Każdy lot — od prostego skoku spadochronowego po zaawansowany przelot wingsuitowy — podlega tym samym prawom fizyki. Znajomość tych praw pozwala sportowcowi nie tylko lepiej rozumieć własne ruchy w powietrzu, ale też podejmować świadome decyzje sprzętowe i taktyczne.
Siła nośna i opór aerodynamiczny
Podstawą aerodynamiki są dwie siły działające na obiekt poruszający się w powietrzu: siła nośna (lift) skierowana prostopadle do kierunku ruchu oraz opór (drag) działający wzdłuż kierunku ruchu, lecz w przeciwną stronę. Stosunek siły nośnej do oporu — zwany doskonałością aerodynamiczną lub liczebnością L/D — jest kluczowym parametrem każdego sprzętu lotniczego, w tym kombinezonu wingsuit.
U człowieka w swobodnym opadaniu bez kombinezonu doskonałość L/D wynosi zazwyczaj poniżej 1, co oznacza przewagę opadania nad lotem poziomym. Nowoczesne kombinezony wingsuitowe pozwalają osiągnąć wartości L/D rzędu 2,5–3 lub więcej, co umożliwia pokonywanie odległości kilku kilometrów poziomo na każdy kilometr pionowego opadania.
Efekt Bernoulliego a skrzydło
Twierdzenie Bernoulliego opisuje związek między prędkością przepływu cieczy lub gazu a ciśnieniem: wzrost prędkości przepływu powoduje spadek ciśnienia statycznego. W przypadku profilu skrzydła — zarówno płata lotniczego, jak i panelu wingsuitowego — górna powierzchnia jest bardziej wypukła, przez co powietrze przepływa po niej szybciej i wytwarza niższe ciśnienie niż pod skrzydłem. Efektem jest powstanie siły nośnej.
Dla spadochroniarzy Bernoulli jest równie istotny przy otwieraniu czaszy: czasznik napowietrzny (ram-air canopy) działa jak skrzydło o profilu zbliżonym do samolotowego, co pozwala na aktywne sterowanie kierunkiem i prędkością lądowania.
Swobodne opadanie — prędkości referencyjne
Człowiek w pozycji stabilnej „belly to earth" osiąga prędkość opadania około 190–200 km/h. W pozycji pionowej (head-down) może przekroczyć 240 km/h. Prędkość terminalna zależy od masy, powierzchni przekroju ciała i gęstości powietrza na danej wysokości.
Prędkość terminalna i opór kształtu
Prędkość terminalna to prędkość, przy której siła oporu aerodynamicznego równoważy siłę grawitacji — opadanie przestaje wtedy przyspieszać. Zależy od:
- masy ciała (im większa, tym wyższa prędkość terminalna),
- powierzchni czołowej (im większa, tym niższa prędkość),
- współczynnika oporu kształtu (Cd),
- gęstości powietrza (maleje z wysokością).
W formacji grupowej skoczkowie muszą dostosowywać „ślad aerodynamiczny" — wybierając pozycje, które wyrównują prędkości opadania w grupie mimo różnic w masie uczestników.
Kąt natarcia i przeciągnięcie
Kąt natarcia (angle of attack) to kąt między profilem skrzydła lub ciałem sportowca a kierunkiem przepływającego powietrza. Do pewnego kąta siła nośna rośnie wraz z kątem natarcia. Przekroczenie kąta krytycznego powoduje oderwanie przepływu od powierzchni skrzydła i nagły spadek siły nośnej — zjawisko znane jako przeciągnięcie (stall). W wingsuitingu zbyt stromy lot nosem do góry może doprowadzić do utraty kontroli i niekontrolowanego obracania.
Zachowanie ciała w luce turbulentnej
Za każdym obiektem poruszającym się przez powietrze tworzy się strumień turbulentny — tzw. luka (wake). W sportach grupowych skoczkowie w formacji muszą uwzględniać luki innych zawodników: zbliżenie się z góry do lecącego niżej kolegi może powodować niekontrolowane zmiany prędkości. To zjawisko jest szczególnie istotne podczas lotów w tunelu aerodynamicznym (wind tunnel), gdzie ściany toru tworzą własne efekty krawędziowe.
Praktyczne zastosowanie w sprzęcie
Projektanci kombinezonu wingsuitowego, czasz typu ram-air i zestawów BASE korzystają z symulacji komputerowych CFD (Computational Fluid Dynamics) do optymalizacji kształtów. Zawodnicy korzystają z danych GPS i altimetrów z zapisem ciągłym do analizy własnych przelotów i porównywania L/D między próbami. Część polskich skoczków korzysta z aplikacji FlySight oraz SonoAlti w celach treningowych.