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全球速递！美国大兵垂直坠落15秒，落地前1秒才打开备份伞，为啥还能生还？

来源：科普中国

据海外网9月11日电，美国一架C-130运输机在飞越意大利空降区实施的跳伞训练时，一名士兵因主伞没有打开垂直坠落了15秒钟，在落地前1秒才打开备用伞，逃过一劫，整个过程就像一场惊魂动作大戏。

但这却不是演戏，而是真实发生的一幕。


(资料图片)

这条消息很短，但信息量很大，引得网友们议论纷纷：距地1秒时才打开备用伞，1秒就是滴答一瞬，那位大兵即便打开了备用伞，也是瞬间落地，不摔个八瓣，也会摔成韭菜盒子，怎么可能生还呢？

这些质疑的网友其实是弄混了一个概念，就是这1秒是什么时候的1秒，是不是准确的1秒。也就是说，媒体报道的这1秒，是指没有打开备用伞， “吧唧”摔在地面只需1秒。而打开了降落伞，忽忽悠悠飘下，花费了足足3秒以上。

是不是准确的1秒，就是说这1秒真的很准吗？会不会是1秒多点？

那么，打开备用伞前的1秒，与打开备用伞后的1秒有多大区别呢？我们来简单分析一下。这个分析需要运用到一个物理定律，这就是自由落体运动定律。

在地球上，自由落体运动源于地心引力，引力形成了地球重力，任何离开地表的物体在地球重力作用下，如果没有外力加持，都会从相对静止状态向地心方向作加速度，这种运动就叫自由落体。

这里有两个与自由落体相关的公式，即自由落体瞬时速度计算公式v=gt，和自由落体位移公式△s=1/2gt^2。公式中的△s是距离增量，g为重力加速度（g≈9.8m/s^2），t为物体下落时间，v为终端速度。

有了这些公式，我们就能够从报道中透露的跳伞信息，得到一些关键数据。

报道说这位遇险大兵从飞机上跳出，在没有打开主伞的情况下垂直下落了15秒钟，也就是说，15秒钟时间大兵处于一个自由落体状态，还有1秒就要到达地面。根据位移公式计算，16秒自由落体距离地面的起始高度约为1254.4米。

自由落体加速度约为每秒9.8米，这位大兵落了15秒，根据自由落体瞬时速度公式计算，落了15秒钟的终端速度已经达到147米。此时距离地面还有1秒钟，根据自由落体加速度计算，第16秒的终端速度为156.8米。

这就是说这位大兵是在距离地面约157米的高度打开备份伞的。

美国陆军发言人Jason Waggoner曾表示，备用伞在120米打开就会有效。这位大兵在距离地面157米的地方打开备份伞，当然就平安无事啰。

但事情并没有这么简单，以上计算只是一种理想的状态。实际上，自由落体是在真空状态下成立的，在地球表面具有浓密的大气条件下，自由落体定律是不能成立的，必须加入大气阻力的干扰因素，在这种状态下，加速度是不会一直持续提升终端速度的。

因此，这位大兵降落下来的速度远远达不到150米每秒。在地表上空，由于有浓密的大气，会对自由下落的物体产生空气阻力，而且速度越大阻力越大，最终自由降落的物体会与空气阻力达到一个平衡，终端速度成为一个匀速。

这个匀速会有多快呢？这得看是什么物体，其迎风面与体积质量的关系怎样。如航天返回舱在风阻作用下，最终的终端匀速会达到每秒200米。人体是一个不规则多面体，下降过程与风阻的关系就更复杂。一些研究认为，人体以自由落体方式坠落时，采用什么样的姿势，对形成的终端速度有着密切关系。

一般认为，人体像根棍子那样笔直插下，阻力最小，当与风阻形成平衡时，终端速度可以达到每秒90米；而四肢张开平摊落下，其终端平衡速度只会达到55米。这位大兵跳出飞机发现没有打开主伞，肯定既不会那么淡定的四肢张开，也不会像根棍子笔直落下，更多的是姿势不定，或者不断翻滚的状态。

在视频中可以看到，这位大兵主伞虽然没有打开，却还是有一个伞形吊在士兵上面，能够起点风阻作用。因此，我们可以将这位士兵最终下落的平衡匀速假定为上述两种速度的中间速度，也就是约每秒72.5米左右，这样，如果还有1秒到达地面的话，备份伞就是在72.5米的高度才打开。

根据美军发言人Jason Waggoner的说法，要在120米打开才有效，那这位士兵这么低才打开备份伞，虽然逃过一死，但也还是非伤即残吧？可从报道来看，这次训练并没有造成任何伤亡。那么，真的是这位大兵非常幸运？

其实，从科学角度讲，是没有幸运一说的。我想，这位大兵没有受伤，至少有这么几个方面原因：

其一，这个还有1秒即落地“吧唧”，只是个大概估计，实际上可能1秒多点。这样，这位大兵就有可能在100米以上的高度打开了备份伞。从视频看，打开备份伞后3秒以上时间才落地，最终很可能减速到了降落伞终端速度，每秒6米的正常着陆速度。

其二，有网友分析，从这次跳伞的伞型来看，应该采用的是美军T-11主力降落伞。这种伞的备份伞采用了英国低空降落伞（LLP）的气动锥形设计，能够确保在故障时低空快速展开。因此也可以说，是优质的降落伞挽救了这位大兵的生命。

其三，即便落地时终端速度比正常速度略高，由于这位大兵平时训练到位，技术熟练，遇到紧急情况临危不慌，用良好的技能化解了落地速度较快的风险。

总之，这位大兵能够逃过一劫平安归来，有多方面原因，主要还是科学技术挽救了他。对此，各位怎么看？欢迎讨论点评。

时空通讯原创版权，请勿侵权抄袭，感谢理解支持。

关键词： 自由落体 终端速度 没有打开

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