丁建平

1 風(fēng)洞和風(fēng)洞跳傘設(shè)備的介紹

1.1 風(fēng)洞（wind tunnel）

即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流，用來模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體的流動(dòng)情況，并可量度氣流對(duì)實(shí)體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它是進(jìn)行空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)最常用、最有效的工具之一。風(fēng)洞主要由洞體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和測(cè)量控制系統(tǒng)組成，各部分的形式因風(fēng)洞類型而不同。

世界上公認(rèn)的第一個(gè)風(fēng)洞是英國(guó)人韋納姆（E.Mariotte）于1869～1871年建成，并測(cè)量了物體與空氣相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力。它是一個(gè)兩端開口的木箱，截面45.7厘米×45.7厘米，長(zhǎng)3.05米。美國(guó)的O.萊特和W.萊特兄弟在他們成功地進(jìn)行世界上第一次動(dòng)力飛行之前，于1900年建造了一個(gè)風(fēng)洞，截面40.6厘米×40.6厘米，長(zhǎng)1.8米，氣流速度40～56.3千米/小時(shí)。1901年萊特兄弟又建造了風(fēng)速12米/秒的風(fēng)洞，為他們的飛機(jī)進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

風(fēng)洞是空氣動(dòng)力學(xué)研究和試驗(yàn)中最廣泛使用的工具。它的產(chǎn)生和發(fā)展是同航空航天科學(xué)的發(fā)展緊密相關(guān)的。風(fēng)洞廣泛用于研究空氣動(dòng)力學(xué)的基本規(guī)律，以驗(yàn)證和發(fā)展有關(guān)理論，并直接為各種飛行器的研制服務(wù)，通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來確定飛行器的氣動(dòng)布局和評(píng)估其氣動(dòng)性能。

因?yàn)轱L(fēng)洞的控制性佳，可重復(fù)性高，現(xiàn)今風(fēng)洞廣泛用于制造業(yè)及運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域。由于風(fēng)洞內(nèi)的強(qiáng)風(fēng)足以支撐人體體重在室內(nèi)“懸浮”，可以模擬人體在空中下落過程，一些國(guó)家開始利用風(fēng)洞對(duì)跳傘運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練，使其運(yùn)動(dòng)員在空中更好的控制自身動(dòng)作和心理，從而達(dá)到安全高效的訓(xùn)練成果。

1.2 跳傘風(fēng)洞設(shè)備

跳傘所用的風(fēng)洞以垂直風(fēng)洞（Vertical wind tunnel）為主，是一種從底部以垂直方式發(fā)出氣流或從頂部吸出氣流的風(fēng)洞。它的主要結(jié)構(gòu)包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、收縮段、飛行倉、控制室等。從外觀結(jié)構(gòu)上分為室內(nèi)風(fēng)洞和室外風(fēng)洞;從驅(qū)動(dòng)形式上分為直吹型風(fēng)洞和循環(huán)型風(fēng)洞。

2 風(fēng)洞跳傘設(shè)備在跳傘運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用和發(fā)展

風(fēng)洞跳傘設(shè)備的主要功能是讓跳傘人員借助垂直產(chǎn)生的氣流在空氣中飄浮飛行。跳傘訓(xùn)練時(shí)使用大型風(fēng)扇向飛行倉內(nèi)吹送出時(shí)速約為195公里/小時(shí)（54米/每秒）以上的氣流。飛行倉的直徑通常在2米2至6米5之間，風(fēng)速由電腦控制，控制室設(shè)置于便于觀測(cè)飛行區(qū)的位置，以方便操作員隨時(shí)因應(yīng)飛行人員的體重、技巧、飛行需求而改變氣流流量。利用風(fēng)速調(diào)節(jié)功能，風(fēng)洞設(shè)備能夠滿足新運(yùn)動(dòng)員空中飄浮體驗(yàn)、特技跳傘、造型跳傘等各種人群、各種階段的空中跳傘科目訓(xùn)練需求。

因?yàn)轱L(fēng)洞模擬的垂直氣流帶給人的感覺，十分近似真正的空中跳傘中的墜落過程，而且便于控制，大大提高了跳傘訓(xùn)練的安全性和效率，所以，世界上幾乎所有國(guó)家的跳傘訓(xùn)練都會(huì)利用風(fēng)洞進(jìn)行專門訓(xùn)練。有些國(guó)家還專門推廣這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，在大眾娛樂領(lǐng)域培養(yǎng)專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)人才，舉辦國(guó)際賽事等。

國(guó)際風(fēng)洞協(xié)會(huì)，International Bodyflight Association，（IBA）成立于2003年，它是行業(yè)內(nèi)第一個(gè)協(xié)會(huì)，它通過支持和培訓(xùn)風(fēng)洞教練并通過設(shè)定該行業(yè)如今享有的安全標(biāo)準(zhǔn)來領(lǐng)導(dǎo)該領(lǐng)域。從那時(shí)起，這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)和整個(gè)行業(yè)得到了極大的發(fā)展。現(xiàn)在，IBA擁有50多個(gè)風(fēng)洞，在全球范圍內(nèi)有超過11，000名飛行愛好者。他們還通過積極支持和組織競(jìng)賽活動(dòng)來支持這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。2012年舉辦了首屆室內(nèi)跳傘（風(fēng)洞）世界杯比賽;2015年成功舉辦了首屆室內(nèi)跳傘（風(fēng)洞）世界錦標(biāo)賽;2019年成功舉辦美國(guó)室內(nèi)跳傘公開賽。

我國(guó)為了順應(yīng)跳傘項(xiàng)目國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)航空運(yùn)動(dòng)協(xié)會(huì)于2013年5月在成都舉辦了全國(guó)首屆室內(nèi)跳傘（風(fēng)洞）錦標(biāo)賽;2014年在大連舉辦了國(guó)內(nèi)首屆室內(nèi)跳傘（風(fēng)洞）冠軍賽。目前我國(guó)參與室內(nèi)跳傘（風(fēng)洞）運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員和社會(huì)愛好者、體驗(yàn)者已達(dá)數(shù)十萬人之多。

3 風(fēng)洞跳傘設(shè)備在培養(yǎng)跳傘運(yùn)動(dòng)員中的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)飛機(jī)跳傘訓(xùn)練手段相比，使用風(fēng)洞跳傘設(shè)備開展專業(yè)跳傘訓(xùn)練具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

3.1 提升訓(xùn)練趣味，克服恐懼心理

我國(guó)跳傘運(yùn)動(dòng)員剛開始跳傘的年齡通常是在14到16周歲，屬于青少年階段，開始跳傘訓(xùn)練時(shí)普遍存在好奇和恐懼心理。在訓(xùn)練初期，組織新運(yùn)動(dòng)員觀看老隊(duì)員風(fēng)洞表演，并且進(jìn)入風(fēng)洞體驗(yàn)感受空中飄浮，利用年輕運(yùn)動(dòng)員的好奇心，增加跳傘訓(xùn)練的趣味性，從而加強(qiáng)他們與跳傘運(yùn)動(dòng)的親密感，提高他們的主觀能動(dòng)性和自我驅(qū)動(dòng)力，客服恐懼心理，使其能在更短的時(shí)間內(nèi)投入到專業(yè)跳傘訓(xùn)練中去。

3.2 降低訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn)，提高運(yùn)動(dòng)安全

眾所周知，跳傘運(yùn)動(dòng)屬于高危項(xiàng)目，在訓(xùn)練安全方面，風(fēng)洞訓(xùn)練與傳統(tǒng)空中跳傘相比具有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）與在空中訓(xùn)練不同，風(fēng)洞訓(xùn)練是在地面的設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，在安全的環(huán)境中訓(xùn)練，會(huì)大大減輕運(yùn)動(dòng)員的心理壓力，減少因緊張而產(chǎn)生的錯(cuò)誤動(dòng)作和遇見特情做出的錯(cuò)誤判斷，提高運(yùn)動(dòng)安全。

（2）進(jìn)行空中訓(xùn)練時(shí)，如果運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作或者錯(cuò)誤的判斷，很可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，斷送運(yùn)動(dòng)生涯。而在風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行訓(xùn)練，即使出現(xiàn)特情，給運(yùn)動(dòng)員造成的損傷，一般情況下也比空中訓(xùn)練所帶來的傷害小得多。

3.3 縮短訓(xùn)練周期，提升訓(xùn)練效率

在運(yùn)動(dòng)員成為成熟的專業(yè)跳傘員后，風(fēng)洞訓(xùn)練有利于提升專項(xiàng)技能，大大縮短特技和造型等項(xiàng)目訓(xùn)練周期。

（1）相比飛機(jī)跳傘容易受到時(shí)間、天氣、裝備、空中管制等因素的影響，風(fēng)洞訓(xùn)練不受天氣條件和空域條件限制，可以大大增加運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練時(shí)間。風(fēng)洞訓(xùn)練設(shè)備的引進(jìn)，使運(yùn)動(dòng)員可以全年不間斷訓(xùn)練。以河南省跳傘隊(duì)為例，相比傳統(tǒng)飛機(jī)跳傘訓(xùn)練方式，運(yùn)五飛機(jī)完成一次高科目3000米訓(xùn)練起降需近50分鐘，用于空中墜落時(shí)間約為35秒，訓(xùn)效比為1%，按大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練每天10次計(jì)算，空中墜落訓(xùn)練時(shí)間約6分鐘。而使用風(fēng)洞進(jìn)行訓(xùn)練，在考慮運(yùn)動(dòng)員體能消耗的情況下，每天能夠保證2小時(shí)以上的訓(xùn)練量，保證了訓(xùn)練的系統(tǒng)性和連續(xù)性。在使用風(fēng)洞訓(xùn)練設(shè)備前，我國(guó)特技跳傘項(xiàng)目自1978年參加國(guó)際跳傘比賽以來，男女特技項(xiàng)目未進(jìn)入過世界比賽前6名。而河南省跳傘隊(duì)結(jié)合2年多的風(fēng)洞訓(xùn)練，女子運(yùn)動(dòng)員張玲2018年代表中國(guó)參加了在保加利亞舉行的第35屆世界跳傘錦標(biāo)賽，奪得了女子個(gè)人特技冠軍，邢亞萍獲得季軍;2019年阿根廷第十四屆跳傘世界杯上，河南女子跳傘運(yùn)動(dòng)員邢亞萍獲得女子個(gè)人特技冠軍，李怡瑤獲得季軍;河南隊(duì)男子運(yùn)動(dòng)員于瑞龍?jiān)?019年阿根廷舉行的第十四屆跳傘世界杯上奪得了男子個(gè)人特技冠軍，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在這2個(gè)項(xiàng)目上零的突破。

（2）從訓(xùn)練教學(xué)的角度看，使用傳統(tǒng)飛機(jī)跳傘訓(xùn)練，教練員只能通過觀看地對(duì)空錄像后，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員技術(shù)動(dòng)作問題進(jìn)行糾錯(cuò)教學(xué)。而在風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行特技或造型項(xiàng)目訓(xùn)練，教練員可以直觀的觀察到運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，直接與運(yùn)動(dòng)員交流，進(jìn)行教學(xué)，使運(yùn)動(dòng)員快速掌握技術(shù)要點(diǎn)，突破技術(shù)難點(diǎn)。解決了過去飛機(jī)跳傘中教練員無法直接進(jìn)行技術(shù)示范的難題。

3.4 節(jié)約訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，降低訓(xùn)練成本

（1）對(duì)使用風(fēng)洞與使用運(yùn)五飛機(jī)訓(xùn)練作對(duì)比得出結(jié)論：通過概算，使用運(yùn)五飛機(jī)投入的機(jī)組、機(jī)務(wù)、地勤保障人員及航材、航油消耗等費(fèi)用按50分鐘成本核算約2250元/次;以墜落分鐘計(jì)算，其訓(xùn)費(fèi)比為4500元/分鐘。而使用風(fēng)洞進(jìn)行跳傘訓(xùn)練只消耗電力，不需要其他地面飛行保障等費(fèi)用，以目前電費(fèi)價(jià)格0.9元/度計(jì)算，電機(jī)額定功率運(yùn)行，該系統(tǒng)消耗電力約1000度/小時(shí)，折合計(jì)算訓(xùn)費(fèi)為15元/分鐘。二者對(duì)比，訓(xùn)費(fèi)比相差300倍。由此可見，風(fēng)洞訓(xùn)練設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性是極為明顯的。

（2）一套進(jìn)口降落傘的價(jià)格約為5萬元，自動(dòng)開傘器約為1.23萬元，正常使用壽命為1000次，通過飛機(jī)跳傘與風(fēng)洞訓(xùn)練相結(jié)合，可有效降低降落傘使用頻率，使降落傘的使用壽命延長(zhǎng)一倍，節(jié)省了進(jìn)口傘降器材的經(jīng)費(fèi)消耗。

3.5 增加專業(yè)技能，解決運(yùn)動(dòng)員就業(yè)

目前在我國(guó)舉國(guó)體育的體制下，運(yùn)動(dòng)員除了專業(yè)技術(shù)外沒有更多的工作技能和經(jīng)驗(yàn)，退役后主要有2條路，一是晉升為教練員，開展教學(xué)工作;二是離隊(duì)后自主擇業(yè)，選擇從事與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的工作。隨著風(fēng)洞跳傘這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)在國(guó)內(nèi)大眾娛樂方面的普及和發(fā)展，專業(yè)的教練員和表演者是未來3-5年內(nèi)需求的人才，此類專業(yè)技術(shù)人才很難在短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出來，而接受過風(fēng)洞跳傘訓(xùn)練的退役運(yùn)動(dòng)員，正是這類人才的最佳人選。既可以讓退役的跳傘運(yùn)動(dòng)員們?cè)趶臉I(yè)方面有更多的選擇和發(fā)展，也能夠有效地推廣跳傘運(yùn)動(dòng)，讓這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)在國(guó)內(nèi)發(fā)展壯大。

4 結(jié)論

綜上所述，在跳傘訓(xùn)練中利用風(fēng)洞跳傘設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)于中國(guó)跳傘運(yùn)動(dòng)員來說優(yōu)點(diǎn)和益處是巨大的，不僅有利于縮短訓(xùn)練周期，節(jié)約訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)，提升成績(jī)，更能解決運(yùn)動(dòng)員退役后的人生發(fā)展。最后，愿我們一起為我國(guó)跳傘運(yùn)動(dòng)的持續(xù)健康發(fā)展做出共同的努力。

（作者單位：河南省航空運(yùn)動(dòng)管理中心）