¿Cómo se desarrollarían las aeronaves y la vida aérea en un planeta de alta gravedad y baja atmósfera?

Estoy (lentamente) trabajando en un mundo de semi ciencia ficción, ambientado en un nivel tecnológico similar a la Segunda Guerra Mundial (Semi ciencia ficción es la forma en que llegaron a este mundo). Excepto en este mundo, los aviones se desarrollaron mucho más tarde y los acorazados todavía gobiernan los mares.

En mi investigación, he visto que la flotabilidad generalmente no se ve afectada por la gravedad: el USS Iowa aún flotará en prácticamente cualquier cuerpo de agua líquida, hasta el punto en que la alta gravedad causa problemas estructurales o la baja gravedad hace que sucedan cosas raras.

Los aviones, sin embargo, se ven afectados por una multitud de cosas. Lo primero que pensé en desacelerar su desarrollo fue impulsar la disponibilidad de grandes cantidades de aluminio más adelante, pero la historia muestra que una vez que despegaron, no hay mucho que los detenga. Todavía me quedo con esto, pero es una consideración menor. Más allá de los materiales de construcción, está el diseño: algo que se vería afectado por la diferente gravedad y la diferente presión atmosférica. Una gravedad más alta significa que un avión existente tendría que volar más rápido o a través de aire más denso, y de cualquier manera requeriría más potencia para volar.

El mundo que estoy construyendo tiene una gravedad alta, alrededor de 1.2G-1.3G. No mucho, ya que todavía quiero que los humanos sean, bueno, humanos. También tiene una presión atmosférica más baja que la Tierra, alrededor del 65-75%. Esto significaría una mayor presión parcial de oxígeno para mantenerse al día con la biología de la Tierra, pero nuevamente, me gustaría que los humanos fueran humanos. En cuanto a otros componentes de la atmósfera, apunto a una composición mayormente similar a la terrestre, quizás con un poco más de amarillo en el cielo.

Entonces, ahora que tenemos la configuración del mundo, tengo dos preguntas principales relacionadas:

1 - ¿En qué se diferenciaría un avión más pesado que el aire en este planeta de alta gravedad y baja atmósfera de un avión terrestre? Supongo que necesitarían alas más grandes y motores más potentes que los primeros aviones, pero aunque entiendo la mayoría de los conceptos básicos del diseño y funcionamiento de los aviones, no soy ingeniero aeronáutico.

2 - ¿Cómo se desarrollarían los bichos voladores en un planeta así? ¿Se desarrollarían criaturas voladoras? El lugar está diseñado intencionalmente para hacer que volar sea más difícil, pero ¿haría eso imposible que se desarrollen cosas como pájaros y murciélagos? ¿Qué pasa con las cosas más pequeñas como los insectos? ¿Y cómo afectaría esto a las plantas? Dado que muchas plantas de la Tierra usan insectos para la polinización, ¿de qué tendrían que depender sin esto? También tenga en cuenta que solo estoy usando pájaros/murciélagos/insectos como análogos. Los planetas alienígenas, por supuesto, desarrollarían algunas criaturas bastante extrañas que pueden no ser exactamente un insecto o un pájaro, pero ocupan un nicho similar en la ecología.

Creo que aquí tienes un problema de credibilidad. Más gravedad crearía una atmósfera más densa.
No exactamente. La gravedad no está 100% relacionada con la atmósfera. Sí, si tomaras la Tierra y aumentaras la gravedad al 120-130%, terminarías con una atmósfera más espesa. Sin embargo, ese no es siempre el caso: Titán tiene una gravedad similar a la Luna, pero uno tiene una atmósfera súper espesa y el otro no. De manera similar, Venus y la Tierra tienen atmósferas muy diferentes.
si los aviones terrestres fueran palomas de acero, tus aviones tendrían que ser albatros de papel
Menos aire = menos resistencia, que es un aspecto importante que define el tamaño del ala. Una búsqueda de imágenes en Google para un avión de gran altitud te da muchas alas largas increíblemente delgadas, las más cortas que jamás hayas visto, mientras que los aviones de baja altitud parecen tener alas más cortas y rechonchas. No tengo nada con qué crear una respuesta, pero estos ejemplos del mundo real parecen contraer la idea lógica de "alas enormes".
Hice una pregunta similar a esta y recibí excelentes respuestas. Si alguien todavía se pregunta o alguien en el futuro tiene una pregunta similar, aquí está el enlace a la mía para que ambos puedan ser útiles para la posteridad .

Respuestas (3)

L = ( 1 / 2 ) d v 2 s
esto significa: Ascensor (en newtons) = la mitad x densidad (densidad del aire en (kg/m^3) que es aproximadamente 1,2 al nivel del mar terrestre a 20 grados centígrados y aproximadamente 0,84 en el nivel del mar de su planeta al mismo nivel. El La altitud de crucero más alta de un spitfire (un avión icónico de la Segunda Guerra Mundial) es de aproximadamente 9,144 km, lo que significa que la densidad del aire sería de aproximadamente 0,4671 en la Tierra y 0,3270 en su planeta) x velocidad (en km/h) al cuadrado (la velocidad promedio de un spitfire sería alrededor de 400 km/h) x área de referencia (área del ala en m^2 (un spitfire es de aproximadamente 22,48)) x algo más de lo que probablemente no tengamos que preocuparnos, así que lo dejé fuera de la ecuación. Siempre debemos recordar que Ascensor = Peso (el peso de un spitfire en la tierra es 29430 newtons en la tierra y 38259 en tu planeta).

Entonces, hay varias formas en que podría crear un equivalente de escupir fuego en su planeta cambiando las variables. Podrías hacerlo ir muy rápido usando motores a reacción, simplemente podrías hacerlo mucho más liviano o podrías usar alas enormes. El diseño más práctico y efectivo sería usar chorros y hacerlo más ligero, haciéndolo más ágil sin alas largas y endebles. La falta de presión atmosférica significa menos arrastre y te permite hacer diseños más creativos.

En cuanto a las criaturas voladoras, la envergadura de una gaviota en su mundo podría tomar la forma de un albatros. Los insectos voladores serían menos como pequeñas moscas y abejas gordas y más como libélulas con alas largas.

Solo una nota rápida sobre la flora: los árboles en su mundo pueden ser un poco más pequeños que en la Tierra.

En conclusión: los aviones son rápidos y ligeros y los seres vivos tienen grandes alas.

Tendría alas más grandes y podría tener motores más potentes. También para helicópteros. E incluso los globos podrían funcionar.

Algunas comparaciones:

  • Las alas de un avión son bastante pequeñas en comparación con su tamaño. Haz alas más grandes, tendrás más fuerza de elevación, aunque también más arrastre. Esto tendrá que ser compensado por un impulso más fuerte.
  • La mayoría de los aviones de pasajeros vuelan a unos 10 km de altura. Es contra el arrastre. En 10 km, la presión atmosférica es solo alrededor del 25% del nivel del mar, a pesar de que es más rentable volar a baja altura.
  • El caso es el mismo para los helicópteros.
  • Para globos: ya hay globos que van a 53 km de altura , o incluso llevan personas a 40 km de altura .
Los globos definitivamente son algo que sería más fácil de hacer (solo mire la historia). Sin embargo, estaba pensando más en la línea de aviones más pesados ​​​​que el aire, y editaré la pregunta para ser más claro al respecto.

No soy un experto, pero creo que una mayor gravedad daría como resultado una compresión más rápida de las sustancias de carbono (cosas muertas) y, por lo tanto, se produciría más petróleo y otros combustibles fósiles. Esto compensaría la cantidad excesiva de combustible necesaria para impulsar los motores mucho más potentes que se necesitan para volar en ese lugar. En cuanto a la cuestión de las criaturas voladoras, sí, se desarrollarán, pero nos parecerían extraños ya que habrán tenido que adaptarse a la gravedad allí. Probablemente tendrán alas grandes y un cuerpo pequeño para compensar la proporción de masa a propulsor.

Más combustible significa que tienes que tener más potencia y más sustentación. No es necesariamente bueno tener más combustible en una embarcación.