在纪录片《人生第一次》第四集《当兵》中,空降兵新兵从千米高空一跃而下,完成了他们人生中第一次跳伞。

来源:纪录片《人生第一次》
看着年轻新兵们飞速俯冲的身影,在为他们感到骄傲的同时,你有没有想过:跳伞时,人真的会一直下坠吗?从离开飞机到降落伞打开,人体经历了怎样的运动?让我们揭开跳伞失重的真相,顺便给第一次准备跳伞的朋友一份实用指南。
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穿戴好降落伞模拟装置,戴上VR设备,左右拉动绳索操控降落伞方向,挑战看看你能否精准降落?

3F飞行探秘展区
模拟跳伞
先搞懂:失重和失重感不是一回事
在物理学中,当物体向下存在加速度,物体对支持物的压力小于自身重力时,就处于失重状态。
最极端的情况叫完全失重,即物体只受到重力作用,支持力为零。

来源:ChatGPT绘制
而失重感是身体的主观体验。
内耳前庭会感知运动和加速度的变化,大脑就会产生“身体发飘”“胃往上顶”的感觉。
所以,失重和失重感不能画等号。
前者看受力,后者看感受。
打个比方,电梯突然下行启动的那一瞬间,你的脚底发空,身体会有明显的失重感,但此时你离物理意义上的完全失重,还差得远。
反过来,空间站里的宇航员虽然长期处于失重状态,但适应之后,身体几乎察觉不到任何不适。
为什么“跳伞会一直失重”是个误解?
降落伞依靠空气阻力减缓下降速度。
很多人对降落伞的印象停留在“一块兜风的布”,但实际上,它是一套精密的系统。

跳伞员跳离飞机后,降落伞张开
来源:解放军报
开伞装置是整套流程的“发令员”,当需要开伞时,引导伞先弹射而出,把主伞衣从伞包中拽出;稳定伞紧随其后,稳住跳伞员姿态,防止空中翻滚。
伞衣随后在气流中充气展开,像“空气捕手”一样产生阻力,放缓下降速度。
伞绳上接伞衣、下连背带系统,把各部件连成整体并均匀传力。
背带系统包裹肩腰腹,分散开伞和着陆冲击,避免勒伤。
伞包则事先有序收纳伞衣、伞绳等,保护装备并保证开伞时按序展开。

跳伞降落时的画面
来源:yumping.com
我们可以把跳伞想象成一场拔河,绳子一端是重力,拼命把人往下拽,另一端是空气阻力,随着速度增大不断加码。
整场比赛分为四个阶段,每个阶段的受力都在变化。
刚出舱那几秒:不是真空的自由落体
刚跳下去时,会有短暂的悬空感,但随着速度增加,空气阻力很快就会将身体托住,失重感还没来得及放大就迅速消失了。
而且,人还会带着飞机的水平速度,像在空中飞行,轨迹接近抛物线,而不是垂直下坠。
相比之下,过山车和蹦极的失重感反而更为强烈。

来源:World Record Skydrive | GoPro
下落中:不是猛砸下来
重力继续把人往下拉,空气阻力则向上阻碍。
速度越快,阻力越大。
当两者接近平衡时,人仍在下落,但速度不再继续增加,状态接近匀速,既不失重也不超重。

来源:NZONE Skydrive
开伞瞬间:类似电梯上行
降落伞打开后,迎风面积大幅增加,空气阻力增大,速度骤减,此时会有轻微顿挫感,类似电梯突然启动上行的感觉,通常无明显不适。

来源:World Record Skydrive | GoPro
开伞后:缓慢降落,美美赏景
此时,身体不再经历强烈的加速或减速,处于稳定、缓慢的下降中。
主伞完全张开后,下降速度大约只有5m/s,与其说是在“降落”,不如说是在“滑翔”,没有失重,没有心慌,只有风景。

来源:World Record Skydrive | GoPro
那为什么会有“失重”的感觉?
你以为的失重,其实是兴奋!第一次跳伞时,紧张、风声、突然变大的视野和肾上腺素上升,都会让大脑把陌生感觉解释成 “我失重了!”,而经验丰富的老玩家往往会告诉你:跳多了就会发现,其全程身体踏实,无真正失重感。
第一次跳伞,记住这3点
出舱姿势别乱摆:按教练要求收紧核心、抬头、双腿后摆,不要弯腰低头,避免旋转失控,也能让风阻更稳、体验更舒服。
放松身体:别跟气流较劲,越紧张,动作越容易僵硬。
肩膀放松、手臂自然打开,跟着气流走,不仅不慌,还能轻松控方向。
开伞后听指令、准备着陆:开伞后拉动两侧操纵带可以转向、减速;着陆前提前听教练指令,双腿并拢、抬高,轻触地面不崴脚。
互动话题
你有过跳伞的经历吗?来评论区聊聊,分享一下你的感受和照片吧!
作者:杨磊,上海科技馆展教中心
策划:一星期
编辑:小鼹鼠、rain
科学审核:郭玮宏,高级工程师