Антропоморфная белка-летяга, способность планировать

(возможно, это должно быть частью «анатомически правильной» серии. Если это так, не стесняйтесь редактировать соответственно, так как я не знаю, как добавить это в этот список)

Может ли двуногая антропоморфная белка-летяга размером с человека, весом с человека достичь значительных способностей планирования?

Подробности, ограничения, разъяснения и т. д.:

  1. Понимая, что меньший вес облегчает полет/планирование, они могут быть в среднем немного ниже людей, а также более стройными, но я хочу держаться подальше от птичьих полых костных структур и подобных адаптаций немлекопитающих. Допустимы более тонкие кости, как у летучих мышей. Поскольку я подозреваю, что кто-то спросит конкретные цифры, скажем, средний рост взрослого мужчины составляет 5 футов (1,524 метра), а средний рост взрослой женщины — 4 фута 8 дюймов (1,32 метра). Нижний предел «нормального» ИМТ для 5-футовый мужчина-человек весит чуть меньше 100 фунтов (45,3 кг), поэтому давайте сделаем это верхним пределом нормального здорового веса для здорового представителя этого вида, граничащим с избыточным весом.

  2. В то время как общий план тела должен быть гуманоидным, можно внести коррективы в длину конечностей, если это требуется с точки зрения аэродинамики для достижения способности планировать. Но (задние) ноги не должны быть длиннее, пропорционально остальной части тела, чем настоящие ноги человека, поэтому при необходимости их следует только укорачивать, а не удлинять. И руки (передние ноги) не должны быть короче, пропорциональны остальному телу, чем настоящие руки человека, поэтому их следует только удлинять, если нужно, а не укорачивать. Кроме того, руки могут быть такой же длины, как и ноги, но не длиннее. Резюме: ноги можно укоротить, руки можно удлинить, но только если это необходимо для аэродинамических целей, в остальном они должны оставаться максимально приближенными к человеческим пропорциям.

  3. Скольжение должно осуществляться с помощью патагиума, похожей на парашют мембраны, которая тянется от запястья до лодыжки. Никакого третьего набора придатков/крыльев/и т. д., а также никакого масштабного переосмысления двух существующих наборов конечностей помимо того, что есть у настоящей белки-летяги (ни один из наборов не может быть преобразован в крылья или какие-либо аналогичные радикальные изменения). Патагиум должен быть в основном разборным/складным/выдвижным и т.д. для достижения «в основном человеческой формы», когда она не используется, точно так же, как настоящая белка-летяга может принять «в основном форму белки».

  4. Хвост не должен быть длиннее примерно 3 футов (1 метр).

  5. Должен быть способен к среднему коэффициенту планирования 2 (это 2 фута пройденного горизонтального расстояния на каждый 1 фут потери высоты)

  6. Место действия — Земля. Никакой экзотической гравитации, атмосферы и т.п.

  7. Не обращайте внимания на эволюционные невероятности. Предположим, что эволюция возможна/была возможна, какой бы вероятной или маловероятной она ни была. Другими словами, объявление неправдоподобности из-за эволюционных ограничений выходит за рамки этого вопроса.

Существуют ли какие-либо известные аспекты биологии реального мира, которые запрещают существование такого существа? Если так, то кто они? Если нет, то какую форму, скорее всего, примет это существо в рамках этих параметров?

Полеты в вингсьюте - это реальная вещь... Не фантазия. «При обучении пилоты вингсьютов могут достичь устойчивого аэродинамического качества 2,5: 1 или более». (Википедия)
@AlexP Да, и это часть моего вдохновения на этот вопрос. Однако вингсьюты определенно не являются биологически частью животного/существа, использующего их, и я не могу с полной уверенностью совершить скачок от синтетической уверенности к биологической правдоподобности.
Вы не видите много кадров летающих в вингсьюте, приземляющихся в режиме вингсьюта, что является важным соображением. Обычно для этого используют какой-нибудь парашют.
@StarfishPrime Да, я помню, было какое-то видео, на котором кто-то приземлялся в воду из вингсьюта, но на самом деле это была просто хорошая операторская работа и некоторая постановка.
@AlexP И я вижу, что коэффициент планирования северной белки-летяги составляет 1,98 или около того, что делает вингсьюты более впечатляющими, чем я ожидал. Во всяком случае, для планирующей части. en.wikipedia.org/wiki/Северная_летающая_белка
@notovny Да, я нашел тот же номер. А еще я нашел 3.1 для северных летяг. Я полагал, что «2» было разумным, поскольку это хорошее круглое число, и оно близко к нижнему пределу реальных чисел природы (которые я мог найти), чтобы дать ему наилучшие шансы быть правдоподобным.
@StarfishPrime Я не учитывал влияние приземления, но именно это соображение побудило меня задать вопрос. Выяснить, каких аспектов темы я не знаю, если какой-то из них запрещает правдоподобие
Я не понимаю, почему вы отвергаете пути эволюционного развития, когда белки-летяги вырастают до человеческих размеров, или человекоподобные обитатели деревьев развивают крыловидную поверхность кожи, снижают плотность костей и достигают способности планировать. Дайте ему несколько сотен тысяч поколений.
@CarlWitthoft Прошу прощения за путаницу. Этот пункт не был направлен на отказ от каких-либо эволюционных путей развития. Наоборот, на самом деле он был предназначен для предотвращения аргументов против правдоподобия, основанных на эволюционных соображениях. Я отредактировал вопрос для ясности по этой теме.
На Земле этим видам было бы трудно найти подходящую среду обитания. Обратите внимание, что чем больше обезьяны, тем менее вероятно, что они будут древесными. Орангутанги могут жить на деревьях, но они не прыгают так свободно, как мартышки.

Ответы (2)

Может ли двуногая антропоморфная белка-летяга размером с человека, весом с человека достичь значительных способностей планирования?

Конечно. Как уже упоминалось в комментариях, планирование в вингсьюте — это вещь, самая сложная часть — это приземление .

Вингсьюты, которые являются прямым аналогом биологических патагий, могут достигать приличного коэффициента планирования, но для эффективного функционирования им также требуются довольно высокие скорости, что делает их довольно опасными. Чтобы сделать их правдоподобными в качестве биологической адаптации, нам нужно сделать возможным замедление без дополнительного парашюта и приземление без значительного риска смерти.

Ключом к этому является снижение веса и увеличение площади подъема и подъемной силы на единицу площади, а также улучшение контроля во избежание аварий с травмами. Вы уже получили уменьшенный вес. Итак, давайте посмотрим на повышение эффективности подъема и контроля.

Укорачивать ноги не обязательно — и, в конце концов, укорачивание ног приводит к уменьшению общей площади, по которой можно растянуть патагиум. Но область, образованная более длинными ногами, на самом деле не самая полезная область — если только ноги не расставлены прямо в стороны в полете (типично для белки-летяги, но менее удобно для гуманоидного телосложения), они в основном вносят свой вклад. глубина поверхности скольжения, а не ширина. И широкие, неглубокие крылья лучше подходят для медленных планеров, чем короткие, глубокие крылья. Таким образом, укорачивание ног поможет вам достичь желаемого веса без существенного ущерба для подъемной силы при скольжении. Опять же, мы уже знаем, что вингсьюты в основном работают., так что точное количество изменений на самом деле не имеет решающего значения — делайте столько, сколько хотите, и каждый бит поможет.

Удлинение рук может только помочь. Уже существуют человекообразные обезьяны, у которых руки свисают от плеч до земли или даже дальше, так что очевидно, что это находится в пределах того, что может вместить человекоподобное телосложение. Однако, если вы хотите сохранить пропорции, близкие к «настоящим человеческим», есть еще один вариант, который также помогает держать подъемную мембрану в сложенном виде, когда она не используется: вытяните мизинец. У вас все еще есть 3 пальца и большой палец, оставшиеся для нормального человеческого использования, и когда вы не скользите, удлиненный мизинец может быть сложен на предплечье вместе со свернутой скользящей мембраной. Это дает вам 50-процентное увеличение ширины крыла, прежде чем вы внесете какие-либо изменения в пропорциональную длину рычага. Добавление еще трех шарниров к передней кромке подъемной поверхности также дает вам значительно больший контроль на более высоких скоростях, уменьшая неотъемлемую опасность планирования в человеческом масштабе и облегчая безопасное приземление, бег или приземление на скоростях, близких к вингсьюту. . Приземления с разбега, конечно, было бы проще, если бы вы сохранили более длинные ноги. При посадке на насест потребуется целевая поверхность, которая находится на подходящей высоте, чтобы планер мог снизить скорость налезть к нему, а затем хвататься.

Итак, мои ожидания от формы такого существа были бы:

  1. Слегка, но не сильно, укорочены ноги, чтобы помочь снизить вес без существенного негативного влияния на способность к бегу.
  2. Слегка, но не сильно, удлиненные руки, возможно, доходящие до длины колен, а не до бедер. Это немного увеличивает ширину крыла, не слишком увеличивая вес, создаваемый костями рук.
  3. Дополнительную ширину крыла обеспечивает модифицированный мизинец, который складывается вдоль предплечья до локтя.

Существо будет летать в основном как планер в вингсьюте, но с немного меньшей средней скоростью из-за увеличенной ширины крыла и с лучшим контролем, обеспечиваемым дополнительными суставами пальцев вдоль передней кромки крыла. Конечно, они могли бы достичь более высоких скоростей, если бы захотели, просто откинув мизинец назад во время полета, чтобы уменьшить сопротивление. Идеальные посадки будут достигнуты за счет

  1. Подбрасывать тело вверх и карабкаться на максимальной скорости, прежде чем схватиться за поверхность на удобной высоте. Это хорошо для приземления на деревья, скалы, поднимающиеся склоны и т. д.
  2. Опускание тела почти до вертикального положения и направление мизинцев вперед для создания большой силы сопротивления при минимальной подъемной силе, быстрой скорости сброса и обеспечения контакта с землей при беге.

Несколько менее элегантная посадка может быть достигнута за счет максимально широкого расширения поверхности скольжения, чтобы снизить скорость у земли, а затем выполнения «подбора и вращения».

Костюмы крыла были предложены как разрешение парадокса Ферми. xkcd.com/962
Вингсьют не пойдет. При планировании человек в вингсьюте по-прежнему падает вертикально со скоростью около 40 миль в час (и движется вперед со скоростью 100 миль в час). Это эквивалентно падению с высоты 53 фута и, скорее всего, разобьёт или убьет вас при ударе. Кроме того, вингсьют даже не будет летать, пока вы не упадете с высоты не менее 334 футов.
@DanHanson В вопросе не указана минимальная высота точки запуска, поэтому необходимость падения не менее 334 футов не должна быть проблемой. Снижение вертикальной скорости перед приземлением действительно проблема, но именно для этого нужно увеличить площадь подъема более чем на 50% и приземлиться на насест.

Предполагая, что эти будущие люди должны приземлиться на землю и/или схватиться за деревья или что-то еще (например, белок), ответ таков, что это, вероятно, невозможно.

Вингсьюты ближе всего к тому, о чем вы говорите, а самая медленная вертикальная скорость, с которой может справиться вингсьютист, составляет около 40 миль в час. Достижение коэффициента планирования 2-1 может быть достигнуто (даже человек без вингсьюта может немного планировать), если вы двигаетесь достаточно быстро. Проблема останавливается.

Вот некоторые цифры: Вингсьют скользит со скоростью около 100 миль в час. Чтобы достичь такой скорости, необходимо спуститься вниз с высоты 334 фута. При наилучшем скольжении парашютист в вингсьюте падает на землю с горизонтальной скоростью 100 миль в час и вертикальной скоростью 40 миль в час — примерно со скоростью, достигаемой при падении с высоты 53 фута. Это, скорее всего, будет фатальным. И полеты в вингсьюте имеют пугающе высокий уровень смертности, хотя каждое приземление должно происходить на парашюте. Случайный контакт летчика в вингсьюте с землей почти всегда приводит к летальному исходу.

Есть парень по имени «Джетмен», который построил костюм с жестким крылом шириной 12 футов. К нему прикреплены четыре реактивных двигателя, и он может летать со скоростью около 180 миль в час. Но даже с длинным крылом ему приходится использовать парашют, чтобы приземлиться.

Если вы хотите, чтобы ваши люди скользили и приземлялись со скоростью, которая не ломала кости, вы не станете намного меньше, чем аппарат типа дельтаплана с крылом Рогалло.

Если ваши будущие люди используют свое планирование с очень высоких скал или самолетов, и они используют свое планирование только для того, чтобы добраться до точки, где они могут нырнуть в воду или что-то еще, то, возможно, кожные лоскуты, подобные вингсьютам, будут работать.

Но если вы представляете себе, как они прыгают с дерева на дерево или могут скользить и приземляться на землю, я не верю, что любая комбинация ваших требований сработает. Как минимум, я думаю, вам понадобится конструкция типа крыла Рогалло с размахом не менее 12 футов или традиционное крыло длиной 18 футов или более, чтобы получить приемлемую скорость снижения для посадки.

Введите в поиск «планеры, запускаемые с ног», «самый маленький дельтаплан» и «самый маленький планер», и вы увидите множество примеров очень маленьких летательных аппаратов. К сожалению, ни один из них не соответствует вашим требованиям.