Адаптация очень специфического дракона к этой комбинации большого размера и полета

Для начала позвольте мне уточнить, о чем я спрашиваю. На данный момент меня не беспокоит что-либо из следующего, поскольку, если на этот вопрос будет дан ответ, они будут рассмотрены в последующих вопросах:

  • Аэродинамика или возможность его полета, описанная здесь .

  • Метаболические потребности.

  • Как такое существо эволюционировало или правдоподобие этого.

Я спрашиваю: насколько хорошо мои предложенные адаптации будут работать и какие еще адаптации могут понадобиться дракону?

Я подумал, что независимо от того, сможет ли мой дракон оторваться от земли, этот вопрос и последующие ответы могут послужить основой для других посетителей этого сайта, заинтересованных в разработке больших летающих существ.

Предупреждение - Впереди математика - Предупреждение - Продукт кого-то, у кого слишком много свободного времени

Рисунок дракона, о котором идет речь.введите описание изображения здесь

Высота: 6,5 метра

Длина: 19 метров

Объем: 11,9 куб.м.

Объем головы/шеи: 1,3 куб.м.

Средняя плотность: 0,614 г/см^3*

Вес: 7310 кг.

Размах крыла: 38 метров

Площадь крыла: 304 кв.м.

Нагрузка на крыло: 23 кг/м^2

Поперечное сечение мышц Крылья+Ноги+Хвост: 43000 см^2

Мышечная сила*** ньютонов/см^2: 35 н/см^2

Сила мышц Крылья+Ноги+Хвост: 1 474 900 Вт

Время отрыва: 1 секунда

Высота прыжка в прыжке**: 20,6 метра.

Сила отрыва от тела: 2,1 g.

Поперечное сечение мышц крыла: 21 600 см ^ 2

Сила мышц крыла: 756 000 Вт.

Время закрытия: 2 секунды

Ускорение закрылков**: 21 метр в секунду

Адаптации, облегчающие большой размер + полет:

Минералы, придающие прочность костям, заменены графеновой пеной, что значительно увеличивает прочность и снижает плотность с 700 кг/м^3 (плотность птицы) до 650 кг/м^3.*

Коллаген заменен материалом, похожим на шелк паука драглайна, что значительно увеличивает прочность и снижает плотность с 650 кг/м^3 до 614 кг/м^3.**

Углеродные нанотрубки воздействовали на нервную систему, позволяя увеличить скорость передачи сигналов. И в соединительную ткань, где была бы большая жесткость, чем допускала бы адаптация драглайна.

Легкие Как у птиц, значительно более эффективны в газообмене, чем легкие большинства четвероногих.

Из-за повышенной прочности соединительной ткани патагиум может оставаться довольно тонким, что позволяет осуществлять газообмен в области крыла, как это происходит у летучих мышей.

Есть ли проблемы с этими адаптациями, или они будут работать так, как я ожидал? Какие еще приспособления могут понадобиться дракону, чтобы выжить и функционировать как такой большой летающий организм?

*Тело на ~15% состоит из кости, которая на ~50% состоит из минералов, основным компонентом которых является кальций с плотностью 1,54 г/см^3, в отличие от вспененного графена с плотностью 0,06 г/см^3. .

** Тело дракона должно состоять примерно на 16% из белка, из которых примерно 35% составляет коллаген. Коллаген имеет плотность 5 г/см^3, в отличие от плотности шелка драглайна, которая составляет 1,3 г/см^3.

Вопрос: Насколько хорошо будут работать предложенные мной адаптации и какие еще адаптации могут понадобиться дракону?

Я предлагаю отказаться от научного тега, потому что это сделает ваш вопрос практически без ответа, и заменить его научно обоснованным тегом. Жесткая наука требует цитат и уравнений, они не нужны для вашего вопроса.
@a4android подойдет.
Ваша диаграмма на самом деле напоминает мне аналогичные диаграммы Кетцалькоатля (хотя размах крыльев почти в 4 раза). Еще одна модификация, которую вы можете сделать, это просто немного растянуть крылья.
@MichaelRichardson, хотя увеличение размаха крыла и, следовательно, площади крыла уменьшит нагрузку на крыло и увеличит подъемную силу, если вы перейдете по ссылке в верхней части поста, вы найдете мой вопрос об аэродинамике. Насколько я могу судить, крыльев у дракона более чем достаточно, поэтому я буду относиться к ним как к таковым, если кто-то не объяснит причины, по которым их не было бы в вышеупомянутой ветке. Я просто не хочу делать дракона громоздким, и я думаю, что сейчас он находится в хорошем балансе.
Вы, вероятно, уже видели это, но .. worldbuilding.stackexchange.com/questions/30184/…
@ErinThursby, как указано в начале сообщения, об аэродинамике можно поговорить здесь, worldbuilding.stackexchange.com/q/76422/18511 . Хотя я ценю ссылку, поскольку я забыл об этом, я провел довольно тщательные математические расчеты относительно площади крыла и подъемной силы, и до сих пор никто не прокомментировал какие-либо проблемы с ним.
@MyrddenWyllt да, я не вижу никаких математических проблем, но, поскольку вы говорили о своем вопросе как о ресурсе для тех, кто хочет построить больших крылатых существ, я подумал, что добавлю его в список.
Вопрос, который вы, возможно, захотите рассмотреть, заключается в том, каким типом летательного аппарата вы хотите, чтобы был ваш дракон, прямо сейчас он построен как летательный аппарат с высокой выходной мощностью, низкой скоростью и высокой маневренностью. Если вы хотите, чтобы он парил, вам могут понадобиться более длинные и узкие крылья. jeb.biologist.org/content/218/5/653

Ответы (2)

Это не дракон. это самолет

Эта серия вопросов в корне ошибочна. Перед нами 7-тонный объект в форме птицы, с конструктивными элементами из экзотических материалов («графеновая пена»), с летательными поверхностями из шелка, с сигнальными каналами из углеродных нанотрубок, способный производить 2600 Лошадиные силы. Это самолет , а не биологическое существо.

Да, мы знаем, что самолеты такого размера могут летать, в этом нет сомнений. Нет, это не может быть живым существом. Живые существа не сделаны из пенопласта графена.

2 МВт (2600 л.с.) это 478 ккал/сек. Допустим, в полете сущность использует 50% максимальной мощности; это около 240 ккал/сек. Мышцы имеют КПД около 20 %, то есть для производства 1 Вт механической мощности они потребляют 5 Вт химической энергии, из которых 4 Вт рассеиваются в виде тепла. Допустим, у дракона мышцы лучше с эффективностью 33%, и допустим, что он ест сало (5000 ккал на килограмм). На пять минут полета дракону нужно 300 × 240/0,33 = 216 000 ккал, или примерно 43 кг сала (или 80 кг баранины): ему нужно съесть одну свинью за 5 минут полета. Он должен рассеивать 2 МВт; скажем, у него превосходная система теплопередачи, способная рассеивать 40 Вт/м² на градус Цельсия, и у него имеется 400 м² доступной площади: разница температур между кровью и воздухом должна быть 2 000 000 / 40 / 400 = 125°С; Если температура воздуха 20°C, то температура крови должна быть 145°C...

И это сверх его основного метаболизма; по необходимости он должен быть теплокровным, чтобы иметь возможность регулировать свою внутреннюю температуру; 7-тонное теплокровное животное рассеивает примерно 7 кВт (1,67 ккал/сек) в состоянии покоя . В один день ему требуется 24 × 3600 × 1,67 = 144 516 ккал, или около 30 кг бекона (или 60 кг баранины) в день только для того, чтобы жить .

Справедливости ради следует отметить, что количество лошадиных сил полностью определяется математикой, основанной на мышечной силе человека. Учитывая, что графеновая пена представляет собой материал, полностью состоящий из углерода, он казался вероятным материалом для придания прочности костям, но это веская причина, по которой это не так, мне было бы интересно это услышать. Что касается паучьего шелка, это волокнистый материал, состоящий в основном из белков, очень похожий на коллаген. И углеродные нанотрубки, такие как графен, полностью состоят из углерода, и проблема в том, что биологические существа могут их производить, и это гораздо важнее, чем любое сходство с проводкой.
Тепловыделение действительно кажется проблемой, и это входит в рамки вопроса, как или можно ли его преодолеть, - это то, что я рад, что вы обратились. Однако я специально заявил, что в настоящее время меня не интересуют метаболические потребности.
@MyrddenWyllt: Проблема в том, что живые существа не производят графен или углеродные нанотрубки. Они не производят ткани. Они просто не делают. Ни один из известных процессов создания графеновых или углеродных нанотрубок не похож на что-то биологическое.
Шелк не был бы соткан, но устроен так же, как структура коллагена, которую он заменяет. Если нет, как вы говорите, способа производить углеродные наноматериалы с помощью биологического процесса, гораздо полезнее сказать мне, чем то, что в настоящее время ни один организм не делает этого. Если у вас есть какие-то возражения против какого-либо аспекта дракона, это нормально, я разместил это здесь в основном для того, чтобы услышать возражения людей. Я просто ценю обоснование информации, которую мне дают.
Кетцалькоатль был больше Цессны (хотя и меньше дракона ОП).
@cobaltduck: у Кетцалькоатля было от 70 до 250 кг при размахе крыльев от 10 до 12 метров. Дракон ОП имеет 7000 кг при размахе крыльев 38 метров: он в 25-100 раз тяжелее и в 27-54 раза объемнее. Такая разница в размерах имеет большое значение.
Хотя ваша математика впечатляет, нам действительно нужно только активное взмахивание крыльями при регулировке скорости или высоты. В противном случае эта штука должна иметь возможность довольно эффективно планировать, поэтому свиньи может хватить на 30 минут полета, что должно быть достаточно, чтобы охотиться на больше свиней?
@dot_Sp0T: «Эффективное» планирование означает одно для легкого планера и совсем другое для семитонного дракона… Кетцалькоатль мог парить, используя тепловые потоки, а семитонный дракон — гораздо меньше.
@dot_Sp0T - «эта штука должна иметь возможность довольно эффективно планировать». Далеко не так. Эффективное планирование требует крыльев с большим удлинением, а здесь это не так. Кроме того, нагрузка на крыло составляет 24 кг/м^2, что выше диапазона, характерного для существующих птиц. Наконец, большие парящие птицы обычно используют глубокие прорези в крыльях для уменьшения сопротивления, а крылья дракона на это не способны. Так что никакого скольжения.

Добавление графена сделает кости прочнее, но не сделает их легче.

Вы не можете уменьшить вес животного, заменив костный материал, потому что тогда ему нужно хранить кальций и фосфор каким-то другим способом, вы не можете устранить их, а только переместить. живые существа с мышцами нуждаются в очень узком диапазоне концентрации кальция в организме, чтобы функционировать. Распределение солидной массы кальция по всему телу является наиболее эффективным способом сделать это. Динозавры, птицы и птерозавры делают кости полыми, чтобы создать более крупную структуру при том же весе, общее отношение площади поверхности кости к массе тела остается прежним . На самом деле вы не можете сильно изменить это соотношение, потому что площадь поверхности кости (которой подвергается воздействию ткани тела) не может сильно измениться. http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/03/13/rspb.2010.0117.short

Так что ваши кости дракона будут крепче, но вы не сбросите вес.

Адаптация очень специфического дракона к этой комбинации большого размера и полета
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v