自由落体最大速度多少,自由落体最终速度

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-12 14:08:41

伴随着一句“我现在回家”,一名奥地利极限跳伞运动员,从位于美国新墨西哥州上空39,000米的高空,纵身一跃,跳向地球。在他起跳的高度,相当于普通民航飞机飞行高度的三倍,正处于臭氧层的边缘,缺少氧气,且最低温度已经到了零下57度,真可谓生死一线,危险重重。

这一伟大壮举,让他成为开天辟地以来第一个从太空跳向地球的人类。他是谁?到底怎么做到的呢?

自由落体最大速度多少,自由落体最终速度(1)

第一个无助力超音速人

他叫菲利克斯·鲍姆加特纳,是一个奥地利极限运动员。他原来是美军跳伞队员,参与过的跳伞运动超过2500次,曾经滑翔飞越英吉利海峡,但这些都比不上从3.9万米高空跳伞的壮举。

2012年10月14日,鲍姆加特纳乘坐在一个特制的太空舱中,从美国新墨西哥州升空。太空舱上面绑着一个巨大的气球,正是这个气球带着太空舱一路上升飞行,在经历137分钟之后,气球到达39,000米左右的高空。

这是人类历史上从未达到过的跳伞高度,保姆加特纳即将创造历史。随着地面指挥长的一声令下,鲍姆加特纳打开舱门,只说了一句,“我现在回家”,就跳了下来。

从太空舱中跳出来之后,鲍姆加特纳进行了4分19秒的自由落体运动。而根据国际航空联合会专家的测算,在他自由落体时间内,最大时速达到了1342.8公里,是该区域音速的1.24倍。

正是这一速度,让菲利克斯·鲍姆加特纳成为人类历史上第1个无助力飞行超音速的人。与此同时,他也成为气球载人飞行最高记录和世界最高跳伞记录的创造者,打破了尘封52年,由美国海军军官罗斯和普拉泽在1961年共同创造的34,668米的记录。

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他是怎么做到这一壮举的?

从接近4万米的高空跳下,不是每个人都有勇气的。菲利克斯·鲍姆加特纳能够完成这一壮举,跟他是一位极限运动员,当然密不可分。因为这种极限运动,只有少数身体素质和心理素质都极其强大的人,才能够玩得转。

但更重要的是,类似这种高空跳伞的极限运动背后,其实是高科技在为他做后勤和技术保障。

为了完成这一次高空跳伞,专家们专门研制了专用气球、太空舱和航天服。其中,气球采用的是聚乙烯和聚酯纤维材料,厚度只有0.02毫米,相当于普通塑料袋的1/10。这种材料的好处是具有极强的耐寒功能,即使是在零下90度的低温情况下,也不会出现破裂。39,000米高空正处于平流层边缘,最低气温接近60度,这种材质的气球完全能够适应。

除了材料薄、自重轻以外,专用气球的面积还很大,高度达到168米,相当于1栋60层的高楼。在升空之前,为了给它充气就需要花整整一个小时,而要将气球完全准备好,则需要8个小时。

鲍姆加特纳乘坐的太空舱,同样是专门设计的,有三层结构,重达1.4吨。最里面是压力舱,外面有一个保护层,最外面还有一个挂架。压力舱中内径大约两米,有89个开关和按键,供升空飞行以及紧急情况而用。保护层主要是用于保温以及防护,而外层挂架则主要是方便太空舱挂接到气球上,并且安装摄像头等其他设备。

航天服同样不同于航天员所使用的航天服,而是根据高空跳伞的特性进行了改造升级。改动最大的部分主要是生命保障和维持系统,以增强极限运动员在高空中的安全性。航天服中有一个3.6公斤重的头盔,主要是用于通话、供热和供氧。因为,在超音速飞行过程中,最低气温已经降到零下67.8度,如果不供热的话,根本不敢想象。

与此同时,为了保证鲍姆加特纳能够以最佳姿态进行自由落体,科学家还为航天服增加了两个“翅膀”,让他避免“平旋”,毕竟航天服是极限运动员从高层大气进入低层大气之前的唯一保护装置。

鲍姆加特纳从39,045米开始起跳,经过40秒左右的加速,进入超音速状态。在4分19秒的自由落体时间内,他的下落速度并非一直加速状态,到达29,000米时,空气密度增加,速度放缓,低于音速。而接近27,000米左右,速度又再次加快,接近音速。在距离地面1500米时,鲍姆加特纳打开降落伞,经过10多分钟的下落,平安着陆。

自由落体最大速度多少,自由落体最终速度(3)

菲利克斯·鲍姆加特纳就此打破尘封52年的记录,成为人类最高跳伞运动员。虽然两年之后,阿兰·尤斯塔斯从距地面4.14万米高空跳伞成功,打破了他的记录。但是,鲍姆加特纳的事迹还是激励了很多人,因为极限运动就是要勇于挑战自己,战胜一切不可能。

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