降落伞的出现与演变

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  降落伞是一种航空工具,它利用空气浮力能对抗地心引力的原理,使人员和物体从空中安全降落到地面。从第一具降落伞问世至今,虽然不过两百多年的历史,有关它的传说却是很早就有了。
  
  降落伞的诞生
  
  相传在上古时代,有一个叫舜的人,幼年丧母,其父又娶了后妻并生一子,从此,舜便遭到其父和后母的忌恨,他们欲在舜爬上粮仓顶部进行维修时,放火点燃粮仓将其烧死。舜看到粮仓起火,无法从高处下去,便急中生智,手持两顶斗笠,像小鸟张开翅膀一样,从仓顶纵身跳下。虽然粮仓很高,但他从地上爬起来时,竟毫发未损。这个带有神话色彩的故事,说明早在数千年前,人们对降落伞的原理就有了认识。
  到了明朝,一些杂技艺人站在高处,手握两把特制的雨伞往下跳,创造了一个新的表演节目——跳伞。这个节目后来传到东南亚和欧洲一些国家,人们从高耸的教堂,宫殿或宝塔的顶上往下跳,以此作为游戏和消遣的一种方式。
  18世纪30年代,随着氢气球的出现,人们开始研究一种原始的降落伞。它的结构比较简单,伞衣是一块圆形布,伞衣顶部没有排气口,通过4根绳子上连伞衣4个角,下连人体。为了检验这种降落伞的可靠性,人们进行了多种试验,发现它的最大问题是稳定性差,下降时摇摆不定,就像荡秋千似的,使人无法安全着陆。究其原因,一是下降时伞衣周围的气流猛烈分离,使伞衣上的压力分布不均,相差悬殊,因此出现左摇有摆,就像反扣的饭碗在水中下降一样。二是伞衣的形状不合适。为了解决这些问题,设计师们在伞衣顶部开了一个排气口,有了排气口,跳伞员易于操纵,相应控制了降落伞的摇摆;同时又研制出一些具有较大稳定性的降落伞结构。到18世纪末,欧洲一个叫里诺曼的人,将此发明正式命名为降落伞。然而,由于当时对这种救生工具的需求不迫切,加之有些人对它的可靠性有怀疑,降落伞的发展一直比较缓慢,而真正受到重视,还是在飞机出现以后。
  早期的飞机安全性比较差,为了飞行员的生命安全,人们迫切需要一种救生工具——救生伞。1911年,俄国人考杰尼科夫设计的飞机降落伞应运而生。它对过去的降落伞作了较大改进,如将伞衣首次放进伞包,伞包固定在人身上,保证了从任何位置跳伞时,伞衣均能打开。同年,意大利人皮诺对降落伞的构造作了重大改进,提出利用附加的引导伞拉出主伞伞衣的办法,并在实践中证明这种办法的效果良好,从此引导伞开始被广泛应用。
  
  降落伞的大家族
  
  在随后的半个多世纪中,美国、欧洲和前苏联等一些技术先进的国家,不断致力于降落伞的改进与试验,促使降落伞的种类越来越多,用途越来越广,色彩也越来越丰富,它们在国防建设、经济建设、抢险救灾、空间技术和体育运动等方面,发挥着独特的作用。按照其形状、用途和特点的不同,降落伞大家族成员大致可分为以下三类:
  一类是人用伞。就是飞行员、空降兵、运动员以及其他专业人员使用的降落伞。由于它关乎人的生命安全,所以要求特别严格:开伞冲击力要小,不能损伤人体;着陆速度不能超过每秒8米,确保着陆安全;体积小,质量轻,便于使用和维护。具体可分为飞行员弹射救生用的救生伞、空降兵进行空降用的伞兵伞、航天员从太空返回地面的专用伞,以及运动员训练和比赛用的运动伞、表演伞、伞塔伞和备份伞等。
  第二类是投物伞,即空投物资使用的降落伞。它与人用伞的主要区别,一是伞衣面积大,约为人用伞的3倍以上。二是应用范围广——在战争中,空降是军队补给的重要手段之一;在经济建设中,它可以把各种机械设备和物资空降到边远地区或交通不便地区,支援那里的工程建设;在抢险救灾中,空投比其他运输手段要快得多,可获得更大效果。2008年5月12日,当四川汶川大地震发生后,在交通和通信中断,救援人员和物资一时无法接近震中地区的危急情况下,正是靠着人员、物资的紧急空投,才使严重的灾情得以缓解。
  第三类是专用伞。这是指各种专业用的降落伞。如用于限制各种航弹下降速度的航弹伞、为尖端科技配套的导弹、火箭、卫星和无人驾驶飞机的回收伞、飞机着陆减速用的减速伞,以及飞机在空中加油的加油伞等。其中技术处于领先地位的佼佼者,可能要数美国“飞机紧急降落伞系统”公司(BRS)前不久研制出的一种用于微型飞行器和小型飞机的巨型降落伞。该公司创始人鲍里斯·波波夫在一次滑翔机故障从120米的高空跌落下来后,萌生了研发这种降落伞的想法,后经反复试验,终于获得成功。使用时,飞行员只需在最后关头拉动把手,便会有1枚火箭以每秒45米的速度弹出飞机尾部;火箭将降落伞拉出、张开,伞上的纤维绳连接着机身上的3个结点,确保飞机平稳减速,缓缓着陆。据称,该产品已经挽救了200多人的生命,公司正在着手设计能用于未来质量更大的商业飞机的新式巨型降落伞。如获成功,将有可能防止许多因飞机意外坠落导致的空难事故,挽救更多人的生命。
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