如何减缓下降速度?科学家给出答案:增大下降时的空气阻力。就像人们奔跑时拉住一把张开的雨伞会感到吃力,降落伞也需要通过巨大的伞面,增加与空气接触的表面积,达到减速目的。
为此,一具载人救生伞衣的面积可达到20平方米,相当于4个标准台球桌的大小。
别看展开的降落伞是一个庞然大物,收纳到伞包里却不到0.02立方米,比一台小型家用空调的体积还要小,其重量仅有10公斤左右,外形十分轻巧。神奇的是,这样的“小体格”能拖住重量数倍于己的飞行员。
很多人提出疑问,小小的降落伞为何蕴藏如此大能量?其实,这源于其独特设计和高科技纺织材料。
科学家多年研究发现,降落伞能承受的负荷重量、产生阻力多少与伞面大小呈正比。
依照这样的理论,设计师通过数学建模方式,精确计算出合适的伞衣表面积,以此满足不同领域的减速要求。
更重要的是,降落伞本身也具有强硕的“骨骼”。在下降过程中,降落伞与大气发生“摩擦”,产生的高热量和强冲击力,给降落伞的安全性带来巨大挑战。
为避免飞行中降落伞变形、燃烧、撕裂,设计师在降落伞材料的强度、透气性、抗撕耐燃的研究上投入大量精力。
降落伞发明初期,棉、蚕丝等天然纤维以其柔软性好、弹性强等优点,受到设计师的青睐,成为当时制作降落伞的首选材料。
尼龙的出现打破了蚕丝的垄断地位,其轻薄柔软、透气性好,拥有更高的强度和弹性,还摆脱了蚕丝等早期材料造价高、供应量不足等难题,成为降落伞织物的最佳材料。
随着材料科学的发展,以弹性织物为代表的新型材料,让降落伞在空降中的表现更加轻盈,小到上百斤的飞行员、大到两三吨重的太空舱,降落伞都能够稳稳拖住。
以国外某型降落伞为例,构成其骨架的伞绳轻薄柔软,每根直径仅有2.5毫米,比普通鞋带还要细,每根伞绳由数十股棉线组成,每股棉线又由更细的棉线进行特殊编织。这样的结构,让这副“骨骼”强度超过钢丝,每根伞绳的承重可以超过300公斤。
会飞的伞——
收放自如,一折一叠皆学问
现代科技进步带动了降落伞的快速发展,安全性也在不断增强。
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