第二次世界大战后的几年里,得益于新型流线型机身和强大的喷气发动机和火箭发动机,飞机开始飞得更高、更快。但飞行员的体格却没有变得更强壮;速度更快的飞机飞得更高意味着跳伞条件更危险,坠机更严重,这意味着飞行是一项越来越危险的工作。强大的飞机和人类的脆弱性之间的差距为研究人类对极端环境的耐受力提供了一个独特的机会,这吸引了空军飞行军医约翰·保罗·斯塔普。为了飞行员的安全,斯塔普将自己绑在火箭滑橇上,飞越沙漠,但在滑橇末端突然停了下来,拉力高达 40 G。 在穆洛克进行的测试 斯塔普对人体耐受性测试的兴趣在 1946 年目睹莱特机场的弹射座椅测试时首次达到顶峰。弹射并不是一个新想法,但它确实提出了一些有趣的生物医学问题。飞行员在高速高空跳伞时,会遭遇一阵强风和巨大的 G 力。什么情况下能幸存?当时的教科书将 18 G 视为人类耐受性的极限,但这真的是极限吗?如果不是,是否有办法在高速坠机时保护飞行员?减速测试对回答这些问题大有帮助,因此这成为了斯塔普的研究项目之一。 斯塔普的首次测试是在穆洛克(现爱德华兹)空军基地一条 2,000 英尺长的轨道上进行的,这条轨道最初是为美国科学家研究 V-1 嗡嗡炸弹而建的。通过在雪橇上添加火箭,斯塔普可以沿着轨道加速到接近坠毁的速度。45 对相互扣合的制动面会将雪橇停在轨道末端,模拟飞行员在高速坠毁时会经历的情况。 到 1951 年 6 月 8 日,志愿者们已经在雪橇上滑行了 74 次。斯塔普本人是滑行最频繁的雪橇骑手之一,在滑行较剧烈的雪橇时手腕曾两次骨折。但爱德华兹的雪橇还不够。他想尝试更快的速度和更剧烈的减速,当他从穆洛克调到新墨西哥州的霍洛曼空军基地时,他得到了这个机会。 音速之风 1953 年,斯塔普抵达霍洛曼。他与诺斯罗普公司合作,开发出一种威力更大的火箭雪橇,并称之为“音速风 1 号”。这种雪橇后面装有完整的推进部分,轨道末端装有水制动系统;雪橇底部的铲斗会挖进轨道之间的一系列水坝中,吸收滑行时的能量,使雪橇停下来。 1954 年 3 月 19 日,斯塔普第一次乘坐 Sonic Wind,他绑在与喷气式飞机驾驶员座椅一模一样的复制品上。六枚火箭产生 27,000 磅推力,将雪橇推至最高时速 421 英里。这是陆地速度纪录,当雪橇停下来时,斯塔普承受了 22 个 G 力。 逐渐地,这些测试增加了更多的目标,包括人类对风力的耐受力。1954 年 8 月 20 日的一次雪橇测试中,斯塔普在风雨中将雪橇的速度提高到每小时 502 英里。他幸存了下来。 地球上最快的人 斯塔普最后一次雪橇滑行是在 1954 年 12 月 10 日,这也是他最值得关注的一次。这次滑行中,Sonic Wind 的推进系统又增加了三枚火箭;整套 9 号固体燃料火箭可以产生 40,000 磅的推力。由于没有挡风玻璃,斯塔普的手臂和腿被固定住,以减少四肢在风中摆动而受伤的可能性。他戴着头盔,嘴里还戴着咬合块以保护牙齿。 斯塔普和他的团队被绑在无法移动的绳索上,等待头顶的云层散开。斯塔普需要晴朗的天空,因为测试的一部分涉及拍摄跑步过程。地面上的高速摄像机对准了跑道,乔·基廷格驾驶的 T-33 后面的摄影师将从上方拍摄跑步的结束。 云层散开后,测试开始了。斯塔普身后的九枚火箭开始发射。五秒钟后,他的速度达到了每小时 632 英里,大约相当于 0.9 马赫。基廷格看着雪橇超越了他的 T-33。比赛开始得几乎和开始时一样突然,但很快就结束了。从铲子第一次扎入水中的那一刻起,雪橇只用了 1.4 秒就完全停下来了。这种快速减速相当于 40 多个 G,斯塔普的身体猛地向前倾,瞬间体重达到 6,800 磅。停下来的力量与驾驶员以每小时 120 英里的速度撞上砖墙时的感觉相同。 然后雪橇静止了。斯塔普等待急救人员将他从座位上移开,送往医院。他的身体因极端的重力而受到惊吓。他眼部的所有血管都破裂了,导致他短暂失明;在那紧张的几分钟里,他不知道自己是否能恢复视力。他的肋骨断裂,两只手腕都骨折了,减速对他的呼吸系统和循环系统造成了损害。他受伤了,但精神很好。《时代》杂志随后将斯塔普评为“地球上最快的人”。 斯塔普伤势尚未完全痊愈,他便计划在下一次测试中为滑橇添加更多火箭。他想让滑橇速度达到每小时 1,000 英里,以超越音速,但空军最终介入。他被“禁止”再进行任何高速研究运行。他的生命和工作太宝贵了,不能再冒着再次高速运行的风险。 遗产 斯塔普的火箭滑橇生涯可能就此结束,但他的成果却意义深远。他通过推断证明,飞行员从以 1,800 英里/小时的速度在 35,000 英尺高空飞行的飞机上弹射出来后可以幸存。他还证明,在适当的约束下,飞行员在坠机时可以承受高达 45 G 的重力。喷气式飞机飞行员的座椅随后得到加固,以保护飞行员免受更强烈的撞击。 斯塔普还创下了人类自愿承受的最大重力记录,这可能并不是很多人力争达到的荣誉。他在测试中也没有受到严重的持久伤害。斯塔普于 1999 年去世,享年 89 岁。 资料来源:美国空军历史部、信息办公室《太空生物学和生物动力学研究史》;克雷格·瑞安 (Craig Ryan) 著《前宇航员》;科林·伯吉斯 (Colin Burgess) 和克里斯·杜布斯 (Chris Dubbs) 著《太空动物》;爱德华兹空军基地(通过互联网档案);Stapp.org;纽约时报。 |
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