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小時候看《功夫》，覺得這套如來神掌實在是炫酷，幻想著自己有一天也能這樣從(cong) 天而降。

後來學了物理，尤其是學完自由落體(ti) 運動之後，越發覺著這個(ge) 幻想永遠都不可能實現了。然後順便也懷疑影視作品和文學作品中“從(cong) 天而降”場景的科學性，哎，誰讓我學了物理╮（╯＿╰）╭。

撐傘(san) 從(cong) 天而降

窗簾降落傘(san)

以及下麵這個(ge) 衣褲降落傘(san) 。

原來歐陽鋒被困禿木峰頂，他武功雖高，終究無法從(cong) 這筆立千丈的高峰上溜下來，熬了幾日凍餓，情急智生，忽然想到一法。他除下褲子，將兩(liang) 隻褲腳都牢牢打了個(ge) 結，又怕褲子不牢，將衣衫都除下來縛在褲上，雙手持定褲腰，咬緊牙關(guan) 縱身一躍，從(cong) 山峰上跳將下來。這法子原本極為(wei) 冒險，隻是死中求生，除此更無他策，果然一條褲子中鼓滿了氣，將他下降之勢大為(wei) 減弱。

——《射雕英雄傳(chuan) 》第三十七章 從(cong) 天而降

想要知道如何科學地從(cong) 天而降，首先需要知道從(cong) 天而降的時候在空中會(hui) 發生些什麽(me) 。

●終端速度●

我們(men) 高中學過自由落體(ti) 運動，這是沒有考慮空氣阻力的影響。物體(ti) 從(cong) 高空墜落，如果是做自由落體(ti) 運動，那麽(me) 它的速度是一直在增加的。但實際上，由於(yu) 空氣阻力的存在，高空墜落的物體(ti) 的速度不會(hui) 無限製地增加下去，而是有一個(ge) 極限，這個(ge) 極限叫做終端速度。

如果無視空氣產(chan) 生的浮力，會(hui) 有下麵這個(ge) 公式：

Fd為(wei) 所受的空氣阻力；

ρ為(wei) 物體(ti) 下落時所處空氣的密度；

v為(wei) 物體(ti) 下落的速度；

cd為(wei) 物體(ti) 的阻力係數，與(yu) 物體(ti) 的形狀等因素有關(guan) ；

A為(wei) 物體(ti) 的投影麵積。

當物體(ti) 下落的速度足夠大的時候，所受的空氣阻力和重力大小相等，方向相反，於(yu) 是下落的速度就不再增加，達到了終端速度，下落物體(ti) 的終端速度可以這樣求得：

跳傘(san) 員如果采取俯伏向下的姿勢，不打開降落傘(san) 的話，其終端速度約為(wei) 55m/s（~195km/h），我國D字頭的動車組列車的行駛速度也差不多是這個(ge) 值。如果跳傘(san) 員把四肢收起來，頭朝下，做出類似鋼鐵俠(xia) 飛行時的那種動作，終端速度會(hui) 提升至90m/s（~320km/h），幾乎快到了遊隼向下追捕獵物時的速度 [1]。

1960年8月16日，美國空軍(jun) 上尉約瑟夫·基廷格（Joseph Kittinger）創造了個(ge) 記錄，當時他從(cong) 一個(ge) 漂浮在31330m高度的氦氣球吊籃上跳下來，下落過程中的最高速度達到了274m/s，差不多是音速的9/10 [2]。直到2012年這個(ge) 記錄才被打破，費利克斯·鮑姆加特納（Felix Baumgartner）乘高空氦氣球飛到了39045m的高空然後跳下來，最高速度達到了373m/s，已經突破了音速。當然了，這個(ge) 最高速度是在高空中實現的，因為(wei) 那裏大氣稀薄。

約瑟夫·基廷格 | 來源：Wikipedia

說了那麽(me) 多，其實想表達的就是：如果想科學地從(cong) 天而降，辦法就是提高空氣阻力。下落的時候要提高空氣阻力，首先可能會(hui) 想到降落傘(san) 。降落傘(san) 主要是通過巨大的投影麵積來增大空氣阻力的。

降落傘(san) 可以將終端速度降低90％以上，因此攜帶了降落傘(san) 的人可以以3~4m/s（~12km/h）的相對較低的速度撞擊地麵 [3]。

常見的降落傘(san) 主要有兩(liang) 種，一種是圓傘(san) ，一種是翼傘(san) 。

圓傘(san) | 來源：explainthatstuff.com

翼傘(san) | 來源：explainthatstuff.com

顧名思義(yi) ，圓傘(san) ，就是圓形的降落傘(san) ，外形看上去像水母。降落傘(san) 由主降落傘(san) 和備用降落傘(san) 組成，備傘(san) 是在主傘(san) 打不開的情況下使用的。

一種圓傘(san) 結構（1是引導傘(san) ，3是傘(san) 頂孔，4是主傘(san) ，9是操縱棒） | 來源：explainthatstuff.com

主傘(san) 開傘(san) 方式一般有兩(liang) 種：一是拉繩將傘(san) 包拉開，傘(san) 包內(nei) 引導傘(san) 先彈出，產(chan) 生足夠的拉力拉開主傘(san) 。二是拉繩將穩定傘(san) 拉開，同時開鎖器開始計時，幾秒鍾之後，解除對穩定傘(san) 的限製，從(cong) 而拉出主傘(san) ，使主傘(san) 張開 [4]。上圖中的1就是引導傘(san) 。

圖中的小降落傘(san) 就是穩定傘(san) | 來源：“我們(men) 的天空”微信公眾(zhong) 號

主傘(san) 釋放後拉力會(hui) 迅速增加，可以看這個(ge) 示意圖了解一下。

跳傘(san) 員跳傘(san) 之後受力變化的示意圖 | 來源：hypertextbook.com

如果注意觀察會(hui) 發現，圓傘(san) 上好像總是有幾個(ge) “破洞”。這其實是排氣孔，不是“破洞”，並且是有意為(wei) 之。其中頂部的叫做傘(san) 頂孔，允許空氣從(cong) 圓傘(san) 頂部緩慢逸出，而不是從(cong) 圓傘(san) 的“裙擺”逸出，這有助於(yu) 減少降落傘(san) 的晃動。另外可以用操縱棒控製前後排氣孔的開閉，進而控製降落速度，改變運動方向，還可以減弱層風的影響，減少搖晃。

降落傘(san) 的”裙擺“處有前後排氣孔 | 來源：“我們(men) 的天空”微信公眾(zhong) 號

如果用雨傘(san) 做降落傘(san) 會(hui) 出現什麽(me) 情況呢？如果你的傘(san) 不夠堅固，要麽(me) 會(hui) 被吹翻，要麽(me) 會(hui) 被吹得傘(san) 麵、傘(san) 骨分離；如果傘(san) 足夠堅固，那也別高興(xing) 得太早，嗯，傘(san) 會(hui) 吹得側(ce) 翻。所以，用雨傘(san) 做降落傘(san) 還是別想了。

來源：果殼網 [5]

除了圓傘(san) 之外，另一種常見的就是翼傘(san) ，翼傘(san) 是翼形降落傘(san) 的簡稱，也叫翼型滑行傘(san) 或滑行降落傘(san) 。從(cong) 名字上就可以知道，它可以在空中滑行。翼傘(san) 大多呈矩形，並且設計成衝(chong) 壓式。

衝(chong) 壓式翼傘(san) | 來源：hypertextbook.com

所謂衝(chong) 壓式，就是像上圖這樣，翼傘(san) 的上下翼麵用不透氣的織物製造，上下翼麵由肋片連接，分割成很多小氣室，各肋片上有通風孔，便於(yu) 各個(ge) 氣室之間空氣流通，從(cong) 而使傘(san) 體(ti) 在下降時快速充氣。

來源：中國軍(jun) 視網

翼傘(san) 的前緣是開口的，後緣是封閉的。當滑翔的時候，空氣從(cong) 前緣開口湧入，使得每個(ge) 小氣室撐滿，形成一個(ge) 機翼的形狀，從(cong) 而具有很好的機動能力。

來源：中國軍(jun) 視網

圓傘(san) 和翼傘(san) 在軍(jun) 事上都有應用，但它們(men) 的使用場景不太一樣，原因主要是這兩(liang) 種傘(san) 的滑降比和可操控性不一樣。

滑降比，就是將速度分解成豎直和水平兩(liang) 個(ge) 方向，水平方向上的速度與(yu) 豎直方向上的速度的比值就是滑降比。圓傘(san) 的滑降比一般是1:1左右，而翼傘(san) 因為(wei) 傘(san) 形呈機翼形狀，所以有更好的滑翔能力，滑降比一般為(wei) 3:1，相同高度下，圓傘(san) 的留空時間會(hui) 比翼傘(san) 短，方便快速降落。另外，翼傘(san) 還比圓傘(san) 操控性更強，更容易精準著陸。

精準著陸，命中靶心 | 來源：“我們(men) 的天空”微信公眾(zhong) 號

圓傘(san) 非常適合在相對較小的區域，相對較低的高度迅速地投放大量兵力。但因為(wei) 跳傘(san) 員比較難控製圓傘(san) 的落點，所以需要飛行器飛臨(lin) 目標區上空才能跳傘(san) 著陸。這樣需要直麵敵方炮火，危險並且缺乏突然性，所以降落之前需先摧毀敵防空體(ti) 係，否則空降部隊還未著陸就可能損失慘重 [6]。

圓傘(san) 可以密集投送兵力 | 來源：Wikipedia

翼傘(san) 每下降1m可水平滑行3m，所以能在空中遠距離滑翔，如果在5000m高空跳傘(san) ，可滑行到15公裏外著陸。訓練有素的空降兵能在距目標地區相當遠的距離跳傘(san) ，然後操控翼傘(san) 避開障礙和危險區，滑行至目標區著陸，大幅度提高了作戰的隱蔽性和突然性 [6]。

但空中操控翼傘(san) 的難度較大、危險性較高，對傘(san) 兵的跳傘(san) 技術要求很高。所以翼傘(san) 主要用於(yu) 空降作戰的先期滲透突襲，接應後繼空降的大部隊或執行某些特種作戰任務。

《紅海行動》中就有翼傘(san) 出現的劇情。在電影末尾搶奪黃餅的片段中，為(wei) 了悄無聲息地發動突襲，隊員們(men) 在離目標位置還有兩(liang) 公裏的時候就開始翼裝滑行，然後再打開翼傘(san) 降落，起到出其不意的效果。

電影《紅海行動》中的翼裝和翼傘(san)

想成為(wei) 合格的跳傘(san) 員需要經過大量的訓練，比如有的可能需要在風洞上練習(xi) 高空自由落體(ti) 。下麵有一個(ge) 巨大的風扇，能將人吹起來，模擬跳傘(san) 下落時的場景。

風洞訓練

跳傘(san) 特技表演人員在風洞中訓練 | 來源：ForGIFs.com

最後回答文章開頭提到的問題，雨傘(san) 不能安全地從(cong) 天而降，那窗簾行不行？我們(men) 來算一算好了。參考資料[7]是一個(ge) 火箭降落傘(san) 尺寸計算器，輸入火箭的質量，可以算出所需降落傘(san) 的直徑。雖然人和火箭還是不一樣的，但也不妨把人當做火箭來算一算。假設質量為(wei) 60kg，如果以4m/s的速度落地，那降落傘(san) 的直徑需要10m左右。那麽(me) 問題來了，去哪找這麽(me) 大的窗簾？

所以，窗簾降落傘(san) 別想了，衣褲降落傘(san) 也別想了，科學地從(cong) 天而降，還是用科學的結晶——降落傘(san) 吧。

哎，學了物理，生活不僅(jin) 缺少了奇跡，還缺少了幻想，學了物理的人生，就是這樣樸實無華，無聊且枯燥。

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