Fallschirmspringen ohne Fallschirm oder Wingsuit?

Dieser Artikel diskutiert das eigentliche Phänomen - die Vorbereitung und ein wenig über die Steuerung -, dass es ja nur mit einem ziemlich normal aussehenden Anzug ohne Segel getan wurde, obwohl zunächst eine Sauerstoffmaske verwendet wurde.

Hier ist ein Diagramm einer Baseballstadionschätzung der Flugbahn, der Mathematik und eines kurzen Python-Skripts ist unten enthalten. Ich habe die Zahlen ein wenig angepasst und die Zeit auf 2 Minuten 8 Sekunden geschätzt, wobei ich vernachlässigte, dass die Landung nicht auf Meereshöhe war.

In einem kurzen Interview vor dem Tauchgang, das in dem Video gezeigt wird , das jetzt im Artikel verlinkt ist (danke @K7PEH für die aktualisierten Informationen ), sagt der Taucher, dass er bei 25.000 Fuß mit etwa 150 mph (etwa 240 km/h, 67 m/s) fallen wird. und am Ende, wo die Luft dicker ist, 120 mph (ca. 190 km/h, 54 m/s). Die Skalenhöhe (Höhenänderung für a$\frac{1}{e}$Druckänderung) der unteren Atmosphäre beträgt ungefähr 7600 m (variiert mit der lokalen Temperatur) und die Dichte folgt ungefähr auch dem. 25.000 Fuß sind auch ungefähr 7600 m, das erklärt die Sauerstoffmaske am Anfang.

Wikipedia sagt , dass ein Fallschirmspringer in dieser Ausrichtung eine Endgeschwindigkeit von etwa 200 km/h (etwa 56 m/s) erreichen wird.

Wenn die Masse der Person 75 kg beträgt und sie sich auf Endgeschwindigkeit befindet, dann die Gravitationskraft

entspricht der Luftwiderstandskraft , die angenähert werden kann als

Bei einer Luftdichte von etwa 1,2$kg/m^3$(variiert mit Höhe und Temperatur) und einer Fläche von 0,7$m^2$, und Einstellung

Sobald die Endgeschwindigkeit erreicht ist (keine weitere Beschleunigung), erhalte ich a$C_D$von 0,58, ähnlich dem hier verwendeten Wert von 0,5 .

Mehr zu lesen hier und hier und hier .

Da es passiert zu sein scheint, scheint es möglich zu sein. Eine umfangreiche Vorbereitung durch geschultes und erfahrenes Personal war erforderlich.

def deriv(xv, t):

    x, v = xv

    rho  = rho0 * np.exp(-x/h_scale)  # atmospheric density
    Fd   = 0.5 * rho * v**2 * CD * A

    a    = -g + Fd / m

    return [v, a]  # xdot, vdot


import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.integrate import odeint as ODEint

# these numbers have been fiddled with until the time of 128 sec was reached.
# this is just a ballpark estimat

alt     = 25000. / 3.3   # meters
h_scale = 7600.          # meters
rho0    = 1.22           # kg / m^3
g       = 9.8            # m/s^2
m       = 70.            # kg
CD      = 0.65
A       = 0.75           # m^2

xv0 = [alt, 0.]

t = np.linspace(0, 128, 100)

answer, info = ODEint(deriv, xv0, t,
                      rtol = 1E-10, atol = 1E-10,
                      full_output = True )

x, v = answer.T

plt.figure()
plt.subplot(2,1,1)
plt.title('altitude (m)')
plt.plot(t, x)
plt.subplot(2,1,2)
plt.title('velocity (m/s)')
plt.plot(t, v)
plt.show()

Wenn Sie sich das am 30. Juli 2016 veröffentlichte Original-YouTube-Video ansehen, würden Sie den gesamten 2-minütigen freien Fall und die endgültige Landung im Netz sehen. Leider wurde heute früh (31. Juli, PDT) das Youtube-Video wegen Urheberrechtsverletzung gesperrt.

Es sind jedoch andere Videos verfügbar, wenn Sie suchen, und ich habe eines gefunden unter: Sky Diver-Video

Der mit dem Link verknüpfte Artikel beschreibt, wie dies unter Verwendung von Leitindikatoren und natürlich der Fähigkeiten des Fallschirmspringers gemacht wurde.

Late Breaking Physics News on the Jump vom 2. August: Physics Description of Jump, Wired Magazine

1. Vermutlich werden erfahrene Fallschirmspringer gut darin, mit ihrem Körper zu steuern. Beachten Sie, dass sie routinemäßig ziemlich hochpräzise Manöver relativ zueinander ausführen (in der Luft, bevor sie einen Fallschirm öffnen). Kleine (kurze) Windböen haben nur begrenzte Wirkung, während ein konstanter Windstoß leicht durch aktives Zielen kompensiert werden kann. Ich kann mir das also sicher nicht selbst vorstellen, aber es ist nicht ausgeschlossen, dass ein ausgebildeter Experte auf einem ausgewiesenen 30 x 30 m großen Gelände landen kann.

2. Überleben ist weitgehend eine Funktion von Kraft oder Beschleunigung. Unter der Annahme, dass das Netz speziell konstruiert ist, um eine konstante Bremskraft bereitzustellen, könnten wir die Formel verwenden$2as = v^2$um die notwendige Dehnung abzuschätzen$s = \frac{v^2}{2a} \approx 5 \,\mathrm{m}$des Netzes bei einer maximal tolerierbaren Kurzzeitbeschleunigung von (sagen wir)$a=30g \approx 300 \,\mathrm{m/s^2}$. Dies ist ein Mindestwert, unabhängig von der tatsächlichen Kraft-/Dehnungskurve, und es ist nur eine Größenordnungsschätzung. Aber in Anbetracht der enormen Dehnungen, die zB mit Bungee-Sehnen möglich sind, sind 10 oder sogar 10 Meter Dehnung in einem 30 mal 30 Meter großen Netz denkbar. Daher komme ich zu dem Schluss, dass (bei sehr sorgfältiger Konstruktion und Optimierung) der von Ihnen beschriebene Stunt möglicherweise nur mit einem menschlichen Stuntman möglich ist.