Каков может быть максимальный размер летающего существа?

Например, в популярной мифологии Ближнего Востока есть огромная птица Рок.

Есть ли максимальный размер на летающих существ? Как атмосфера планеты влияет на размеры тела?

Это зависит от многих факторов. Научный способ, как подойти к этой проблеме, называется аллометрией. Если мы изменим некоторые условия, физические параметры более или менее меняются с определенной силой изменения. Так, например, есть закон Клейбера (связывает скорость основного обмена и массу организма).

источник

Таким образом, если масса кошки в 100 раз больше массы мыши, то основной обмен у кошки лишь в 32 раза больше, чем таковой у мыши.

Аналогичные законы могут быть выведены для полета, что позволяет нам оценить, насколько трудно было бы летать в очень разряженной атмосфере, такой как Марс, или в очень плотной атмосфере Венеры.

Сила для поддержания полета

Согласно книге «Моделирование летающей птицы» (Modelling the Flying Bird) C.J. Pennycuick, полет птицы вызывает изменение скорости воздуха. Эта скорость приблизительно рассчитывается как:

Этих трех законов должно быть достаточно, чтобы ответить на ваш вопрос практически в любой среде. Вы можете рассчитать, сколько энергии вам нужно для полета и сколько энергии доступно примерно из пищи для животных любых размеров.

Попробуем рассчитать некоторые вещи для Кетцалькоатлья, самого большого животного, которое когда-либо летало. (Размах крыльев 10 м и масса 200 кг).

источник

Согласно формуле для скоростей v = 12,7 км/час. Мощность, необходимая для этого, составляет около 7 кВт, что составляет 10 лошадиных сил. Учитывая, что животное примерно имеет размер лошади, кажется разумным, и мы видим, что полет, вероятно, был довольно сложной задачей.

Для боевого орла (4,6 кг, размах крыльев 2 м). Мы получаем v=10 км/час, а требуемая мощность - 120 Вт. Это уже более реалистично.

Мы можем видеть, что самолеты могут летать с довольно небольшим размахом крыльев, но только потому, что они могут использовать чрезвычайно большую мощность своих двигателей. У животных нет такого преимущества, и им нужен больший размах крыльев.

Это может стать проблемой, если есть 20-тонное животное. Ему потребовало 100 м размаха крыльев, чтобы получить разумные требования к мощности. Но его крылья все еще из плоти и костей, и это, вероятно, не сможет поддерживать вес.

Плотная атмосфера

Мы также можем видеть, что полет на Венере (если бы он проходил в воздухе) потребовал бы 20-кратной меньшей мощности, и там могли бы летать гораздо большие животные. Может быть, даже больше, потому что для очень плотной атмосферы закон Архимеда начнет уменьшать массу животных, что сделает полёт еще проще. В очень плотных атмосферах полет будет очень похож на плавание, а птицы могут быть похожи на рыбу.

4 симпатии