窗帘能制作可以使用的降落伞吗?


仅讨论可能性,请勿模仿!
图出自《我叫坂本我最屌》第8话,虽然我知道吐槽屌炸天的能力是不对的。。= =

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26个答案
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章鱼喵.时见疏星理论物理专业,西夏文爱好者

2013-05-23 20:12

一个物体降落的时候受到的空气阻力(在速度比较快的时候)可以用

来估算。其中是空气密度,大约为 1.22 kg/m^3, 是用来表征物体形状的一个系数,降落伞的话是大致取 0.75,因为降落伞实际上有效的投影面积乘上降落伞形状带来的因素差不多是这个值,但是我们的床单可能是需要取在 0.6~0.8之间,具体情况需要一些更详细的推导。A是床单的面积,展开面积。

但是速度比较小的时候,物体下落的时候空气阻力可以用 b A v 来计算,并且我们有:
机翼那种形状的 0.2,球形的 0.5,平板是1.28
不过鉴于窗帘床单这些东西形状诡异,阻力较大,所以速度平方的估计应该更准确些。

## 初步观察

只是抛砖引玉,让大家感受一下跳楼的危险性吧。这里先假定体重是 50kg。(大家都来减肥吧……)


使用速度平方的形式,如果下落的距离很远,下落终将达到稳定速度。我们先来看看这个最终的稳定速度会是多少。
如果取 Cd=0.5

如果取 Cd=1

如果取 Cd=0.75

这样我们就可以计算了。把图画出来,如下。三条线分别是 Cd =0.5,0.7,0.8 的情况。也就是不同的床单/窗帘形状影响下,最后稳定的速度和窗帘/床单面积的关系图:

基本上,用单人床的床单,往最好的情况想,2*2 平方米这么大的,弯曲不是很厉害,差不多保留一大半的有效面积,落地后的速度在十几米每秒这样。这比被五六十千米每小时的车撞还严重。

上面这只是给大家看看,下面我们要具体的计算一下。为什么要计算一下呢,因为实际上我们上面给出的是很久之后的速度,一般是十几,几十秒之后才能达到这样的速度。在很多时候,对于那些我们敢跳的楼层,跳楼过程基本上在两秒内完成了……



## 详细的计算

实际上我们可以直接把速度解出来。中间的过程这里就省略了,详细的看我末尾给的程序。

最后我们可以得到这样一张图:


红蓝绿橙黑,分别是面积为1,2,4,9,16的情况,这里近似认为使用床单是 Cd=0.7。最上面那条黄线是自由落体……

这样看来,基本上,如果床单面积达到了16平米,那就问题不大了,从哪里跳下来都还算安全。不过想想那得多大的床单……

对于9平米的床单,也还可以,看橘色的线,问题也不大,最多 10 m/s 的样子,姿势正确似乎也不会很致命,就像百米冲刺的速度撞墙,唔,好疼。

而对于我们的正常的床单, 面积最大在4平米左右,看绿色的线,在20米左右的高度的楼房上跳下来,会达到17米每秒,这样很危险了,不过总比没有床单好,因为没有床单会达到 20 m/s。

如果床单的面积在 2 平米左右(1*2,单人床的各位),这时再跳就危险了,如果房子足够高,例如达到了50米的高度,最后速度可以达到25米每秒,比被90多千米每小时的车撞还厉害。当然我们的房子大多每那么高,例如在20米高的地方跳下来,那速度也会有18米每秒。危险。

还可以注意到,对于那些那些1或2平米的床单,在10m之内跳楼都基本不起作用,跟直接跳下来也差不了多少。

而且这些是最理想的情况,具体最大效果需要把床单最大程度的展开。这上面估算的情况是让床单像降落伞一样弯曲的时候,如果能够让床单整个平整的展开,拖拽效果更好些,不过这时候需要注意稳定性。

以上换成窗帘同样成立,窗帘更大些。



## 其它体重的情况

我们来看看看体重的影响。为了简便起见,我们使用 Cd=0.7,A=4或9(窗帘的面积吧)。

红蓝绿橙黑分别是体重为 10kg,25kg,50kg,70kg,100kg 的情况。实线是窗帘面积为4平米,虚线是窗帘面积为9平米。黄线还是自由落体。
体重在这里扮演了很重要的角色。如果是一个小孩子,体重 10kg,那么 9平米的窗帘甚至可以让小孩子以 5m/s 以下的速度落地。但是如果体重达到了 100kg,那么即便是 9 平米的窗帘也不安全,因为速度达到了 15m/s 的。
其它想要知道的可以从图中读出来。但总体而言,这个问题里面体重很重要,越是轻的人,落地速度越小,尤其是从比较高的地方跳下来的时候。



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(分享改变世界,本答案所使用的程序在此:https://github.com/emptymalei/WhyMathematica/blob/master/Physics/FlyingWithABedSheet.nb

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作为一个倒卖空降兵装备的非专业人士,我来说几句。。。。。。


世界上最早的空降作战是苏联红军在内战中进行伞降打击白伪军的行动,191X年,我不认为那年代他们会有什么特别轻薄的材料,那么可以认为对降落伞的材质要求不会很高。


中国空降兵装备过的降落伞最常见的是仿美式(很多国家都用的)向日葵迷彩伞(伞的结构应该也是仿的美帝国主义的,美帝真优越),这种是格子布,全尼龙,很轻薄,结实。白色的也很多,面料是相同的。

但是依然有其他材质的,比如传说中有丝绸的(我怀疑是电力绸还是人造丝?天然丝绸似乎不科学,这个我并没有见到过实物,因为无论丝绸还是电力绸都是在尼龙工业不发达时妥协而采用的相对性价比低的材料,所以丝绸存在的话也不是不可能,就象飞行员的围巾和飞行内衬帽曾经就是丝绸的,但后来有了人造丝性能接近价格却下降了很多就不在使用更昂贵的天然材料了),
重点,还有确认存在的是棉伞,白色的全棉布。。。。。。这个重量和强度比,应该不如现在的大部分窗帘,就工艺来说,抗撕裂性应该也不会很好,说起来,即使全棉,国产货其实比国外的差了几条街的。

那么理论上来说,既然棉伞可以存在,不太厚重的大部分窗帘是可以做降落伞的。

降落伞会不会打开,取决与叠伞和开伞方式,似乎和材质关系不大。

降落伞分为
伞兵—X(一个数字,常见现在有的,伞兵4和伞兵9):也就是伞兵用的标准伞,新的好象是伞兵11。我量过伞兵—9的周长似乎有30米的样子,也就是说每隔一米一根伞绳,30根共有(有段时间了,记不大清楚了)

备份—X :也就是伞兵用的备用伞,在主伞打不开时使用,备用伞比标准伞更小一些。

救生—X :飞行员之类的使用的,了解不多。

投物—X:如名,就是投放物资用的,这个有大型和小型,小型的投入伞伞包似乎只是个50L容量左右的包。大型的伞包比伞兵伞的包要大,说明伞也要大一些。伞绳更粗。

运动—X:运动用伞,似乎比较精锐的伞兵某些情况下也会采用某些型号来满足某些需要。


通常伞兵训练和实战,是在400-600米高度,以低速进入(通常一个伞可以使用2-3次,规定年限和次数内强制报废,看记录本是如此),伞兵把开伞钩(伞钩是根几米长的粗尼龙带子,好象6米吧。然后有个很结实的金属钩,这个玩意上面本身带使用标签,应该也有年限和次数限制)挂在飞机上,然后跳下,降落伞被拉开。这种情况下算是傻瓜跳伞方式,如果是圆型伞的话,似乎也不象方型伞那样可以控制。以伞兵-9为例,圆型,顶部有纱网的结构,大概是让空气可以从顶部流走一部分来获得稳定。除了伞本身,这货还有个小的伞型结构,中间有个几十厘米长几十厘米宽的弹簧,不知道这个结构是不是传说中的引导伞?每根伞绳长7米。(投物伞的好象是14米)

以上是很大众的跳伞方式,两年前某二B不用枪衣降落伞被步枪钩住了使用备用伞成功降落还能上中央台新闻还能算立功,这种其实是小众,就象汶川地震的党员突击队15人众采用高跳低开的方式进入灾区什么的,其实只能算个例,成功了是运气而已。大部分伞兵应该都只掌握了那种傻瓜式的跳伞方式。并且,只有空15军的在比较早的时候装备了枪衣这个东西(夹私货:下空十五军的伞兵装具质量和设计都是屎一样的存在)。这个东西的目的,应该是方便跳伞时携带武器。那二B步枪挂住伞的似乎就不是空十五军的。

2007和平使命,中俄伞兵一起进行伞降突击训练,中国伞兵采取的是人和武器分离的比较安全的方式,就是说不携带步枪(不知道带不带手枪),俄罗斯伞兵是携带武器并且在下降过程中进行压制射击地面目标的训练(当然我觉得这个过程射击意义不大),这次行动中国伞兵还是发生了事故造成了2-3人伤亡似乎。从这个事情看,跳伞需要很多的训练,是个技术活,然后对一般兵来说,运气也很重要,毕竟通常的伞兵只会受到一般的训练,使用一般的装备。没有富裕到象美帝那样按自己的爱好去练习一些更高端的战术和技能。

跳伞有风险,下面句怎么接来着?

如果想感受下降落伞,还有个玩法,就是上网买个伞面(大概100-300多的样子),再搭配伞绳伞座(加起来不到200,伞座很重运费很贵)重新绑好(通常降落伞从PLA仓库出来时就分离了伞座,伞绳,和伞面,防止别人拿来真跳),在空旷地区让风把整个伞撑开,不要选太大风的时候,最好还是固定下安全绳别真被吹跑了。。。。。
没用的伞面可以用来做围巾或者包包,向日葵迷彩很漂亮的。

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其实在家备一两条够长的登山绳跟登山扣具还比较好。

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支持者: 守夜舞阳 DrakeXiang

我觉得这要是啥样的窗帘、下落的高度以及落地处的硬度吧。光这么一句比较复杂咧。

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玉子桑食品科学硕士,果壳网编辑

2013-05-23 10:39
支持者: Beginner

小时候用塑料袋做降落伞栓钥匙从楼上扔下来的孩纸表示,体重、床单的材料、固定方法、都需要考虑
哪位学霸做个滑翔伞的模型分析吧

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鱼大雷邪恶之王 大毒舌 欢乐

2013-05-23 13:03
支持者: 布欧

我的窗帘就是一幅降落伞。。。不过它已经老了。
所以,降落伞作的窗帘勉强能作为可以使用的降落伞。

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junglehood白日梦工程师、苦逼手工业者

2013-05-24 11:51
支持者: 八路军

家住9楼,全套索降设备,三十米9.5主绳,两个阳台都有保护。没跳过伞,还是用些比较靠谱的方法应急吧。

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月夜魔术师航空工程研究生

2013-05-23 15:16

用CFD吹一下,然后分析一下气动力最大的一点的局部强度倒是可以,不过我已经把软件删了……
话说记得看到一句话:以50公里的速度甩手,产生的手感相当于把B罩杯女生的胸部按进去10公分的深度。所以推算一下降落伞的最终速度产生的等效结果,再找个女生用胸顶着窗帘看能不能顶破……

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黑色翅膀老程序猿 天文爱好者

2013-05-23 16:33

窗帘的材料要是不容易撕裂不太透气的话应该可以做降落伞吧。不过做 降落伞要好大的面积呀,家里的窗帘恐怕不够,除非你不是用来降人。

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这得看你是从多高的地方下来,又是多重的东西(人)吧。

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1,窗帘足够坚固,不容易被扯破
2,足够大的窗帘,至少大半个篮球场那么大吧
3,高度足够,10层楼以上?
4,地面足够宽,好不容易降下来结果挂电线杆上也不好是吧

差不多就这样吧
漫画里的坂本是神,普通人这么小的面积铁定得摔死

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羽风之歌Python TCL Shell Linux 网...

2013-05-23 17:35

这个……99%的可能是啪唧一下在地上拍扁吧?哪怕可以做降落伞普通人没经过训练也不行啊

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需要有些让空气流过的缝隙 还要保证缝隙不会扩大 就ok了

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。。。经过5天时间,才发现原来标题不是窗户
窗帘理论上是可以做降落伞的,但是就一般家用窗帘的面积来说,完全不足以提供安全落地的加速度

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楼主可以考虑用降落伞的布料来做窗帘。

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ProtossProbe工程力学专业,果壳SpaceX小组组长

2013-05-24 13:22

窗帘在空中回缩成一团吧,怎么可能打得开,又不是专业降落伞

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还不如把床垫先扔下去,然后身体裹上厚厚的好几层,最后往床垫来个自由落体。。。
话说现在流言终结者也出了关于这个的流言,结果是:如果你把整个楼层浴室的防水帘都搜集起来,并且在30楼以上,那么可以存活。。。

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咱想起来了玩正当防卫的时候,那降落伞用的哗哗的

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一句话:在摔死之前你是达不到让你减速的那个速度的

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Fermi.J中国少年科学院预备小院士,第十届开信杯一等奖

2013-09-20 17:30

流言终结者说:必死无疑

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楼上用绳子逃生是要技术的,没经过训练肯定不行,因为手攥不住绳子的。

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卧槽 我是来看回复的。。看着我各种不明白。。

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