翼装飞行:追梦路上,更需要敬畏生命

2020-08-14 09:53
发明与创新·大科技 2020年7期
关键词:极限运动气流高空

有人说,它圆了人类自由飞翔的梦,让人有了“翅膀”;也有人说,它是世界上最危险的极限运动,代价历历在目。

前段时间,一名年轻女孩生命中的最后一跳,让翼装飞行进入更多人的视野。人们惋惜痛心,也试图去了解这项极限运动的魅力、危险以及背后的故事。

“大多数人看到的是新闻,并不是这项运动本身。”悲剧发生后,一位专业的翼装飞行员说。“很显然,实现飞翔的梦想是有代价的。”来自内蒙古的极限运动爱好者曲卫平说,“进行翼装飞行运动,首先要对其有科学的认知,这是保护自身安全的前提,也是从事这项运动的重要意义之一。”

纵身一跃,与气流生死相托

2011年,来自美国的世界顶尖翼装飞行高手杰布·科利斯从2000米高空跳下,成功飞行穿越天门洞,成为世界首位穿越天门洞的翼装“飞人”。

他的这一跳,将翼装飞行带入中国。

亲眼看过这项运动的人会手心冒汗——飞行者身着翼装,纵身一跃,无动力飞翔,然后打开降落伞,着陆。

在国际上,翼装飞行可分为有动力翼装飞行和无动力翼装飞行两大类。有动力翼装飞行,指的是在飞行时所穿戴的设备上安装有发动机等动力装置。而无动力翼装飞行又称飞鼠装滑翔运动,是指翼装飞行员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降落伞设备,从飞机、热气球、悬崖绝壁、高楼大厦等高处一跃而下后,飞行者仅仅依靠肢体动作来掌控滑翔方向,用身体进行无动力空中飞行的运动,在高度达到安全极限时,再打开降落伞平稳着陆。

相比之下,有动力翼装飞行由于借助了动力装置,让运动中的“极限”程度大打折扣。“天门山事件中遇难女孩采用的是无动力翼装飞行,危险程度更高,操作难度更大。”内蒙古生物技术研究院特聘专家张志刚介绍道。

说到此次意外,张志刚表示,极限运动的过程中充满着太多不确定因素,很难准确判断造成意外的原因,但是必定与翼装飞行员的身体状况、肢体动作和气流运动情况有密切关系。人类从事翼装飞行运动,很大程度上就是在模仿蝙蝠的飞行,准确地说,是模仿蝙蝠的滑行动作,而不是飞行方法。

“从翼装飞行员纵身一跃开始,在没有任何动力装置的条件下,人就会呈现自由落体状态,此时,抓住时机准确快速打开翼装,依靠气流的阻力改变自由落体状态,就成为整个运动过程的关键,从某种意义上说,生死也就在这一瞬间。”张志刚说。

张志刚指出,高海拔的山峰峰顶,气流的运动变化莫测、极不稳定,如果翼装飞行员跳下的瞬间遇到一个突然向上或者突然向下的瞬间强气流,就极有可能发生肢体动作变形,甚至是不可控的翻转,这会令翼装飞行员迅速进入自由降落状态。如果排除翼装飞行员的身体状况因素,那么气流瞬时变化就是最有可能造成意外的原因。

挑战极限,先要对其有科学认知

“蝙蝠对于飞行的掌控是条件反射,而人则不然,突发的意外会严重影响心理,進而干扰和限制人的肢体活动,任何失误和迟疑都足以让翼装飞行员在短短的几秒内失去存活的机会。”张志刚说。

蝙蝠在飞行的时候可以将翅翼的扇动与肢体柔韧性结合起来,从而在空中悬停或者继续飞行。根据这一原理,人们利用富有韧性和张力的尼龙材料设计出了翼装飞行服。

张志刚介绍,翼装最重要的部分是冲压式膨胀气囊,当飞行者在空中开始下降时,空气会迅速进入气囊,使得翼装充满气体,增大空气浮力来减缓飞行者下降的速度。“浮力抵消掉部分重力作用后,就可以让翼装飞行员从自由落体状态变为急速滑行状态。”

翼装飞行员在空中进行翼装飞行时,形似蝙蝠。然而,通过模型和数据对比可以发现,翼装飞行只能模仿蝙蝠的滑行动作,而无法通过肢体动作来获得足够浮力,更无法像蝙蝠一样做到扇动翅膀飞行和自由滑行任意切换。

科学家通过对蝙蝠飞行的空气动力学原理进行深入研究后发现,蝙蝠和鸟类飞行技术存在着明显不同,在蝙蝠飞行速度较慢时,蝙蝠扇动翅膀的幅度和方式与黄蜂类似,这使得蝙蝠可以在空中悬停和在飞行中快速转弯。

“蝙蝠在飞行过程中,翼的扇动与翼的柔韧性及弹性配合得十分协调。比如,蝙蝠在飞行过程中身体旋转180度所需距离只有其翼展长度的一半。此外,蝙蝠翼展面积之大还有效保证了它在飞行过程中只需消耗极少的能量就能够产生理想的上升力。而这些卓越的飞行性能源自进化,远非翼装飞行装备可以达到。”张志刚强调。

翼装飞行正式进入飞行状态后,飞行速度通常可达到每小时200公里,翼装飞行的滑翔比约3∶1,也就是说,翼装飞行员在每下降一米的同时,会前进约3米。据此,张志刚建议,不论是装备设计还是操作动作设计上,翼装飞行运动相关从业者都不要试图去模仿蝙蝠,而是应该将重点放在保障安全上,例如改进定位装置、通信设备的研发,使其具备更高的灵敏度与可靠性等。

突破自我,自由翱翔更需敬畏之心

没有人能轻易实现“像鸟一样自由飞翔”。

极限运动对参与者的体能、技术等都有着极高的要求,需要经过长期的、系统的专业化训练。

第一位亮相翼装飞行世锦赛的中国选手、曾获翼装飞行世锦赛穿靶赛亚军的张树鹏说,成为一名专业的翼装飞行员,前期要经过高空跳伞培训,“跳够200次以后,才能学习高空翼装飞行。”积累了100次高空翼装飞行经验,同时高空跳伞和高空翼装飞行的次数累计达到400次之后,才可以学习低空跳伞;低空跳伞再积累100次经验之后,才可以学习低空翼装飞行。

从事翼装飞行前,张树鹏是滑翔伞国家队队员,曾获滑翔伞世界冠军,11年间共完成了15 000多次飞行。在张家界天门山,他已完成超过1060次翼装飞行。

而在进行一次翼装飞行前,飞行者要确保所携装备齐全、功能正常,飞行前的检查装备流程必不可少,一般要检查三遍——拿到装备时、登机前和起跳前。低空翼装飞行装备主要包括合适的翼装飞行服、降落伞、头盔和辅助设备如高度表、GPS对讲机等。高空翼装飞行在此基础上,除增加额外的备用伞,还配备一个高度警报器。飞行者一般将设定好的警报器放在头盔里,一旦到了需要注意的不可控高度,警报器会鸣响提醒。

事实上,在部分中国90后甚至00后群体中,极限运动正越来越普及。“有更多人参与突破自我、超越自我的运动,这是一件好事。”张树鹏说,“与此同时,也要对危险性充分预估,各方面准备要十分充分,才能更好地驾驭极限运动。热爱极限运动的同时,更要对生命和规则抱有敬畏之心。”(据新华社、《科技日报》)

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