Adaptaciones de un Dragón Muy Específico a esta Combinación de Gran Tamaño y Vuelo

Para empezar, permítanme definir con más cuidado lo que estoy preguntando. Por ahora no me preocupa nada de lo siguiente, ya que si esta pregunta se responde, se cubrirá en preguntas posteriores:

  • La aerodinámica o factibilidad de su vuelo, cubierta aquí

  • Requerimientos metabólicos.

  • Cómo evolucionó tal criatura o la plausibilidad de la misma.

Lo que estoy preguntando es: ¿Qué tan bien funcionarán las adaptaciones propuestas y qué otras adaptaciones puede necesitar el dragón?

Pensé que ya sea que mi dragón pudiera despegar o no, esta pregunta y las respuestas posteriores podrían proporcionar la base para otros que vengan a este sitio que estén interesados ​​​​en diseñar grandes criaturas voladoras.

Advertencia - Matemáticas por delante - Advertencia - Producto de alguien con demasiado tiempo libre

Un dibujo del dragón en cuestión.ingrese la descripción de la imagen aquí

Altura: 6,5 metros

Longitud: 19 metros

Volumen: 11,9 metros cúbicos

Volumen de cabeza/cuello: 1,3 metros cúbicos

Densidad media: 0,614 g/cm^3*

Peso: 7310 kilogramos

Envergadura: 38 metros

Área del ala: 304 metros cuadrados

Carga alar: 23 kg/m^2

Alas + Piernas + Sección transversal del músculo de la cola: 43,000 cm ^ 2

Fuerza muscular*** newtons/cm^2: 35 n/cm^2

Alas+Piernas+Cola fuerza muscular: 1,474,900 watts

Tiempo de despegue: 1 segundo

Altura saltada en el despegue**: 20,6 metros

Fuerza de despegue en el cuerpo: 2.1 gravedades

Sección transversal del músculo del ala: 21,600 cm ^ 2

Fuerza muscular del ala: 756.000 vatios

Tiempo de aleta: 2 segundos

Aceleración de flaps**: 21 metros por segundo

Adaptaciones Facilitando Gran Tamaño + Vuelo:

Minerales que dan fuerza en los huesos reemplazados por espuma de grafeno, lo que aumenta enormemente la fuerza y ​​reduce la densidad de 700 kg/m^3 (densidad de las aves) a 650 kg/m^3.*

El colágeno se reemplazó por un material similar a la seda de araña de la dragalina, lo que aumenta enormemente la resistencia y reduce la densidad de 650 kg/m^3 a 614 kg/m^3.**

Los nanotubos de carbono trabajaron en el sistema nervioso, lo que permitió una mayor velocidad de transmisión de la señal. Y en el tejido conectivo donde permitiría una mayor rigidez que la adaptación de la línea de arrastre.

Pulmones Como los de un ave, considerablemente más eficientes en el intercambio de gases que la mayoría de los pulmones de los tetrápodos.

Debido a la mayor fuerza del tejido conectivo, el patagium puede permanecer bastante delgado, lo que permite que se produzca un intercambio de gases en el área del ala, como ocurre en los murciélagos.

¿Hay algún problema con estas adaptaciones o funcionarán como esperaba? ¿Qué otras adaptaciones podría necesitar el dragón para sobrevivir y funcionar como un organismo volador tan grande?

*El cuerpo es ~15 % hueso, que es ~50 % mineral, cuyo constituyente principal es calcio, con una densidad de 1,54 g/cm^3, a diferencia de la espuma de grafeno con una densidad de 0,06 g/cm^3 .

** El cuerpo del dragón debe tener ~16 % de proteína, ~35 % de la cual es colágeno. El colágeno tiene una densidad de 5 g/cm^3, a diferencia de la densidad de la seda de dragalina, de 1,3 g/cm^3.

Pregunta: ¿Qué tan bien funcionarán mis adaptaciones propuestas y qué otras adaptaciones puede necesitar el dragón?

Sugiero eliminar la etiqueta de ciencia dura, porque esto hará que su pregunta sea efectivamente imposible de responder, y reemplácela con la etiqueta basada en la ciencia. La ciencia dura requiere citas y ecuaciones, estas no son necesarias para su pregunta.
@a4android servirá.
Su diagrama en realidad me recuerda a diagramas similares del Quetzalcoatlus (aunque la envergadura es casi 4x). Una modificación adicional que podrías hacer es simplemente estirar un poco más las alas.
@MichaelRichardson aunque aumentar la envergadura y, por lo tanto, el área del ala reduciría la carga alar y aumentaría la sustentación, si sigue el enlace en la parte superior de la publicación, encontrará mi pregunta sobre la aerodinámica. Por lo que puedo decir, las alas del dragón son más que suficientes, así que las trataré como tales a menos que alguien pueda proporcionar razones por las que no estarían en el hilo mencionado anteriormente. Simplemente quiero evitar que el dragón sea difícil de manejar, y creo que donde está ahora es un buen equilibrio.
Probablemente ya hayas visto esto, pero... worldbuilding.stackexchange.com/questions/30184/…
@ErinThursby, como se indicó al principio de la publicación, la aerodinámica se puede abordar aquí, worldbuilding.stackexchange.com/q/76422/18511 . Aunque aprecio el enlace porque me había olvidado de eso, he hecho algunos cálculos bastante completos con respecto al área del ala y la sustentación, y hasta ahora nadie ha comentado ningún problema al respecto.
@MyrddenWyllt sí, no veo ningún problema matemático, pero como estaba hablando de su pregunta como un recurso para aquellos que buscan construir grandes criaturas aladas, pensé en agregarlo a la mezcla.
Una pregunta que quizás quieras considerar es qué tipo de volador quieres que sea tu dragón, en este momento está construido como un volante de alta potencia, baja velocidad y alta maniobrabilidad. Si quieres que se eleve, es posible que desees alas más largas y estrechas. jeb.biologists.org/content/218/5/653

Respuestas (2)

Esto no es un dragón. este es un avion

Esta serie de preguntas es fundamentalmente defectuosa. Lo que tenemos aquí es una entidad de 7 toneladas con forma de pájaro, con miembros estructurales hechos de materiales exóticos ("espuma de grafeno"), con superficies de vuelo hechas de seda, con conductos de señales hechos de nanotubos de carbono, capaz de producir 2600 caballo de fuerza. Este es un avión , no una entidad biológica.

Sí, sabemos que aviones de este tamaño pueden volar, de eso no hay duda. No, no hay forma de que esto sea un ser vivo. Los seres vivos no están hechos de espuma de grafeno.

2 MW (2600 hp) son 478 kcal/seg. Digamos que en vuelo la entidad utiliza un 50% de potencia máxima; eso es alrededor de 240 kcal/seg. Los músculos tienen una eficiencia de alrededor del 20%, es decir, para producir 1 W de potencia mecánica consumen 5 W de energía química, de los cuales 4 W se disipan en forma de calor. Digamos que el dragón tiene mejores músculos con un 33% de eficiencia, y digamos que come tocino (5000 kcal por kilogramo). Para cinco minutos de vuelo el dragón necesita 300 × 240 / 0,33 = 216 000 kcal, o unos 43 kg de tocino (o 80 kg de cordero): necesita comer un cerdo para 5 minutos de vuelo. Debe disipar 2 MW; digamos que tiene un excelente sistema de transferencia de calor capaz de disipar 40 W/m² por grado centígrado, y tiene 400 m² de área disponible: la diferencia de temperatura entre la sangre y el aire tendría que ser 2 000 000 / 40 / 400 = 125°C; si el aire esta a 20°C entonces la sangre debe estar a 145°C...

Y eso está por encima y más allá de su metabolismo basal; por necesidad debe ser de sangre caliente para poder regular su temperatura interna; un animal de sangre caliente de 7 toneladas disipa alrededor de 7 kW (1,67 kcal/seg) en reposo . En un día requiere 24 × 3600 × 1,67 = 144 516 kcal, o alrededor de 30 kg de tocino (o 60 kg de cordero) por día solo para seguir viviendo .

Para ser justos, los números de caballos de fuerza se alcanzan completamente a través de matemáticas basadas en la fuerza muscular humana. Dado que la espuma de grafeno es un material compuesto completamente de carbono, parecía un material plausible para dar fuerza a los huesos, por lo que es una buena razón para que no lo sea, me interesaría escucharlo. En cuanto a la seda de araña, es un material fibroso compuesto principalmente de proteínas, al igual que el colágeno. Y los nanotubos de carbono, como el grafeno, son completamente de carbono, por lo que es un problema con una entidad biológica que pueda producirlos, que es mucho más relevante que cualquier similitud con el cableado.
De hecho, parece que la disipación de calor sería un problema, y ​​eso está dentro del alcance de la pregunta, cómo o si podría o no superarse es algo que me alegra que haya abordado. Sin embargo, dije específicamente que no me preocupaban los requisitos metabólicos en este momento.
@MyrddenWyllt: El problema es que los seres vivos no producen grafeno ni nanotubos de carbono. No producen telas tejidas. Simplemente no lo hacen. Ninguno de los procesos conocidos para hacer nanotunes de grafeno o carbono es similar a algo biológico.
La seda no se tejería, sino que se arreglaría de manera muy similar a la estructura de colágeno que reemplaza. Si, como usted dice, no hay forma de producir nanomateriales de carbono a través de un proceso biológico, es mucho más útil decirme que ningún organismo lo hace actualmente. Si tienes alguna objeción a algún aspecto dado del dragón, está bien, puse esto aquí principalmente para escuchar las objeciones de la gente. Solo aprecio ver el razonamiento detrás de la información que me dan.
Quetzalcoatlus era más grande que un Cessna (aunque más pequeño que el dragón de OP).
@cobaltduck: Quetzalcoatlus tenía de 70 a 250 kg para una envergadura de 10 a 12 metros. El dragón del OP tiene 7000 kg para una envergadura de 38 metros: es de 25 a 100 veces más pesado y de 27 a 54 veces más voluminoso. Este tipo de diferencia de tamaño importa bastante.
Aunque sus cálculos son impresionantes, en realidad solo necesitamos un aleteo activo mientras ajustamos la velocidad o la altura. De lo contrario, esta cosa debería poder deslizarse de manera bastante eficiente, por lo que un cerdo podría ser suficiente para hasta 30 minutos de vuelo, ¿que debería ser suficiente para cazar más cerdos?
@dot_Sp0T: El planeo "eficiente" significa una cosa para un planeador ligero y otra muy distinta para un dragón de siete toneladas... Quetzalcoatlus podría haber podido volar usando corrientes térmicas, el dragón de siete toneladas mucho menos.
@ dot_Sp0T - "esta cosa debería poder deslizarse de manera bastante eficiente" No es ni remotamente cierto. El planeo eficiente requiere alas de alta relación de aspecto, y ese no es el caso aquí. Además, la carga alar es de 24 kg/m^2, que está por encima del rango que se encuentra en las aves existentes. Finalmente, los planeadores grandes suelen usar ranuras profundas en las alas para reducir la resistencia, y las alas del dragón son incapaces de hacerlo. Así que nada de deslizamiento.

Agregar grafeno fortalecerá los huesos, pero no los hará más livianos.

No puede reducir el peso del animal cambiando el material óseo porque entonces necesita almacenar ese calcio y fósforo de alguna otra manera, no puede eliminarlos solo moverlos. Los seres vivos con músculos necesitan un rango muy estrecho de concentración de calcio en el cuerpo para funcionar. Tener una masa sólida de calcio distribuida por todo el cuerpo es la forma más eficiente de hacerlo. Los dinosaurios, las aves y los pterosaurios ahuecan los huesos para crear una estructura más grande con el mismo peso, la relación total entre el área de la superficie ósea y la masa corporal sigue siendo la misma . De hecho, realmente no puede cambiar mucho esa proporción porque el área de la superficie ósea (expuesta al tejido corporal) no puede cambiar mucho. http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/03/13/rspb.2010.0117.short

Entonces tus huesos de dragón serán más fuertes, pero no perderás peso.

Adaptaciones de un Dragón Muy Específico a esta Combinación de Gran Tamaño y Vuelo
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v