在今年 5 月 23 日，英国特技替身演员 Gary Connery 从大概 730 米高的直升机上跳下，穿着翼服（wingsuit）进行了一段鼯鼠式的空中滑翔，他在没有携带降落伞的情况下（好吧，是带了降落伞但没有用）安全着陆在一堆纸箱上。Gary 当然不是超人，从这么高的地方跳下来还安然无恙，关键就在他外面穿的那层皮。
像翅膀一样的翼服
Gary 穿的衣服叫做“翼服”，英文名称是 wingsuit。上世纪30年代，人们为了尝试在跳伞时增加水平移动的距离，首次尝试安装类似翅膀的装置。当时用来制作翅膀的材料包括帆布、木头、丝绸、钢铁甚至鲸须，不过这些都不太靠谱。直到 1999 年芬兰的Jari Kuosma 和克罗地亚的Robert Pečnik发明了一种安全且实用的翼服，并创立了一家公司，这是第一个推动安全使用翼服的公司，还设立了教学项目。
随着翼服的发展与完善，越来越多的人参与到这项运动中来，许多惊人记录随之诞生。 2008 年 7 月 24 日，一对澳大利亚夫妻从 11.27 千米高的高空跳下，创造了起跳点最高的翼服飞行（wingsuit flying）记录。 2011 年 5 月28日，日本的 Shin Ito 从 9800 米的高空跳下，在 5 分 22 秒内飞过了 23.1 千米，创下翼服飞行的最高速度——每小时 363 千米。
为什么穿上一套衣服我们就能飞起来？这当然要感谢空气的帮助。就像任何机翼一样，翼服（如上图）在飞行中产生升力和阻力。升力和阻力这些空气动力取决于飞行器的形状大小、空气情况、飞行速度（空速）。升力垂直于飞行路径，而阻力平行于飞行路径。每个飞行器都需要空速使升力面（机翼，机身，尾翼等）产生升力。每个飞行器也有失速速度，就是让它产生足够用于飞行的升力的最小速度。空速一旦低于这个速度会导致飞行器失去升力并失速，更通俗的说法就是从空中掉下来。因此穿着翼服一样需要有速度才能飞起来。
而当你厌倦飞行想降落时，就要想办法产生更多的升力以降低失速速度。总的来说，升力的大小取决于机翼面积、翼展长度、机翼及其他升力面的形状。并且升力的大小也与空速有关，而空速又与上面所列出的飞行器物理特点有关。想要产生更多升力只能依靠安装刚性的机翼，单单穿着翼服本身是没有办法了，因此穿着翼服还想安全着陆，那就只能用降落伞了。
穿着翼服跳下来，其实很安全
那文章开头视频中的 Gary 为什么却可以不需要降落伞？实际上这里有两个重要因素：
- 翼服减缓了他下落的速度，并让他从垂直下落的运动变成向前滑行，这对增加制动距离（让运动的物体完全静止所需要的距离）很有帮助。
- 落点处的那些箱子提供了足够的制动距离，更长的制动距离意味着更小的制动减速度，而更小的制动减速度使受伤的几率变得更小。
你当然不会满意上面那样简单的解释，那么我们就来分析一下上面那个视频来感受一下现场（实际上这个分析来自连线网站的专栏作者 Rhett Allain ）。根据 Sky.com 的报道，用18600个纸箱堆成的降落区大概有高 4 米，长 100 米，宽 10 米，而 Gary 在离这些箱子 1.6 公里（ 1 英里）外的地方跳下。
这里用的软件是 Tracker Video Analysis ，它具有“校准点匹配”这个功能，就是能以背景中的一些物体为基准来重新放缩视频里的每一帧。
文章开头视频鸟瞰视角的片段其实非常适合分析。这个片段里 Gary 离箱子很近，这样一来我们就可以用箱子作为参照物。而且注意到镜头离Gary足够远，这使得透视效果的影响可以忽略不计。下面这张图展示了 Gary 在水平方向上的移动情况：
利用这张图可以算出他的水平速度为 38.5 m/s，也就是每小时138公里，。困难在于如何计算垂直方向上的数据？其实这里有一个技巧——我们可以利用 Gary 的影子。在这么短的时间内，太阳高度角可以看成固定的（也就是影锥角固定）。如果知道了这个角度和影子的位置，就能算出 Gary 任意时刻的高度来。如下图所示：
据此我得出的关于高度（y）的表达式如下：
如果那个 θ 角是固定的（而且地面是平的），那么Gary的高度与他和影子之间的水平距离成正比。在以下的分析过程中，我们把原点设在了箱子跑道的远端。如果 Gary 在离边缘 6 米的地方着陆了，那么就能得到影子的 x 值。
如果想得到垂直方向的速度，就需要知道 θ 角的数值。可以利用箱子和它们的影子来算出这个值。箱子的高度大概是 3.66 米，而影子有 4.06 米长，于是很容易算出 θ 角大约为 48°。现在就可以把影子的数据转换成高度的数据啦。
上面这些数据并不包括落地前的一段过程。因为这段时间影子从地面转移到了箱子上。事实上，选取影子在箱子上的片段来分析会更好，因为透视误差更小。下面的图展现的则是 Gary 接近箱子的过程。
从这些数据我们得到水平的速度只有 15.1 m/s（每小时54公里），这个值与前面的估算值（每小时138公里）以及报道中宣称的每小时 80 公里的水平速度都相差较大。但是这个图有个好处则在于可以看出 Gary 撞倒箱子之后水平速度的改变情况。
Gary 垂直方向的速度呢？让我们先从影子的位置（不是高度）看起：
这斜率并不是垂直速度。把这个斜率除以 tanθ，得到的就是垂直速度了。最终的计算结果是 8.68 m/s（每小时 31 公里），也就是说 Gary 最后降落到纸箱上时的竖直方向速度是 8.68 m/s。
以大约 9 m/s 的速度向下运动，这是个什么概念？需要从多高跳下才能在落地时得到同样的速度呢？如果利用功能原理，可以写出以下的公式：
答案为 4.1 米。从 4.1 米的高度落下来，还有一大堆箱子作为缓冲，不管是哪个部位先着陆我想都是安全的吧。
进阶阅读： 滑翔比：评价飞行器好坏的重要指标
参考资料：
[1] 维基百科： Wingsuit flying
[2] Wingsuit Flying and Basic Aerodynamics