Сегодня речь пойдёт о драконах. А вернее о динамики их полёта.
Возможен ли в земных условиях полёт драконов, как их обычно рисуют в фильмах (Властелин колец, Игра престолов и т.д.) или гигантских орлов (Властелин колец)? Понятно, что таких животных не существует и, видимо, никогда не существовало, но это же не значит, что такое невозможно?
Первым дело в нашем анализе необходимо оценить какую максимальную мощность может вырабатывать животное на единицу массы тела. Для начала, оценим кратковременную энерговооружённость. Для удобства сравнения с человеком, давайте приводить к массе 100 кг. Тогда для лучших спринтеров получаем около 4 л.с. Вот, у меня есть цифра для дикого гуся, но видимо, это не пикавая энерговооружённость, а для крейсерского полёта - 0,66 л.с. Для колибри в режиме висения 10 л.с. Для шмеля (а из всех насекомых, эта цифра видимо рекордная из-за нагрузки на крыло у этих пухленьких рыжих зверьков): 11,5 л.с. Но это маленькие животные. Формально, в зависимости от масштаба удельная мощность мышц, в отличие, от силы, падать не должна. В первом приближении. Но, казалось бы, данные говорят обратное: шмель - колибри - более крупные птицы, падение наблюдается.
Но...к счастью для нас с вами, есть такое животное, как рыба-меч. Она весит полтонны. Ну или другие подобные: марлины, парусники. Можно встретить цифры до 140 км/ч, но я буду использовать замеренное значение 109 км/ч. Конечно, гидродинамика этих рыб - вещь сложная. Если принять коэффициент сопротвления 0,01, то мощность получается на уровне 17-40 л.с. на 100 кг. Ну, в зависимости от габаритов рыбы. Ну, мои представления о гидродинамики говорят, что сильно меньше быть не может. А это огромная цифра, сравнимая с энерговооружённостью самолёта.
Говоря, о длительной мощности, мне удалось найти цифру для крейсерского полёта каких-то птиц примерно 4 л.с. на 100 кг. Хотя, понятно, что для колибри и шмеля цифры также относятся к продолжительному полёту. (колибри при такой физ нагрузке умудряется есть! Попробуйте пробежать стометровку за 10 секунд и ещё съесть бутерброд. Ладно, homines sapientes пошли по пути умственного развития) При этом, видел ещё цифру для взлётной мощности небольших птиц как до 7,2 л.с./100 кг. Ещё можно посмотреть дупеля. Эта небольшая птица совершает беспосадочный перелёт на 6500 км со скоростью порядка 100 км/ч. Даже если он летит на оптимальной высоте и имеет аэродинамическое качество 15, то требуется 2,5 л.с. Короче, я веду к тому, что для некоторых животных выдавать где-то 50% от предельной мощности долговременно - это нормально.
Итак, мы получили оринтировочные цифры по энерговооружённости. Теперь попробуем из этого оценить максимальную нагрузку на крыло для нашего дракона. Нам потребуется такой параметр как аэродинамическое качество, которое, в принципе, у длиннокрылых птиц, таких как большой фрегат, может достигать 22.
Но это рекордные значения, давайте возьмём 10. Для птиц нагрузка на крыло не более...20 кг/м^2. Если взять 100кг/м^2, как у небольшого самолёта, то прогнозируется минимальная для горизонтального полёта мощность на уровне моря 3,6 л.с. на 100 кг и скорость отрыва около 100 км/ч. Ну, в принципе, такая мощность достижима. И есть животные ,способные набрать такую скорость на ВПП всего за несколько секунд (привет, гепард). Правда, опять-таки, тиранозавры на бегали 100 км/ч. Я только что пролистал статью одного учёного, который статистически показывал, что быстрее всего бегают звери массой около 100 кг. Можно, конечно, помогать себе крыльями при разбеге. Или прыгнуть со скалы.
Если по таким критериям судить, то животные размером назгуловского дракона или гиганского орла (только не говорите, про полететь к Роковой горе сразу и сбросить кольцо!) - около 20 м в размахе крыльев, "летабельны" и их вес составит порядка 8 тонн. Дракон "Дрегон" из ИП, имеет размах крыльев около 40 м (площадь около 300 м^2) и весит на вид под 100 т. Соотвественно, у него нагрузка на крыло раза в 2 больше, как минимум. Ну а лётные характеристики Смоуга и Балериона совсем уж вызывают скепсис.
Конечно, нельзя забывать о возможностях селелета к восприятию нагрузок. У птиц относительная масса скелета, вопреки представлениям, примерно такая же, как и у млекопитающих - в районе 10%. Кости полые для большей изгибной прочности. В принципе, если не увеличивать пустотелость костей и предел прочности их материала, то масштабирование, например, аргентависа в 3 раза (до 20 м) приведёт к двухкратному увеличению относительной массы скелета. Что опять же, ещё пока "реально". Я недавно писал про самый прочный биологический материал - зубы какого-то моллюска с их 4100 МПа, так что...
Подписывайтесь!