Какие крылья нужны человеку, чтобы взлететь? Разбираем законы физики
Мы узнали, какие крылья вам понадобятся, чтобы взлететь. Спойлер: вы станете похожи на смесь качка, летучей мыши и альбатроса. Готовы к такому преображению?
Человеческий организм не адаптирован для полета. По крайней мере, в условиях земной атмосферы и гравитации. Однако ученые все равно решили выяснить – какого размера крылья нужны человеку, чтобы он смог летать, как птица? Вопрос актуальный - а кто в детстве не мечтал взлететь, как птица? Да и сейчас, глядя на столичные пробки, ловишь себя на мысли, что хочется воспарить над всем этим урбанистическим великолепием.
А как было бы здорово - выйти утром из дома, расправить огромные крылья и, как альбатрос, воспарить над городом, избегая пробок и наслаждаясь видами. Звучит как мечта, правда? Но, с точки зрения биологов и физиков, потенциально это возможно. Но есть, разумеется, и свои сложности. Давайте разберёмся.
Начнем с размеров. Чтобы мы смогли взлететь, наш размах крыльев должен составить минимум 6 метров. Это средняя длина микроавтобуса! Такие расчёты провёл Тай Хедрик, профессор биологии из Университета Северной Каролины. По его оценкам, такие крылья поднимут вверх человека ростом чуть выше 150 сантиметром и весом до 60 кг. Пусть коротышка порадуется жизни!
Если же мы хотим летать с комфортом, а речь идет о человеке средних размеров, то придется существенно поднять планку. Возьмем среднестатистические цифры для мужчины - рост 176 см, вес - 80 кг. Согласно расчетам, для того чтобы удержать среднестатистического взрослого человека в воздухе, площадь крыльев должна составлять примерно 15 квадратных метров. В зависимости от ширины, размах таких крыльев составит от 9 до 15 метров.
Но тут есть нюанс: чтобы взлететь, человек должен немного изменить свою анатомию. У птиц, например, кости полые – это помогает снизить вес тела. У людей, наоборот, кости плотные и тяжелые. Мы — довольно массивные создания. Поэтому просто "приделать" себе пару крыльев недостаточно. Нужны мощные мышцы, особенно в груди и спине, которые обеспечат достаточную силу для взмахов.
У птиц грудные мышцы пропорционально меньше - они составляют около 15-25% от массы тела. Но птицы максимально адаптированы к полету. Что ж, если хотите крылья, то варианта два. Первый - накачать себе мощные грудные, как у Арни. И быть готовым к тому, что полет до ближайшего "Дикси" и обратно по трудозатратам будет сравним с мощным тренингом в качалке.
Хотя, даже у Арнольда Шварценеггера в его лучшие годы может не хватить сил взмыть вверх. К тому же, у этой схемы есть еще один большой минус. Мышцы - это очень плотная ткань. Если наращиваешь себе большие мышцы, то и масса быстро растет. И тогда все расчеты для 80-килограммового любителя полетать полетят, простите за каламбур, в тар-тарары.
Либо дождаться, когда технология экзоскелетов достигнет того уровня, что их можно будет использовать в обычной жизни. Еще и желательно, чтобы массу искусственного экзоскелета уменьшили.
Вот тут начинаются самые интересные споры. Классический образ ангела с пернатыми крыльями? Красиво, но непрактично. Особенно под дождем. Учёные, например Майкл Хабиб, считают, что нам подошли бы крылья, как у летучих мышей. Они крепятся к рукам, а всю конечность покрывает гибкая перепонка. Такая конструкция дала бы больше манёвренности.
Однако летать, как птицы, всё равно непросто. Мы, скорее всего, были бы "парящими" существами. То есть вместо интенсивных взмахов мы использовали бы восходящие потоки воздуха, как альбатросы или кондоры. Ну или как короли неба прошлого - птеродактили.
Кстати, о птеродактилях. От них человек может заимствовать схему взлета. Ведь даже с гигантскими крыльями взлететь с земли было бы нелегко. Большие крылья требуют пространства для размаха. Нам, скорее всего, пришлось бы взлетать, как это делали птеродактили или некоторые летучие мыши: стоя на руках и ногах, как четвероногое. Начинаются мощные взмахи крыльями. Создавался воздушный поток назад-вниз и вперед-вниз. И получался вертикальный взлет, как у вертолета.
Пока самым успешным проектом стал орнитоптер Snowbird, построенный канадскими инженерами в 2010 году. Но его размах крыльев составил 32 метра. Смог взлететь и пролететь 150 метров.
Летающие существа, такие как птицы, насекомые или летучие мыши, миллионы лет адаптировались к полётам. Их тела, кости, мышцы — всё оптимизировано для воздушного передвижения. Плюс - обтекаемая форма. А у людей эволюция пошла по другому пути: мы совершенствовали ходьбу, бег, интеллект и руки. А вот уже с помощью рук и головы люди научились собирать сложные летающие конструкции. Но все-таки иметь крылья для свободы передвижения было бы нелишним.
В текущих условиях полет с помощью одних крыльев и мускульной силы крайне маловероятен. Хотя и возможен в теории. Но будет непрактичным из-за огромных трудозатрат. Исправить ситуацию могут новые технологии. Например, управляемый экзоскелет, который поднимет наши силовые показатели до небес. Ну и нас вместе с ним!
Комментариев нет