¿Condiciones de formación de hielo para el vuelo del dragón?

Estoy trabajando en algunas preguntas de física para montar dragones, principalmente en relación con los cambios de temperatura a diferentes altitudes y cómo eso podría poner en peligro a los dragones y sus jinetes. Recientemente comencé a preguntarme si el "problema de formación de hielo" de Iron Man podría afectar a los dragones, donde la acumulación de hielo se convertiría en un problema durante los vuelos largos, especialmente en invierno. Sin embargo, no tengo una buena formación en las ramas relevantes de la física. ¿Alguien puede aclarar esto?

Las alas de las aves pueden ocasionalmente sufrir de formación de hielo que conduce a la pérdida de sustentación. Algunas aves, como los pingüinos , usan una cubierta aceitosa hidrofóbica natural en sus plumas que las hace inmunes a la formación de hielo.
¿A qué tipo de altitud volaría y tendría algún equipo que pudiera ayudar a mitigar esta formación de hielo? Del mismo modo, ¿sus dragones tienen alguna propiedad que ayudaría o empeoraría las cosas? (Supongo que estás en un planeta similar a la Tierra)
¿Pueden tus dragones mantenerse con los pies hacia abajo y la cabeza hacia arriba mientras vuelan en las nubes?
Al volar a través de las nubes, pequeñas gotas de agua golpean al dragón y se congela. Creo que inscribes a tu dragón en cursos sobre cómo manejar la pérdida aerodinámica en pleno vuelo, los módulos incluyen sacudir y lamer, etc.

Respuestas (2)

Lo dudo seriamente, por las siguientes razones.

1) La formación de hielo de Iron Man fue más una función de la altitud. Algo tan grande como un Dragón no podrá llegar tan alto. Es una criatura enorme y en lo alto, las alas no podrán generar suficiente fuerza hacia abajo desde un aleteo para sostener el vuelo. Además, a esa altitud, el aire es tan delgado que la bestia no podrá respirar. Aletear alas tan grandes consumirá enormes cantidades de calorías y oxígeno. Allá arriba, el oxígeno no va a estar disponible. Solo podemos volar en aviones a las altitudes que hacemos porque básicamente son latas selladas que mantienen la misma presión de una elevación mucho más baja.

2) Las alas de los aviones tienen un borde de ataque que se calienta. Eso reduce los problemas de formación de hielo en altitudes más bajas con mal tiempo. Las alas de dragón, tradicionalmente, son piel desnuda. Las aves pueden perder sustentación con el frío, pero eso se debe a la formación de hielo en las plumas. La piel desnuda tendrá vasos sanguíneos que proporcionarán calor a la superficie.

3) Los dragones son tradicionalmente astutos. Lo sentimos, pero es poco probable que un Dragón sea lo suficientemente tonto como para intentar volar cuando hace suficiente frío como para abrumar las propiedades naturales de deshielo. eso también se aplica a ir lo suficientemente alto como para que la temperatura baje tanto.

4) Baja presión de aire significa menor punto de ebullición del agua. Para que coincida con la sangre humana, esto sucede a unos 63000 pies. Una criatura de sangre caliente tendría la sangre literalmente hirviendo. Eso no es una cosa sobrevivible que le suceda a nada.

5) Me imagino que, como los pingüinos, la evolución agregaría aceites hidrofóbicos a la piel del dragón. (Gracias AlexP)

6) Porque Magia.

En resumen, los dragones no tendrán el problema de la formación de hielo porque no volarán lo suficientemente alto, no serán lo suficientemente tontos como para quedar atrapados en el mal tiempo y tendrán mecanismos que la evolución y la magia le han dado para evitar el problema.

Es un gran ejercicio de pensamiento.

1) Puede haber formación de hielo a bajas altitudes; lo llamamos "precipitación helada" (FZDZ o FZRA en METARese). 2) Volar más alto en realidad puede ser una solución para la formación de hielo: la formación de hielo en el aire ocurre en capas relativamente estrechas, ya que básicamente requiere condiciones de temperatura de Goldilocks (ni demasiado cálido ni demasiado frío). 3) El calentamiento de los vasos sanguíneos probablemente no sea suficiente dada la superficie y la cantidad de calor necesaria, especialmente en las partes más severas de la capa de hielo.
@Shalvenay Buen punto sobre la formación de hielo a baja altitud. Pero luego me imagino que un dragón se encontraría en ese tipo de situación, diría "al diablo con esto para un juego de soldados" y bajaría antes de que se convirtiera en un problema.
FZRA o FZDZ se llama precipitación porque llega a la superficie; en ese caso, probablemente irían más alto para superar la capa de hielo.

Las alas heladas no funcionan

Las alas pierden sustentación en condiciones de formación de hielo porque el hielo cambia las propiedades del ala , lo que hace que se vuelva menos capaz de producir sustentación. Este es un efecto mucho más dramático de lo que parece al principio: incluso una capa de hielo similar al papel de lija producirá una caída masiva en la capacidad de sustentación debido a que el aire golpea los parches ásperos y se separa del ala de manera turbulenta.

Sin embargo, colocar el hielo allí es más difícil de lo que parece.

Sin embargo, para que se forme hielo en el ala, se necesitan gotas de agua suspendidas en el aire que estén lo suficientemente frías como para congelarse al contacto con la superficie del ala. Si no están lo suficientemente fríos, no se congelan. Si están demasiado fríos, ya se han convertido en cristales de hielo y simplemente rebotan, sin hacerle nada al ala. Cuanto mayor sea la densidad de las gotas y/o más grandes sean las gotas, más hielo se acumulará.

Contrarrestar el hielo con agua

Hay tres enfoques básicos para contrarrestar el problema de la formación de hielo durante el vuelo (la formación de hielo en el suelo sería trivial para un dragón, por lo que no lo cubriremos aquí):

  • Caliente el borde de ataque del ala (la parte más crítica) para que las gotas de agua no se adhieran a él; sin embargo, esto requiere bastante calor, debido al alto calor específico del agua y al hecho de que a bajas velocidades, el enfriamiento por estela del ala va a abrumar cualquier aumento de carnero presente. (Es lo que hacen los aviones).
  • Coloque algo en el borde de ataque que se expanda y se contraiga, rompiendo mecánicamente el hielo. (Esta es la "bota de deshielo" que se encuentra en la mayoría de los aviones de hélice que pueden volar hacia la formación de hielo).
  • Haz que el ala emita una sustancia que reduzca el punto de congelación del agua. (Este es el llamado sistema de "ala llorona", que utiliza un líquido anticongelante).

Dado que la mayoría de los dragones probablemente tendrían otros problemas si su sangre pudiera proporcionar la cantidad de calor que produce el aire de purga del motor a reacción, y un sistema mecánico probablemente sería bastante agotador para un dragón que ya tiene una gran necesidad de energía, sugeriría un " sistema de "ala llorando".

En esto, el dragón habría desarrollado glándulas a lo largo del borde de ataque del ala que secretan un fluido hidrofóbico y/o depresor de la congelación que reduce el punto de congelación de las gotas de agua muy por debajo de las condiciones en las que se pueden encontrar gotas de agua líquida en vuelo. Como resultado, el agua que incide sobre el ala permanece líquida y simplemente sale volando como cualquier otra gota de lluvia.

Pero, esto puede ser discutible de todos modos

Una cosa sobre la formación de hielo es que requiere humedad. ¿Adivina en qué forma está esta humedad?

Es una nube , por supuesto (a menos que en realidad esté cayendo del cielo en forma de lluvia helada). Y volar hacia una nube en un día de verano sin hielo que lo amenace ya es un desafío importante debido a la falta de una referencia de horizonte visual. A menos que sus dragones tengan oídos internos altamente evolucionados que puedan proporcionarles referencias de actitud tridimensionales confiables, tendrían que mantenerse alejados de las nubes y la lluvia, lo que automáticamente los mantiene libres de hielo.