Глори почему-то не захотел дать краткую ретроспективу обсуждения возможности полета, поэтому я вкратце перечислю, что вспоминается навскидку.
Существует несколько причин, по которым тяжелое тело может летать в атмосфере. Не претендуя на полноту, перечислю 3 из них: а) за счет мускульной силы, б) за счет энергии восходящих потоков воздуха, и в) за счет силы Архимеда.
А.
Для объекта, летающего "как самолет", можно предложить оценки, которые следуют из физики полета. Интересно, что они вполне согласуются с наблюдаемой ситуацией. Я дам две ссылки на места, где обсуждалась именно эта модель полета:
Арена: Драконы и реальность, и
Ликбез по аэромеханике.
Выражая мысль очень кратко, ограничение на полет за счет мускульной силы связан с ограниченной энергоемкостью мышечной ткани.
Если будут вопросы к докладчику, то есть ко мне,
можно задавать прямо здесь, я по возможности отвечу.
Собственно, заранее отвечая на вопрос, для чего такие сложности, скажу, что в статье требовалось предложить оценку, пусть и не 100% строгую, но такую, которая не использует информацию о реально построенных летающих железках (и их ограничениях).
Для объекта, летающего "как вертолет", подобная оцента также может быть построена, но там будут другие ограничения. Основным отличием вертолета является большая грузоподъемность при малой скорости, в противовес самолету, где подъемная сила развивается
благодаря большой скорости.
Важно также понимать, что непосредственного ограничения на массу летуна не существует. (Стая птиц летает!) Существует ограничение на размер летающего существа заранее заданной формы.
Б.
Как известно, в атмосфере существуют так называемые термалы. Это восходящие потоки воздуха, которые появляются в результате прогревания земли и нижних слоев атмосферы солнечными лучами. В обычных условиях плотность и температура атмосферы убывают с высотой, причем суммарное действие этих факторов приводит к гидростатической устойчивости атмосферы. (То есть, иначе говоря, малое вертикальное перемещение порции воздуха не приводит к возникновению силы Архимеда, которая бы выталкивала эту порцию еще дальше.) Но если нижние слои нагреты достаточно сильно, то случайно поднявшийся воздух не успевает остыть и потерять плавучесть. В этом случае развивается вертикальный поток воздуха сквозь всю зону нестабильности. Соответственно, в некоторых местах поток направлен вверх, в других - вниз. Мощность и ширина потока может быть довольно большой, и зависит от разных факторов, включая неравномерность прогрева воздуха, интенсивность притока солнечной энергии, влажность, высоту зоны неустойчивости, итд. Термалы, достаточно мощные, чтобы поднять человека на крыле умеренного размера, встречаются достаточно часто.
Для полета в термале, как уже понятно, мускульная сила не требуется. Поэтому летающее существо, использующее термал, может быть более крупным, чем то, которое удерживает себя в воздухе только за счет мускульной силы. Однако, и в этом случае существуют ограничения. Дело в том, что скорость потока в термале конечна (эти данные можно почерпнуть из метеорологии или из отдельной физической оценки), и размах крыльев - тоже величина конечная. С ростом размера масса тела растет быстрее, чем площадь крыла, которой при заданной скорости потока пропорциональна подъемная сила. Это и дает возможность построить оценку размера. Существо крупнее этого размера просто не удержится в воздухе.
Сайты почитать:
http://www.paraplan.ru/articles/ и
http://paraglide.ru/book/Интересно кстати сравнить описание того, что умеет и что не умеет пилот, налетавший X часов, с тем соображением, что дракон должен летать по меньшей мере по нескольку часов в день, начиная с самого рождения.
В.
Полет аппарата легче воздуха. Силу Архимеда люди открыли черезвычайно давно, и как только стало ясно, что воздух, как и любой другой газ имеет ненулевую плотность, естественно возникла идея об аппарате легче воздуха. Первыми людьми, осуществившими полет воздушного шара на практике, считаются
братья Монгольфье. Первый задокументированный опыт датируется 5 июня 1783 года, а первый полет шара с полезной нагрузкой (известные баран, петух и утка) состоялся 19 сентября того же года.
Дальнейшее развитие воздухоплавания привело к появлению аэростатов, наполненных водородом (который не требуется нагревать, как воздух в шаре-монгольфьере), однако серия катастроф пассажирских судов с человеческими жертвами привела к тому, что аэростаты надолго уступили небо более надежным и более быстроходным аэропланам.
Какое отношение аэростаты имеют к драконам? Следует понимать, что воздушный шар - это крайне непрочная и крайне неповоротливая конструкция. Поэтому короткий ответ - никакого.
Этот вопрос обсуждался некоторое время назад на Арене-2. Я понимаю, что не все разделяют мою категоричность,
поэтому если есть желание и особенно если подтянутся старожилы, то можно дискуссию и продолжить.
Желающие могут сделать оценки, какой объем газа требуется для создания подъемной силы, в каких полостях мог бы помещаться газ, какая толщина перегородок этих полостей требуется для обеспечения прочности, итд итп.
Форум Гнезда - Информационный центр
