約翰·保羅·斯塔普,一位現實生活中的火箭(雪橇)人 約翰·保羅·斯塔普,一位現實生活中的火箭(雪橇)人

約翰·保羅·斯塔普,一位現實生活中的火箭(雪橇)人

約翰·保羅·斯塔普,一位現實生活中的火箭(雪橇)人

在二戰後的幾年裡,由於新型流線型機身和強大的噴射及火箭發動機,飛機的飛行高度和速度都得到了提升。然而,飛行員的身體素質卻並未因此增強;更高的飛行高度和更快的飛行速度意味著更危險的跳傘條件和更嚴重的墜機事故,這使得飛行成為一項日益危險的工作。強大的飛機與人類的脆弱性之間的巨大反差,為研究人類對極端環境的耐受力提供了一個獨特的機會,這引起了空軍飛行外科醫生約翰·保羅·斯塔普的關注。為了飛行員的安全,史塔普把自己綁在一輛火箭滑車上,飛馳在沙漠中,最後在軌道盡頭突然停了下來,承受了高達40G的過載。

美國空軍

穆羅克測試

史塔普對人體耐受性測試的興趣始於1946年他在賴特機場親眼目睹的彈射座椅測試。彈射並非什麼新鮮事物,但它確實引發了一些有趣的生物醫學問題。飛行員在高空高速跳傘時,會受到強風和巨大過載的衝擊。他們究竟能承受多少?當時的教科書將18G視為人體耐受力的極限,但這真的是極限嗎?如果不是,是否有辦法在高速墜機中保護飛行員?減速測試對於解答這些問題大有裨益,因此這也成為了史塔普的研究計畫之一。

史塔普的首次測試是在穆羅克(現為愛德華茲)空軍基地一條2000英尺長的跑道上進行的,這條跑道最初是為美國科學家研究V-1「嗡嗡」炸彈而建造的。透過在雪橇上加裝火箭,斯塔普可以使雪橇沿著跑道加速到接近墜毀速度。跑道末端的45對相互咬合的煞車片會使雪橇停下來,模擬飛行員高速墜毀時的情況。

截至1951年6月8日,志工們已經進行了74次雪橇滑行。史塔普本身是滑行次數最多的人之一,在幾次較為劇烈的滑行中,他的手腕曾兩次骨折。但愛德華茲空軍基地的雪橇滑行並不能滿足他的需求。他渴望嘗試更快的速度和更猛烈的減速,而當他從穆羅克空軍基地調往新墨西哥州的霍洛曼空軍基地時,他終於獲得了這樣的機會。

音速風

1953 年,史塔普來到霍洛曼。在那裡,他與諾斯羅普公司合作,開發了一種動力更強大的火箭雪橇,他稱之為「音速風 1 號」。這種雪橇在其後方安裝了一個完整的推進部分,並在軌道末端安裝了一個水力製動系統;雪橇底部安裝的鏟鬥會挖入軌道之間的一系列水壩中,吸收滑行時的能量,從而停止雪橇。

1954年3月19日,史塔普被固定在一個與噴射機飛行員座椅完全相同的複製品中,首次乘坐了「音速之風」滑車。六枚火箭產生27000磅的推力,推動滑車達到每小時421英里的最高速度。這創造了陸地速度紀錄,滑車停下來時,史塔普承受了22G的重力加速度。

逐漸地,這些測試增加了更多目標,包括人體對強風的耐受力。 1954年8月20日的雪橇測試中,雪橇的速度提高到每小時502英里,史塔普暴露在惡劣的天氣條件下。他倖存了下來。

透過 stapp.org

地球上跑得最快的人

1954年12月10日,史塔普最後一次雪橇滑行,也是他最值得一提的一次。為了這次滑行,「音速風號」的推進系統又增加了三枚火箭;全部九枚固體燃料火箭組成的火箭組可以產生4萬磅的推力。由於沒有擋風玻璃,史塔普的四肢被固定住,以減少四肢在風中揮動造成的傷害。他戴著頭盔,嘴裡還含著一個咬合墊來保護牙齒。

史塔普和他的團隊被安全帶固定在飛機上,動彈不得,只等待頭頂的雲層散開。史塔普需要晴朗的天空,因為測試的一部分是拍攝飛機滑行過程。地面上的高速攝影機對準了跑道,而由喬·基廷格駕駛的T-33教練機後座上的攝影師則會從空中拍攝飛機滑行的終點。

雲層散開,測試正式開始。斯塔普身後的九枚火箭引擎瞬間點火。五秒鐘內,他達到了每小時632英里的速度,約合0.9馬赫。基廷格眼睜睜地看著雪橇超越了他的T-33教練機。幾乎和開始一樣突然,測試也戛然而止。從鏟鬥觸水的那一刻起,雪橇僅花了1.4秒就完全停止了。這種快速減速帶來了超過40G的重力加速度,史塔普的身體猛地向前衝去,瞬間感覺自己重達6800磅。這種停止的衝擊力,相當於一個司機以每小時120英里的速度撞上一堵磚牆。

然後,雪橇停了下來。史塔普等待急救人員把他從座位上抬下來送往醫院。他因巨大的重力加速度而處於休克狀態。他眼中的血管全部破裂,導致他短暫失明;在緊張的幾分鐘裡,他不知道自己是否還能恢復視力。他的肋骨骨裂,雙腕骨折,減速也對他的呼吸系統和循環系統造成了損害。他渾身是傷,但精神狀態良好。 《時代》雜誌隨後將史塔普評為「地球上速度最快的人」。

史塔普傷勢尚未完全康復,就已開始計劃在雪橇上加裝更多火箭,以進行下一次測試。他想讓雪橇達到每小時1000英里的速度,從而突破音速,但空軍最終介入。他被禁止進行任何高速研究飛行。他的生命和工作成果太過寶貴,不容再冒險進行另一次高速飛行。

遺產

史塔普的火箭雪橇生涯或許短暫,但他的研究成果影響深遠。他透過推演證明,飛行員在以每小時1800英里的速度、35000英尺高空飛行的飛機上彈射逃生是可以存活的。他也證明,在適當的約束條件下,飛行員在墜機時可以承受高達45G的過載。此後,噴射機飛行員的座椅得到了加強,以保護飛行員免受更強烈的衝擊。

史塔普也創造了人類自願承受最高G力的已知紀錄,這或許並非人人都渴望擁有的榮譽。此外,他並未因這些測試而遭受任何嚴重的永久性損傷。史塔普於1999年去世,享年89歲。

約翰·保羅·史塔普和音速之風1號

資料來源:《太空生物學和生物動力學研究史》,美國空軍歷史部,資訊辦公室;《太空人之前》,作者:克雷格‧瑞安;《太空動物》,作者:柯林‧伯吉斯和克里斯‧杜布斯;愛德華茲空軍基地(透過網路檔案館);Stapp.org;《紐約時報》。