、雨霧、低云等特殊天氣影響，從而導(dǎo)致有利天氣十分有限。而將風(fēng)洞技術(shù)運(yùn)用到傘降訓(xùn)練中，可以大大減少訓(xùn)練場(chǎng)地的保障和協(xié)調(diào)。立式風(fēng)洞安裝在室內(nèi)，完全不受場(chǎng)地、天氣、季節(jié)等客觀因素影響，組織非常方便，能夠保證訓(xùn)練的強(qiáng)度和連續(xù)性，使技術(shù)水平穩(wěn)步提高。既降低了訓(xùn)練的保障難度，也降低了訓(xùn)練成本，同時(shí)也有效保證了跳傘訓(xùn)練的安全。

（三）風(fēng)洞訓(xùn)練的內(nèi)容

一是平穩(wěn)飛行訓(xùn)練：單人基礎(chǔ)訓(xùn)練，根據(jù)不同身高體重，輸出對(duì)應(yīng)訓(xùn)練人員最大人體面積額定可懸浮風(fēng)功率。平穩(wěn)飛行訓(xùn)練包括風(fēng)洞平衡練習(xí)和風(fēng)洞飛行練習(xí)。風(fēng)洞平衡練習(xí)是學(xué)員初步接觸風(fēng)洞，無法掌握身體平衡，利用風(fēng)洞底部隔離網(wǎng)進(jìn)行適應(yīng)訓(xùn)練的方式。風(fēng)洞飛行練習(xí)是在掌握風(fēng)洞平衡的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，訓(xùn)練人員掌握平衡，可以控制身體上升高度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)飛行，身體快速做出腹飛挺腹動(dòng)作，隨著風(fēng)力增大，身體懸空平穩(wěn)飛行，根據(jù)教員手勢(shì)做出相應(yīng)動(dòng)作。

二是平穩(wěn)飛行控制訓(xùn)練：單人基礎(chǔ)訓(xùn)練，在平穩(wěn)飛行的基礎(chǔ)上，增加看高度表、前進(jìn)、后退、向左、向右、上升、下降、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)、模擬開傘和應(yīng)急打開備份傘等技能的訓(xùn)練。

三是亂流飛行平衡訓(xùn)練：單人基礎(chǔ)訓(xùn)練。旋轉(zhuǎn)控制20%風(fēng)功率波動(dòng)輸出，產(chǎn)生亂流。訓(xùn)練跳傘員在空中應(yīng)變平衡控制的能力和姿勢(shì)轉(zhuǎn)換的能力，提高高空跳傘心理承受能力。

四是模擬高空離機(jī)訓(xùn)練：結(jié)合最新科技應(yīng)用，特別增加模擬離機(jī)性能艙。70%真實(shí)度訓(xùn)練增加飛機(jī)上實(shí)跳飛行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)模擬空跳，讓模擬訓(xùn)練更接近現(xiàn)實(shí)，降低真實(shí)空跳的事故率。

二、高空傘降課程教學(xué)的現(xiàn)狀

（一）風(fēng)洞訓(xùn)練不扎實(shí)，空中特情不斷

風(fēng)洞訓(xùn)練是高空跳傘很重要的一個(gè)訓(xùn)練內(nèi)容，但在實(shí)際的教學(xué)過程中，風(fēng)洞訓(xùn)練變成了可有可無的訓(xùn)練內(nèi)容，進(jìn)行了風(fēng)洞訓(xùn)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(gè)核心進(jìn)行訓(xùn)練，導(dǎo)致在實(shí)跳過程中空中特情不斷。以某跳傘俱樂部為例，培訓(xùn)60名新學(xué)員，有4名學(xué)員在離開飛機(jī)后身體就不受控制，帶著教練一起旋轉(zhuǎn)，教練命令其立即開傘，大大增加了跳傘的風(fēng)險(xiǎn)。還有一名學(xué)員，在空中自由墜落階段，身體一直在旋轉(zhuǎn)，越轉(zhuǎn)越快，教練多次嘗試控制其旋轉(zhuǎn)，均未成功，最后在準(zhǔn)備開傘的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)才突然停止。這些都是風(fēng)洞訓(xùn)練不扎實(shí)，盲目追求訓(xùn)練進(jìn)度，給高空跳傘帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)隱患。

（二）理念還不夠先進(jìn)，訓(xùn)練質(zhì)效差

目前地方跳傘隊(duì)的隊(duì)員選拔以后，首先進(jìn)行15天左右的離機(jī)、吊環(huán)和操縱訓(xùn)練、降落傘折疊等地面動(dòng)作訓(xùn)練；然后使用初級(jí)翼傘進(jìn)行實(shí)跳，其中前9次進(jìn)行繩拉強(qiáng)制開傘，而后根據(jù)教官投放時(shí)觀察個(gè)人跳傘狀態(tài)確定能否轉(zhuǎn)入手拉開傘，約30天左右完成。初級(jí)翼傘結(jié)束后達(dá)到會(huì)建立航線、能按正確航線操縱降落傘，落到直徑30米以內(nèi)的區(qū)域內(nèi)，總共需要45天。而高空跳傘最高效快捷的訓(xùn)練方法是國外的教官伴隨跳傘的教學(xué)模式。地面授課時(shí)間約為3-5天，實(shí)跳時(shí)間為2周，總的訓(xùn)練時(shí)間不超過30天。學(xué)員完成訓(xùn)練任務(wù)后，能夠達(dá)到3000米高空離機(jī)，完成40秒自由墜落，期間完成180度和360度旋轉(zhuǎn)、橫向翻滾、向前翻滾和向后翻滾等空翻動(dòng)作，并能降落在直徑30米著陸場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)。在培訓(xùn)中，學(xué)員的前3跳均由教官用雙人傘帶跳，學(xué)員主要體會(huì)離機(jī)和墜落，克服心理恐懼，模擬開傘動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，開傘后完成基礎(chǔ)的控傘，之后的6跳由一名教官伴隨跳，完成獨(dú)立開傘、平穩(wěn)定向、控制旋轉(zhuǎn)、翻滾和側(cè)滾等技能，能操縱降落傘安全著陸。剩余的16跳由學(xué)員獨(dú)立完成，主要是復(fù)習(xí)和鞏固墜落中的動(dòng)作技術(shù)，練習(xí)控傘，并操縱降落傘落在30米的圈內(nèi)。

（三）課程內(nèi)容設(shè)置不合理，考核評(píng)價(jià)單一

雖然在高空傘降課程中有風(fēng)洞訓(xùn)練這項(xiàng)訓(xùn)練內(nèi)容，但風(fēng)洞具體訓(xùn)練什么內(nèi)容、訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)是什么、怎么組訓(xùn)、怎么考核還未細(xì)化。在實(shí)際的風(fēng)洞訓(xùn)練中，僅僅是規(guī)定了訓(xùn)練時(shí)間，訓(xùn)練完一小時(shí)就可以進(jìn)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(biāo)是開傘，而開傘的關(guān)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(xiàn)特情的概率。

三、風(fēng)洞技術(shù)在高空傘降課程中的應(yīng)用

新跳傘員在完成地面動(dòng)作訓(xùn)練之后，先進(jìn)行風(fēng)洞訓(xùn)練，提高高空中的風(fēng)感，訓(xùn)練身體協(xié)調(diào)性和靈活性，在完成了平穩(wěn)定向、左右旋轉(zhuǎn)控制、升降控制、前后和左右滑行等技術(shù)之后，就可以進(jìn)行升空實(shí)跳。

（一）研究課程內(nèi)容設(shè)置，確保訓(xùn)練科學(xué)合理

為實(shí)現(xiàn)高空傘降課程的總體目標(biāo)，我們可以將課程的內(nèi)容按照時(shí)間邏輯順序劃分為6個(gè)模塊。分別是理論知識(shí)模塊、地面動(dòng)作訓(xùn)練模塊、疊傘模塊、操縱與特情模塊、風(fēng)洞訓(xùn)練模塊、傘降實(shí)跳模塊。每個(gè)模塊均設(shè)置形成性考核，形成性考核的成績作為學(xué)員傘降升級(jí)訓(xùn)練的依據(jù)。

理論模塊設(shè)置傘降的基礎(chǔ)理論、氣象知識(shí)、投放技術(shù)；地面動(dòng)作模塊根據(jù)學(xué)員接受能力的不同，按照由易到難的順序設(shè)置了離機(jī)、著陸。期間進(jìn)行形成性考核，動(dòng)作能連續(xù)考核合格者，進(jìn)行風(fēng)洞訓(xùn)練，否則繼續(xù)強(qiáng)化基礎(chǔ)地面動(dòng)作訓(xùn)練；疊傘模塊主要設(shè)置了初級(jí)翼傘的折疊，必須達(dá)到折疊實(shí)跳傘的標(biāo)準(zhǔn)；空中實(shí)跳模塊中，首次實(shí)跳主要是體驗(yàn)高空離機(jī)和空中操縱，培養(yǎng)風(fēng)感，主要考察學(xué)員的離機(jī)動(dòng)作、離機(jī)心理、空中操縱以及著陸動(dòng)作；每一跳考察學(xué)員的內(nèi)容都不一樣。翼傘前面幾次跳傘采取兩個(gè)教員伴隨的方式，進(jìn)行高跳低開傘降實(shí)跳，培養(yǎng)學(xué)員適應(yīng)高空的開傘環(huán)境，了解開傘原理，自由墜落的姿勢(shì)和開傘，主要考察學(xué)員獨(dú)自開傘能力、墜落姿勢(shì)的保持能力、險(xiǎn)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(gè)教員伴隨，培養(yǎng)學(xué)員的獨(dú)立控制身體自由墜落、獨(dú)立走航線和剎棒以及險(xiǎn)情排除的能力。主要考察學(xué)員單獨(dú)離機(jī)、墜落中的旋轉(zhuǎn)控制、著陸精準(zhǔn)度50米以內(nèi)。最終培養(yǎng)學(xué)員的空中自我監(jiān)管的能力，為下一步的單獨(dú)跳傘打下基礎(chǔ)，主要考察學(xué)員單獨(dú)離機(jī)、空中翻滾和恢復(fù)、傘衣操縱以及精準(zhǔn)著陸等能力。

（二）引入先進(jìn)教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)高質(zhì)高效

傘降訓(xùn)練對(duì)于跳傘員的身體素質(zhì)、反應(yīng)能力有很高的要求，還對(duì)跳傘員的心理素質(zhì)要求極高。高空離機(jī)的心理恐懼是影響跳傘訓(xùn)練安全和跳傘訓(xùn)練效率的主要因素。

傳統(tǒng)的高空跳傘教學(xué)模式同國外的教官伴隨跳傘訓(xùn)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(xué)員保持冷靜，正確處置或者使用ADD自動(dòng)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(huì)手把手教會(huì)學(xué)員在高空墜落中開傘、看高度表，解決了跳傘員離機(jī)的恐懼心理，增強(qiáng)了學(xué)員跳傘的信心，無論在訓(xùn)練安全還是訓(xùn)練效率方面，均要優(yōu)于傳統(tǒng)的跳傘模式。高空翼傘訓(xùn)練采用美國的伴隨跳傘模式，在有限的時(shí)間里可大大提升訓(xùn)練效益。即先地面動(dòng)作練習(xí)、風(fēng)洞練習(xí)，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(shí)跳，最后自主實(shí)跳，提高傘降高水平能力。

（三）放眼前沿教育變革，更新傳統(tǒng)思維理念

隨著科技的變革和人們生活方式的改變，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)手段也發(fā)生了變化。特別是新型冠狀病毒的暴發(fā)，對(duì)全國乃至世界的正常運(yùn)行按下了暫停鍵。我們?nèi)绾尾拍茉谧晕腋綦x的空間里繼續(xù)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)？如何在有限的時(shí)間和空間里提升教學(xué)訓(xùn)練水平？傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在的狀況。簡單的將傳統(tǒng)教學(xué)搬到線上并不是教學(xué)模式的改革創(chuàng)新。研究和學(xué)習(xí)最新的教育理論，更新傳統(tǒng)的教學(xué)理念，提高教學(xué)效益，是我們進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新改革的基礎(chǔ)。

研究學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、優(yōu)秀教師的特點(diǎn)、教育心理學(xué)、運(yùn)動(dòng)心理學(xué)、學(xué)習(xí)進(jìn)程特點(diǎn)、短期記憶和長期記憶等教育理論是有效進(jìn)行教學(xué)改革的理論基礎(chǔ)。比如在進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)設(shè)定時(shí)，有個(gè)著名的SMART法則（具體的specific、可衡量的measurable、可實(shí)現(xiàn)的achievable、相關(guān)的relevant、有時(shí)限的timely）。分別是：

1.具體的-訓(xùn)練應(yīng)該簡單明了，旨在達(dá)到預(yù)期的效果。

2.可衡量的-指的是有一個(gè)能夠衡量學(xué)生短期進(jìn)步與長期進(jìn)步的方法。例如：考核標(biāo)準(zhǔn)或者升級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.可實(shí)現(xiàn)的-有價(jià)值的目標(biāo)將提高成功的機(jī)會(huì)，并加強(qiáng)積極的自我形象。

（1）短期目標(biāo)：設(shè)定具體的、可衡量的目標(biāo)能夠讓學(xué)生驗(yàn)證成功，并朝著長期目標(biāo)的方向看到進(jìn)步。

（2）長期目標(biāo)：跟進(jìn)性的、相關(guān)的目標(biāo)能夠?yàn)閷W(xué)生繪制出一條路徑，表明正在（或沒有）取得持續(xù)的進(jìn)展。

4.相關(guān)的-訓(xùn)練應(yīng)著眼于學(xué)生的短期目標(biāo)和長期目標(biāo)，從簡單到復(fù)雜進(jìn)行設(shè)置。

5.有時(shí)限的-短期和長期目標(biāo)的設(shè)定需要安排一個(gè)切實(shí)可行的時(shí)間表，為實(shí)現(xiàn)每一個(gè)目標(biāo)提供足夠的時(shí)間，但要確保訓(xùn)練的目標(biāo)非常明確。

這個(gè)法則教我們?cè)诿總€(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中，老師和學(xué)生要對(duì)教學(xué)目標(biāo)非常清晰透明，每一次的教學(xué)都會(huì)達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)于后續(xù)的教學(xué)進(jìn)程十分有益。而我們現(xiàn)行的教學(xué)中，每次課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)中，大多數(shù)都停留在“掌握…，了解…”，很少能到達(dá)SMART法則要求的如此透明。同樣，在教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)策略和教學(xué)評(píng)價(jià)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(xué)習(xí)前沿的教育和教學(xué)理論知識(shí)，努力提升教學(xué)新理念。

（四）使用優(yōu)勢(shì)資源聯(lián)合、形成“多方聯(lián)合、過關(guān)升級(jí)”教學(xué)模式

針對(duì)高空傘降人才缺乏、基礎(chǔ)薄弱、培訓(xùn)難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高的特點(diǎn)，采取“多方聯(lián)合、過關(guān)升級(jí)”。

一是著眼精兵精訓(xùn)要求，探索形成“學(xué)院+地方”教學(xué)模式。當(dāng)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(shí)協(xié)調(diào)空降軍、地方民航等單位。同時(shí)，需要有低機(jī)速固定翼飛機(jī)飛行保障，協(xié)調(diào)難度大，成本高。而地方航空運(yùn)動(dòng)蓬勃發(fā)展，全國目前有100多家航空訓(xùn)練營地，學(xué)院采取地面動(dòng)作和風(fēng)洞依托自身，飛行保障依托地方的模式，極大節(jié)約了資源，提高了訓(xùn)練效率。

二是本著節(jié)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(guān)升級(jí)”訓(xùn)練模式。高空傘降屬極限運(yùn)動(dòng)，對(duì)跳傘員的生理和心理狀態(tài)及適應(yīng)能力都有很高的要求。為節(jié)約資源、提高訓(xùn)練效率，全程實(shí)施“過關(guān)升級(jí)”組訓(xùn)模式，完成本級(jí)科目并獲得合格證書后方可進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)，否則就被淘汰。并制定了詳細(xì)的考核方案，比如地面動(dòng)作考核標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)洞訓(xùn)練考核標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)跳動(dòng)作考核標(biāo)準(zhǔn)等。本項(xiàng)目培訓(xùn)方法與國際特種兵培訓(xùn)接軌，可節(jié)約資源，提高訓(xùn)練效率。