¿Es posible que un skelecopter vuele?

Las fuerzas no son tan malas, pero las velocidades que debes alcanzar para lograr esas fuerzas son bastante altas.

No pude encontrar una fuente confiable para la masa de un esqueleto, pero encontré una sugerencia de que un esqueleto es del 30 al 40% de su peso corporal. Por lo tanto, para un ser humano de 80 kg, el esqueleto es aproximadamente$24kg$, Da o toma. Esto significa que, para contrarrestar la gravedad, necesitarás$24kg\cdot9.8\frac{m}{s^2}=235N$de fuerza Ahora voy a hacer una afirmación ondulada y sugerir que las manos son la única parte que importa (har har). ¿Por qué? Porque la velocidad a la que viaja cada parte por el aire es muy importante. Cuanto más cerca esté del núcleo, menos sustentación podrá obtener a cualquier velocidad de revolución. Además, las manos son bonitas y grandes en comparación con los huesos de los brazos, así que entre su tamaño y posición, espero que representen gran parte del levantamiento.

Una mano humana es $0.054m^2$en la zona. Si tiene esa mano en un ángulo de 45 grados para recoger mejor el viento, presentará aproximadamente un$0.038m^2$área al viento, y así ambas manos juntas presentan un área$a=0.076m^2$. Ahora podemos combinar esto con la densidad del aire,$\rho=1.225\frac{kg}{m^3}$, y la ecuación para la fuerza del aire empujado hacia abajo,$F=av\rho$para averiguar qué tan rápido tenemos que ir. Resolviendo para la velocidad obtenemos$v=\frac{F}{a\rho} = 252m/s$

Guau, eso es rápido. Incluso si eliminamos algunos de los factores de engaño, todavía estás hablando de esqueletos girando a más de 2000 rpm. Por lo general, nos gusta el acero fundido para esas velocidades, no el hueso.

La solución natural a eso sería darles aletas. Si sostuvieran una pieza plana de material en cada mano para aumentar su área de superficie, podrían reducir rápidamente esos requisitos de velocidad. Sin embargo, solo el área cruda de los huesos no lo cortará.

En cuanto al rotor de cola, si tuviera un esqueleto en el aire, definitivamente lo necesitaría. Ley de Netwon: toda acción tiene una reacción igual y opuesta. A menos que tu magia infrinja las leyes de la física, la torsión para girar la columna, la caja torácica y los brazos tendrá que coincidir con una torsión en la pelvis y las piernas. Esto es como lo que sucede en un helicóptero real. Las palas proporcionan torque y el cuerpo del helicóptero intenta ir en la dirección opuesta.

Pero, ¿y si las piernas giraran en la dirección opuesta? ¿Qué pasaría si los brazos giraran en un sentido y las piernas en el otro?

De hecho, fabricamos helicópteros que tienen palas que giran en sentido contrario. Por lo general, esto elimina la necesidad de un rotor de cola. También duplica la sustentación que puede proporcionar a cualquier rpm dado, porque tiene el doble de extremidades en el viento.

Entonces, ¿qué sucede si llevamos esto al extremo? El hueso puede soportar aproximadamente 120 MPa de fuerza de tensión antes de separarse. Digamos que los brazos y las piernas representan aproximadamente un tercio de la masa total del esqueleto, dejando cada extremidad en un promedio de$2kg$. El fémur, en su punto más pequeño es$3.6\cdot10^{–4}m^2$. Esto significa que el fémur se romperá aproximadamente$43kN$. Si estamos girando para que esto suceda, la mayor parte de esa fuerza proviene de la fuerza centrípeta,$F=\frac{mv^2}{r}$, así que averigüemos qué tan rápido podemos estar viajando.$v=\sqrt{\frac{Fr}{m}} = 146\frac{m}{s}$

Bueno, seré el tío de un mono. Recuerda cómo necesitábamos$252m/s$usando solo nuestras manos? Bueno, ahora tenemos el doble de extremidades, por lo que necesitamos la mitad de esa velocidad:$126m/s$. ¡Eso está bajo la fuerza de tracción del fémur! Solo estoy considerando la elevación de las manos y los pies en esto. Si añadimos la elevación de los huesos del brazo y la pierna, apuesto a que podemos construir un margen de seguridad (lo cual es bueno, porque los huesos del brazo son más débiles que el fémur, ¡así que se romperán antes)!

Ahora aterrizar va a ser una plaga. Tus piernas están preocupadas. ¡Se lo dejaré a tus magos!

¡Creo que en realidad he visto esto antes! Si la memoria no me falla, la respuesta que encontraron fue unir dos brazos adicionales a la parte posterior del esqueleto y hacer que, a su vez, giraran una "cadena" de manos para generar sustentación. Como hay dos cuchillas, puede girar e inclinar. Además, los brazos adicionales se pueden usar como armas una vez que aterrizan, dejando libres ambos brazos normales. El único problema es que esto deja muchos esqueletos sin brazos, pero dado lo increíblemente letal y eficiente que es el infame esqueleto, es probable que esto no sea un problema por mucho tiempo;)

¡Lo encontré!

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