Wingsuit bay hoạt động như thế nào

Nếu bạn đã từng mơ ước bay lên không trung như một siêu anh hùng, thì bạn không hề đơn độc. Những giấc mơ bay lượn đã quyến rũ trí tưởng tượng của con người từ thời tiền sử. Ngay cả với sự ra đời của máy bay và sự sẵn có ngày càng tăng của việc di chuyển bằng đường hàng không, câu hỏi cổ xưa vẫn tồn tại với chúng ta: Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể đơn giản dang tay và bay như một con chim ?

Trong nhiều thế kỷ, những người đi đầu trong lĩnh vực bay đã cố gắng đạt được kỳ tích này bằng cách gắn đôi cánh nhân tạo vào cánh tay và lưng của họ. Nhưng cũng giống như câu chuyện thần thoại về Icarus kết thúc với việc người anh hùng Hy Lạp ngã xuống chết, sách lịch sử chứa đầy những câu chuyện về những người tiên phong nhiệt tình nhảy từ những nơi cao, sải cánh - và lao thẳng xuống Trái đất.

Ngày nay, giấc mơ đã thành hiện thực. Giống như một thứ gì đó giữa một con sóc bay và một thiên thần tuyết, bộ cánh cho phép người nhảy dù và người nhảy BASE nhảy ra khoảng không, dang rộng cánh tay và bay lên không trung.

Theo một nghĩa nào đó, bay trong bộ đồ bay là sự kết hợp giữa nhảy dù và bay lượn . Giống như cả hai hoạt động này, bay bằng bộ cánh yêu cầu người bay phải nhảy ra khỏi máy bay hoặc từ vách đá để đạt được độ cao đủ lớn. Trong khi tàu lượn treo có thể di chuyển để hạ cánh an toàn, những người bay bộ đồ bay có bộ cánh phải triển khai dù của họ và thả nổi phần còn lại của con đường xuống mặt đất - họ chỉ đơn giản là không thể giảm tốc độ đủ nhanh để hạ cánh an toàn mà không sử dụng máng trượt .

Tuy nhiên, cho đến thời điểm họ kéo dây nhảy dù của mình, người bay bộ đồ bay có thể bay theo chiều ngang với tốc độ cao và thực hiện các động tác nhào lộn trên không - tất cả trong khi hạ xuống với tốc độ chậm hơn nhiều so với tốc độ của một vận động viên nhảy dù thông thường.

Vì vậy, tại sao điều này lại bay mà không chỉ rơi trong một bộ trang phục kỳ dị? Hãy đọc để khám phá cách vật lý, thiết kế và hàng chục năm thử nghiệm đã cho phép những người bay mặc quần áo có cánh sở hữu bầu trời như thế nào.

Mùa thu chậm hơn và xa hơn

Người nhảy dù trung bình lao xuống bề mặt Trái đất với tốc độ 120 dặm / giờ (193 km / h) và có thể bay theo phương ngang với tốc độ 30 đến 60 dặm / giờ (48 đến 97 km / giờ). Người bay bằng bộ cánh điển hình rơi với tốc độ 50 đến 60 dặm / giờ (81 đến 97 km / giờ) và có thể bay trong không khí với tốc độ 70 đến 90 dặm / giờ (113 đến 145 km / giờ) [nguồn: Birdman, Inc. ]

1. Wingsuit Aerodynamics
2. Thiết kế Wingsuit
3. Birdmen qua nhiều năm

Để hiểu khí động học của bộ cánh và cách trang phục cho phép người mặc thực sự bay, bạn phải hiểu vật lý cơ bản của chuyến bay. Nguyên tắc đầu tiên cần ghi nhớ là không khí là một chất lỏng - giống như nước . Cố gắng di chuyển bàn tay của bạn, lòng bàn tay phẳng, qua một bồn nước hoặc thò tay ra khỏi phương tiện đang di chuyển. Lực cản mà bạn cảm thấy là chuyển động của chất lỏng (không khí hoặc nước) đối nghịch với chuyển động của một vật (tay của bạn).

Chuyến bay là một mối quan hệ cẩn thận của bốn lực lượng đối lập. Trọng lượng kéo vật bay xuống. Lực nâng lên sau khi động lượng đi xuống của vật gặp lực cản của không khí. Nếu bạn có một bề mặt phẳng hoặc cánh quạt , thì lực nâng của lưới không chỉ có thể làm chậm tốc độ bay mà còn thực sự di chuyển vật thể lên trên trong không khí.

Trong khi lực nâng và trọng lượng che chuyển động thẳng đứng trong không khí, lực đẩy và lực cản che chuyển động ngang. Lực đẩy xảy ra khi vỗ cánh hoặc động cơ đẩy một vật về phía trước. Lực kéo, giống như lực nâng, là lực do chất lỏng tác dụng lên một vật thể chuyển động theo phương ngang. Để biết thêm thông tin về vật lý của chuyến bay, hãy đọc Cách máy bay hoạt động .

Một vận động viên nhảy dù thoát ra khỏi máy bay sẽ ngay lập tức hứng chịu lực kéo của trọng lực - lực của trọng lượng. Nếu anh ấy hoặc cô ấy đang mặc một bộ cánh, thì cánh gió của bộ quần áo sẽ tạo lực nâng. Tuy nhiên, cánh gió không đủ lớn để tích lũy đủ lực nâng để đẩy trọng lượng của người bay lên trong không khí. Đây cũng là lý do tại sao những người bay trong bộ đồ winguit phải sử dụng dù để hạ cánh. Đôi cánh nhỏ chỉ đơn giản là không thể cung cấp đủ lực nâng để giảm tốc độ hạ cánh an toàn của người bay.

Tương tự như vậy, bộ cánh không cung cấp lực đẩy, và việc vỗ cánh tay nhanh chóng sẽ chỉ khiến bạn rơi vào tình trạng lặn dốc hoặc xoay vòng chết người. Để bay lên phía trước trong không khí, một người bay bộ đồ bay có cánh phải phụ thuộc vào tỷ lệ lướt của họ - mối quan hệ giữa lực nâng, lực cản và trọng lượng quyết định khoảng cách mà một vật thể lượn có thể di chuyển từ một độ cao cụ thể. Khi trọng lượng kéo tờ rơi xuống, lực nâng cho phép tờ rơi cắt ngang trong không khí.

Làm thế nào để bộ cánh cho phép người mặc đạt được lực nâng cần thiết? Chúng ta sẽ tìm hiểu tiếp theo.

Suit Up

Nếu bạn đã có đủ kinh nghiệm nhảy dù, bước đầu tiên của bạn để trở thành một người bay bộ đồ bay đôi là mua một bộ đồ cơ bản. Mặc dù bạn có thể mua một bộ đồ dành cho người mới bắt đầu với giá khoảng 600 đô la, nhưng các mẫu cao cấp có thể đắt hơn gấp đôi số tiền đó. Các nhà sản xuất tạo ra các bộ cánh bằng tay trong các xưởng nhỏ để đáp ứng nhu cầu tương đối nhỏ với một sản phẩm bền, đáng tin cậy.

Có một số thiết kế bộ cánh khác nhau trên thị trường, nhưng chúng thường tuân theo cùng một thiết kế cơ bản. Bộ cánh được làm từ các loại vải có độ bền cao với ít bộ phận cứng, vì cơ thể con người cung cấp khung cho các bề mặt cánh màng. Về cơ bản, bộ đồ biến hình dạng con người thành một bộ cánh toàn thân, có nghĩa là bộ đồ phải có bề mặt nằm ngang càng nhiều càng tốt để trở thành một cánh máy bay hiệu quả.

Thiết kế bộ cánh điển hình hoàn thành điều này với bề mặt cánh có màng giữa chân và dưới cánh tay. Lực của không khí đối nghịch sẽ làm phồng các màng này bằng cách đẩy không khí qua các cửa hút gió trong bộ quần áo, giúp giữ cho cánh gió bán cứng khi bay. Điều này có nghĩa là người bay không phải duy trì hình dạng của cánh chỉ thông qua lực vật lý tuyệt đối, nhưng cũng không bị hạn chế khả năng di chuyển do cấu trúc cánh cứng. Các dây đai của bộ quần áo chắc chắn vào cơ thể của người bay, không làm cản trở máng trượt của phi công hoặc các tay cầm khẩn cấp trên ngực triển khai máng dự trữ.

Sau khi một người bay mặc bộ đồ bay có bộ cánh đã ra khỏi máy bay và bắt đầu rơi, bước đầu tiên của anh ta là dang tay và chân của mình để có thể mở hoàn toàn cánh của bộ đồ. Sau đó người bay duỗi thẳng cột sống, đẩy vai về phía trước và duỗi thẳng cả hai chân. Vì toàn bộ cơ thể của anh ta đóng vai trò như một chiếc máy bay, người bay sẽ di chuyển trong không khí bằng cách di chuyển các bộ phận khác nhau của cơ thể anh ta.

Để đạt được khoảng cách lớn nhất, người bay cần phải lăn vai về phía trước và gập cằm vào cổ để đẩy bộ cánh vào tư thế đầu thấp. Người bay cũng phải giữ cho cánh mở, nhưng không được duỗi ra hoàn toàn. Hãy nhớ rằng, càng nhiều lực nâng, sự hạ xuống càng chậm - và một vật thể bay lượn phải hy sinh độ cao và biến nó thành tốc độ để bao phủ những khoảng cách lớn hơn.

Để đạt được thời gian bay lâu nhất có thể, người bay mặc bộ đồ cánh phải ngẩng cao đầu và nhìn về phía trước, đồng thời uốn cong bằng hông, duỗi thẳng cánh và đẩy xuống theo chiều gió. Bằng cách này, người bay đạt được càng nhiều diện tích bề mặt càng tốt và tạo ra nhiều lực nâng hơn. Điều này làm chậm cả tốc độ đi xuống và động lượng tiến.

Khi cần quay đầu, người bay chỉ cần xoay chân, hông, vai và bàn chân của mình để thay đổi hình dạng của cánh máy bay - bất kỳ bộ phận nào của bộ cánh đều có thể ảnh hưởng đến lượt. Điều quan trọng là thực hiện các chuyển động nhỏ, vì các chuyển động lớn có thể buộc người bay phải lặn hoặc quay. Nó giống như bơi dưới nước và di chuyển cơ thể của một người để thay đổi hướng, ngoại trừ mỗi chuyển động với bộ cánh có thể tạo ra những thay đổi căn bản về hướng.

Vậy tất cả công nghệ bộ cánh này đến từ đâu? Khác xa với một phát minh mới, những người nhảy dù đã thử nghiệm với đôi cánh trong nhiều thập kỷ. Tìm hiểu tất cả về lịch sử của bộ cánh tiếp theo.

Bầu trời nguy hiểm

Wingsuits cho phép người bay rất nhiều khả năng cơ động và tự do. Đơn giản như vẻ ngoài của thiết kế, nó chắc chắn không dành cho người mới bắt đầu. Trước khi cân nhắc chọn bộ cánh cơ bản nhất, bạn sẽ muốn đạt được 500 lần nhảy được đề xuất như một vận động viên nhảy dù truyền thống . Những người nhảy dù đã phải đối mặt với những nguy hiểm khi nhảy qua khỏi một chiếc máy bay đang di chuyển, tránh va chạm với những người nhảy dù khác và triển khai những chiếc dù đúng cách mà không bị rối. Bộ cánh tạo ra nguy cơ quay vòng.

Lần nhảy dù đầu tiên từ máy bay vào năm 1912, sau chuyến bay thành công đầu tiên của anh em nhà Wright chỉ sau 9 năm. Những vận động viên nhảy dù ban đầu là những người tiên phong thực sự, mở rộng sự hiểu biết về khí động học rơi tự do qua mỗi bước nhảy. Vào thời điểm đó, họ không thể kiểm soát phương hướng khi rơi tự do - một kỹ thuật nhảy dù được gọi là theo dõi . Họ chỉ giảm mạnh cho đến khi họ kích hoạt chiếc dù của mình.

Vào những năm 1930, những người nhảy thử đã thử một số cách sắp xếp cánh khác nhau để cung cấp khả năng theo dõi tốt hơn - bao gồm cả kết cấu bằng gỗ, vải bạt và thậm chí là thép. Trong khi những "người chim " đời đầu này có kinh nghiệm về khả năng cơ động ở các mức độ khác nhau, thì những chiếc cánh vụng về thường cản trở khả năng thoát ra khỏi máy bay hoặc kích hoạt dù của họ một cách chính xác, dẫn đến nhiều thương vong. Trong số 75 người tiên phong ban đầu, 72 người chim đã bị giết khi thử nghiệm các thiết kế và kỹ thuật mới từ năm 1930 đến năm 1961 [nguồn: Hansen ]. Để đối phó với tỷ lệ tử vong cao này, Hiệp hội Nhảy dù Hoa Kỳ (USPA) đã cấm sử dụng cánh trong môn nhảy dù.

Trong suốt những năm 1980, vận động viên nhảy dù người Đức Christoph Aarns đã đạt được tiến bộ trong công nghệ bộ cánh bằng cách tăng cường bộ đồ nhảy dù của mình với bề mặt cánh có màng. Mặc dù điều này không cho phép tăng bất kỳ tốc độ theo dõi nào, nhưng nó đã làm chậm tốc độ di chuyển của anh ta và mang lại sự ổn định. Sau những tiến bộ này, USPA đã dỡ bỏ lệnh cấm nhảy dù có cánh vào năm 1987.

Vào giữa những năm 1990, vận động viên nhảy dù người Pháp Patrick De Gayardon đã đưa khái niệm này đi xa hơn, trải rộng các bề mặt cánh giữa hai chân và dưới mỗi cánh tay. De Gayardon đã chết trong khi thử nghiệm ý tưởng này, nhưng thiết kế ba cánh của ông đã trở thành cơ sở cho các thiết kế bộ cánh hiện đại.

Những bộ cánh thương mại đầu tiên được tung ra thị trường vào năm 1998 và môn thể thao này đã tiếp tục phát triển trong những thập kỷ sau đó, với hai nhà sản xuất bộ cánh hiện đang cung cấp một loạt các thiết kế. Wingsuit bay là một môn thể thao mạo hiểm và thu hút những người tham gia từ hàng ngũ những vận động viên nhảy dù và vận động viên BASE có kinh nghiệm . Vì lý do này, nó có thể sẽ vẫn là mục tiêu theo đuổi của những vận động viên nhảy dù đã thành danh và những kẻ liều lĩnh mạo hiểm nhất . Nhưng khát khao bay lượn như một chú chim của con người sẽ không sớm phai nhạt, và mỗi năm những người bay mặc bộ đồ bay có thể tiếp tục theo đuổi các kỷ lục thế giới và vượt qua ranh giới của những gì những bộ quần áo này có thể tạo ra.

Khám phá các liên kết sau đó để tìm hiểu thêm về hàng không và các cách phiêu lưu mạo hiểm khác để bay lên bầu trời.

Kỷ lục thế giới Wingsuit

Người đam mê bộ cánh Thụy Sĩ Ueli "Sputnik" Gegenschatz hiện đang giữ kỷ lục thế giới về chuyến bay bằng bộ cánh dài nhất được ghi nhận. Vào ngày 1 tháng 6 năm 2008, Gegenschatz rời một chiếc máy bay ở độ cao 15.000 feet (4.500 mét) và bay 11 dặm (17,6 km) trên vùng biển ngoài khơi Ireland với tốc độ trung bình 155 dặm / giờ (250 kph) [nguồn: The Daily Telegraph ].

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn