Peso frente a longitud del ala

El enfoque que seguiré para decidir si el Pegasus es posible es analizar el peso frente a la longitud del ala. El primer problema que tengo es encontrar una fuente de datos lo suficientemente buena.

En el pasado (versión anterior de esta respuesta) había utilizado un análisis de terceros basado en datos de Wikipedia. Esta vez obtendré una mejor fuente de datos y una estimación del trabajo por mi cuenta.

Extrayendo los datos

La fuente de datos que encontré es la información publicada por el British Trust for Ornithology . Para extraer los datos, he creado un software personalizado . Usando ese software obtuve los datos sin procesar en los que trabajaré.

Para procesar los datos, utilicé una hoja de cálculo en línea .

Los datos extraídos, una vez seleccionados (entradas eliminadas sin datos suficientes) consisten en 540 puntos de datos correspondientes a promedios de peso y longitud del ala. Estos datos provinieron de múltiples mediciones de los individuos por especie. Estoy ignorando la distribución de esos valores y solo estoy usando el promedio.

Nota: si desea compilar el software, necesita un compilador de C# y mis bibliotecas disponibles en nuget .

Procesando los datos

Una vez seleccionado, hice el siguiente gráfico de los datos:

Parcela Peso (?) vs. Longitud del ala (mm)

En el gráfico podemos ver que algunos de los puntos de datos se encuentran muy cerca del eje horizontal (longitud del ala). El resto de los puntos de datos parecen seguir curvas crecientes.

En realidad, los datos son incorrectos, resulta que algunos datos están en kg y otros en g (mi software no lee las unidades); después de corregir la unidad, tenemos el siguiente gráfico:

Peso de la parcela (g) frente a la longitud del ala (mm)

Mi siguiente paso fue trazar el logaritmo natural de los valores para los mismos puntos de datos. El resultado es el siguiente:

Trazar Ln(Peso(g)) vs. Ln(Longitud del ala(mm))

En este gráfico podemos ver que una función lineal parece ser una buena aproximación.

Recuerde que las alas son al menos tan grandes como se necesitan, y no tan grandes como para aumentar el peso hasta el punto de impedir el vuelo. Por lo tanto, se espera que para cada valor de peso, en realidad exista un rango de tamaños de alas plausibles (el gráfico original también respalda esa idea).

Ajustar a una función lineal

Gráfico del primer grupo + aproximación a una línea

En el gráfico, la línea añadida sigue la ecuación:

Vaya... eso es al revés - por supuesto, tengo peso en la vertical - déjame arreglarlo:

Tenga en cuenta que estamos trabajando con los logaritmos naturales.

Por supuesto, las alas añaden peso al animal. Entonces, usar el peso del animal sin alas es inexacto. Pero debe tenerse en cuenta que, debido al método de estimación, este valor está cerca de la mitad del rango de longitudes de ala válidas. Por lo tanto, consideraré que este método es lo suficientemente bueno.

En caso de duda, BTO define la longitud del ala de la siguiente manera:

Longitud del ala

Cuerda aplanada máxima medida en aves vivas, esta medida será mayor que la del ala natural en reposo, o de las medidas tomadas de pieles de museo (ver Svensson (1992) para más detalles).

Además, es una medida de un solo ala; no debe confundirse con la envergadura.

Informática de caballos

Sujeto 1: Pulgarcita

Thumbelina comparada con un perro.

Pulgarcita, el caballo más pequeño del mundo pesa 26Kg.

Entonces tenemos:

Pero necesitamos gramos, entonces:

A continuación, necesitamos el logaritmo natural para introducirlo en la función que encontramos:

Calculamos Ln(26000) :

Conéctelo en la función:

Calcula eso y tenemos:

Ahora obtenemos la longitud del ala :

Entonces, tenemos una longitud de ala de 11,65 m (38,22 pies) .

¡Eso es ENORME para la pobre Thumbelina!

Otros asuntos

Usaré datos del artículo Estimación del peso de un caballo del Departamento de Industrias Primarias de Australia.

Sujeto 2: Pony anatómicamente correcto (volador)

El pony grande tiene 360 ​​kg. Wolfram|Alphing obtenemos: 106,233559... m (348,535 pies)

Vale, eso es ridículo.

Evolución

Antes de considerar el caso de montar al animal, debemos tener en cuenta que los modos de locomoción no montados habrían evolucionado de forma natural, y luego para montarlo sería necesario domesticarlo. En particular, los criadores seleccionarían los animales más fuertes para la reproducción a fin de que la descendencia fuera lo suficientemente fuerte como para llevar a un ser humano.

El problema de las seis extremidades

Al igual que con los Ángeles anatómicamente correctos, nos encontramos con el problema de los mamíferos de seis extremidades. No hay ejemplos en la naturaleza, y hay razones para creer que la estructura del ADN no lo respalda※; por supuesto, también podría evolucionar una estructura diferente.

※: Los investigadores han creado moscas de la fruta mutadas que tienen patas donde deberían tener antenas . Esto se hizo intercambiando porciones de ADN, lo que sugiere que hay un número limitado de ubicaciones donde puede insertar extremidades en el ADN.

También es digno de mirar la tradición:

Bellerophon en Pegasus lanza la quimera, en un epinetron ático de figura roja, 425–420 a.

La representación anterior da una idea del problema de las seis extremidades, ya que podemos imaginar las alas como ramificaciones de las patas frontales.

También quiero señalar sobre la relación de aspecto del ala, que las diferentes relaciones de aspecto del ala son características de los diferentes estilos de vuelo:

Ejemplos de relación de aspecto de ala

Si Pegasus se usa para la batalla, probablemente tenga una gran agilidad para evitar ataques y acercarse al objetivo desde diferentes ángulos. Por lo tanto, se espera un ala con una proporción similar al cuervo que se muestra en el ejemplo anterior.

Conclusión

Dar alas a los caballos resulta en un tamaño exagerado

No hay forma de evitarlo, si quieres algo que se parezca a un Pegaso, debes evolucionar el caballo para que tenga menos masa. Al igual que el Ángel Anatómicamente Correcto, el Pegaso Anatómicamente Correcto necesita tener huesos más delgados...

El Pegasus anatómicamente correcto tiene dos soluciones:

Puede volar, pero no puedes montarlo porque los huesos son demasiado débiles para sostener a un humano. Puedes montarlo, pero no puede volar, las alas son solo un vestigio ornamental que conservan los criadores.

Encontré buenos puntos en todas las respuestas hasta ahora.

Sin embargo, no estoy de acuerdo con los que dicen que no es posible. Yo digo que es posible.

Creo que, como siempre ocurre con las series anatómicamente correctas, la gente está adoptando un enfoque muy rígido cuando se trata de bestias míticas. En este caso, a la gente le gustaría ver un Equus ferus con alas de pájaro adheridas, lo que obviamente genera problemas relacionados con el peso.

(Cuerno de unicornio totalmente opcional)

Me gustaría adoptar un enfoque diferente. Me gustaría basar la viabilidad de mi pegaso, en adelante conocido como Hippopterus renanii , en tres pilares:

• Ha habido bichos realmente grandes volando sobre la Tierra antes. Les presento Quetzalcoatlus northropi y Quetzalcoatlus sp. :

Las estimaciones de peso varían, pero el tipo más grande de la foto de arriba probablemente podría alcanzar los 200 kg y seguir volando como un buitre.

• No necesitas que las alas sean homólogas a otras extremidades. Vea los dragones de la vida real (no los de Komodo), también conocidos como lagartos deslizantes . Como dice la wiki:

Las costillas y su membrana de conexión pueden extenderse para crear un ala

• Se cree que los mamíferos evolucionaron a partir de los reptiles , por lo que si estiramos lo suficiente nuestra suspensión de la incredulidad, entonces una especie de mamífero podría evolucionar para tener rasgos que en nuestro mundo real solo se han percibido en los reptiles, extintos o extintos.

Con estos tres puntos en mente, imagina un género de mamíferos que se separó de la familia Equidae hace unos millones de años. Estas bestias eran originalmente muy pequeñas y en algún momento desarrollaron las siguientes características:

• Sus costillas están articuladas, con la primera articulación cerca de la columna vertebral. Se doblan un par de veces antes de envolver el torso y no soportan la estructura del tórax. Pueden abrirse como alas. Una membrana de piel gruesa, llamada patagium , los conecta. En general, sus alas se parecerán a algo entre el ala de un águila y el ala de un buitre.

• Un patagium secundario más pequeño conecta sus piernas, desde el tobillo hacia arriba, con las costillas cuando se abren. El patagium secundario solo sirve para aumentar el área de superficie durante el vuelo. Sí, nuestro pegaso va a volar con las piernas abiertas a los lados.

• Para compensar la pérdida de las costillas óseas, un conjunto secundario de costillas cartilaginosas duras las reemplazó como estructura de soporte para el tórax.

• El Hippopterus tiene aproximadamente el tamaño corporal de un caballo adulto, pero debido a que sus huesos y órganos son más livianos, su peso es de aproximadamente 80 kilogramos. Compare con los 380 a 1,000 kilogramos provistos por Google , y verá que es bastante liviano en comparación con un Equus ferus . El Hippopterus también se ve muy flaco, como un galgo o lebrel desnutrido.

• Por último, pero no menos importante, la envergadura. Es un poco más que el de Quetzalcoatlus sp. , el más pequeño de los dos en el diagrama de arriba. Small Quetz tiene alrededor de 5,5 metros de envergadura. Estoy mirando una envergadura de 6 a 6,2 metros. Esto debería darle aproximadamente la misma relación entre el peso y la superficie del ala que el Quetzacoatlus más pequeño.

Entonces, en general... Nuestro caballo volador tiene una apariencia muy extraña. Probablemente volará por encima de las corrientes térmicas. Puede batir sus alas pero no puede mantener un vuelo propulsado por más de unos pocos segundos. Sin embargo, puede deslizarse por millas una vez que alcanza una altitud lo suficientemente alta. Probablemente desarrolló este método de vuelo como una estrategia de migración exitosa.

Pesando menos que un avestruz adulto, es probable que un humano solo pueda montarlo mientras camina, pero no mientras vuela. El Hippopterus también sería un paseo muy malo y no toleraría ni soportaría que un humano se sentara en él durante largos períodos.

Entonces, para resumir:

• Tamaño y forma del caballo: consultar
• Alas: comprobar

• Ser capaz de volar y galopar: comprobar

• ¿Es posible? Sí.

• ¿Cómo evolucionarían? Como compensación de los équidos, desarrollando características reptilianas tanto de Draco como de Azhdarchidae .
• ¿Sería posible montar uno? Solo en tierra, solo por un tiempo muy corto, y probablemente te encuentres en un viaje muy difícil. Si tanto te apetece un viaje en avión, probablemente te iría mejor con un ultraligero .

No, los pegasos no son posibles

Ah, la serie Anatomically Correct, donde todos aprendemos que el hecho de que puedas dibujar algo no significa que vaya a funcionar.

El problema principal: envergadura

Primero empecemos con el tamaño de los caballos. Según Wikipedia , "los caballos de montar livianos generalmente varían en altura de 14 a 16 manos (56 a 64 pulgadas, 142 a 163 cm) y pueden pesar de 380 a 550 kilogramos (840 a 1,210 lb)". Así que digamos que nuestro caballo está en el lado más ligero, con 380 kg/840 lb.

A continuación, consideremos el tamaño necesario del ala. Como se describe en este artículo académico sobre el tema del tamaño del ala para acelerar la física, usemos la ecuación:

W/S = 0.38v^2

Dónde;

W = Peso (Newtons) por Ala S = Área de Superficie del Ala (metros cuadrados) V = Velocidad (Metros por Segundo)

Nota: Esta ecuación asume la densidad del aire al nivel del mar.

Entonces, ¿qué tan rápido debe volar este caballo? Tradicionalmente, un Pegaso ha demostrado una velocidad más rápida que un humano corriendo, así que sigamos con eso. La velocidad humana más rápida es de 12,4 m/s , por lo que elegiremos 12,5 m/s solo para superarla.

Resultado: La superficie resultante de las alas debe ser de al menos 23,84 metros cuadrados por ala. En comparación con el humano en un ala delta de arriba, que tiene una superficie de menos de 11,9 metros cuadrados... ¡para ambas "alas" juntas!

Esto probablemente pone la longitud del ala en el área de 10 metros (33 pies) a un lado.

¡Ahora imagina un caballo arrastrando un ala de 10 metros (33 pies) a cada lado mientras trata de galopar!

NOTA: ¡ La envergadura en realidad tendría que ser mayor, para tener en cuenta adicionalmente el peso de las propias alas!

No - No es posible

es mi llamada

El ave voladora más grande conocida (viva o extinta) parece ser Pelagornis sandersi

Esta ave tenía una envergadura de unos 20-24 pies (hasta 7,3 metros) y pesaba entre 50 y 90 libras (22-40 kilos)

El caballo promedio pesa entre 380 y 550 kilogramos (840 a 1210 lb). Para un Pegasus de buen tamaño, tomemos el más grande de los dos para que sea manejable.

Eso es más de 10 veces el peso del ave más grande. ¿Qué tan grandes serán esas alas y qué tan masivos tendrán que ser los músculos que las impulsan? Y los músculos no son los tipos de tejido más livianos. Luego están los huesos para sostener esas alas y los músculos que las impulsan. ¿Y cuánto más grandes tendrán que ser esas alas para sostener a un jinete...?

Es demasiado para la realidad por lo que puedo ver.

Bueno, agregando a todas las respuestas aquí. Cabe señalar que un caballo es PESADO. Su estabilidad y velocidad en tierra vienen dadas por su peso y anatomía.

¡Imagínese un caballo, ligero como una pluma, con huesos huecos y alas zolatíficas!

Para evitar la necesidad de tener alas obscenamente grandes, elegiré una raza de caballos relativamente ligera para nuestro pegaso. El mustang español pesa 365 kg y mide 120 cm de altura. Los huesos del pegaso deberían ser huecos, lo que permitiría una reducción del 10 % en la masa, por lo que nuestro pegaso ahora pesa 328,5 kg. Un caballo normalmente no va a tener seis extremidades, por lo que tiene que haber algo de trabajo manual allí. Basado en las alas de un buitre de Ruppell, nuestro pegaso debería tener una envergadura de 15,88 m, un área alar de 36,02 m^2 y una carga alar de 9,12 kg/m^2. Eso es 15,88 m mínimo . Si tuviera las alas de un milano negro, su envergadura sería de 31,28 m y su área alar sería de 125,14 m^2. Esa es una envergadura de 102 pies y un área de ala de 1,347 pies cuadrados .

Sí, por supuesto. Es un pegaso no solo un caballo. Para la misma longitud corporal, un ave promedio pesa cuatro veces menos que un mamífero. Y son mitológicamente carnívoros con dientes afilados. Lo que hace que sus entrañas pesen menos y puedan obtener un 50-90% más de energía para una determinada asimilación de biomasa. A 20 metros por segundo, un caballo puede despegar fácilmente de una carrera muerta, y a 80-100 kg, la estructura ósea liviana y el peso del intestino (probablemente incapaz de despegar inmediatamente después de comer) producen una modesta envergadura de solo 4-5 metros, con sus elegantes alas plegadas son solo el doble de la longitud de su cuerpo de 2,5 metros. Los peces y los grandes mamíferos cuyas espinas se rompen con una punta de cuatro patas desde arriba o que son conducidos desde los acantilados o hacia aguas profundas donde son golpeados fácilmente, proporcionan la mayor parte de su dieta, aunque son omnívoros. sólo les atraen los alimentos de alta energía. En cuanto a montarlo, solo si eres muy pequeño y liviano, menos de 50 kg, y generalmente solo para distancias cortas. Me imagino que explorar e infiltrarse sería su único uso.

Aquí se habla mucho sobre el tamaño del ala, pero no se trata del tamaño, se trata de ELEVACIÓN.

Un 747-400 pesa unas 300 toneladas métricas (peso total, por lo que incluye las alas) y tiene una superficie alar de unos 525 m2 cada una (1050 m2 en total). Entonces, en términos realmente simples, como una proporción de 3,5 m cuadrados de área del ala por tonelada métrica (1050 dividido por 300).

Un caballo pesa entre 400 kg y 1000 kg, así que entremos en 1000 kg (una tonelada métrica) que supondremos que incluye al jinete también. Por lo anterior, necesitamos un área de ala cuadrada de 3,5 m, por lo que cada ala tiene 1,75 m cuadrado. ¡Fácil!

(sí, estoy ignorando alrededor de un millón de puntos en relación con la potencia del peso, la velocidad de despegue, la aerodinámica, por nombrar solo algunos... pero, de nuevo, un Pegaso es un animal mítico, así que bien podría ser mítico con mi lógica y matemáticas!)