¿Cuál es el tamaño máximo de una criatura voladora?

Las bestias aladas gigantes, como el Roc y el dragón occidental, tienen una fuerte presencia en la mitología. ¿Existe un tamaño máximo para una criatura voladora alada biológica? ¿Cómo cambiaría tal límite una atmósfera diferente a la de la Tierra?

Si no me equivoco, la criatura voladora más grande que vivió en la Tierra fue el Quetzalcoatlus Ptersaurous - en.wikipedia.org/wiki/Quetzalcoatlus
Necesita factores sobre esto, hay tantas respuestas posibles. Pero para empezar, puedes mirar esta pregunta sobre los dragones. Parte de esto incluye si pueden volar. En mi respuesta, traté de entrar en la mecánica, pero nuevamente hay muchos factores. ¿Podría especificar algunos? (La forma del cuerpo, la forma de las alas, si las alas proporcionan sustentación o no, etc.)
Bueno, Carl Sagan especuló sobre las criaturas-globo , que también son físicamente posibles en la Tierra, y pueden ser enormes, aunque serían bastante vulnerables a los depredadores. Sin embargo, supongo que solo te interesan los tipos más pesados ​​​​que el aire.
Aumente la presión atmosférica para aumentar la densidad de la atmósfera y la atmósfera tiene componentes más densos y casi cualquier tamaño de animal puede volar. El límite es solo la presión para aplastar el ADN.
@CoolCurry Bueno, el Quetzalcoatlus tenía una cabeza ridículamente grande y un cuello largo, pero un cuerpo relativamente corto y pequeño. Si bien eran tan altos como una jirafa cuando estaban en el suelo, solo pesaban entre 200 y 250 kg. Los dragones occidentales retratados con su apariencia de lagarto probablemente pesan un par de toneladas.

Respuestas (3)

Esto depende de muchos factores. Una forma científica, cómo abordar este problema, se llama alometría. Si cambiamos algunas condiciones, los parámetros físicos cambian más o menos con cierta potencia del cambio. Por ejemplo, de acuerdo con la ley de Kleiber , la cantidad de comida que necesita un animal se escala como METRO 3 / 4 con su masa METRO . Esto significa que si un humano de 100 kg de masa necesita 1 kg de comida por día, un ratón de 100 g de masa necesitará ( 0.1 / 100 ) 3 / 4 × 1 k gramo = 5.6 gramo . Esto encaja bastante bien.

Se pueden derivar leyes similares para el vuelo, lo que nos permite estimar qué tan difícil sería volar en una atmósfera muy delgada como la de Marte, o una atmósfera muy espesa como la de Venus.

Potencia para sostener el vuelo

Según el libro Modeling the Flying Bird de Pennycuick, el vuelo del pájaro induce un cambio de velocidad en el aire. Esta velocidad se calcula aproximadamente como

v = 2 METRO gramo π B 2 ρ

Aquí METRO es masa de pájaro, gramo = 9.81 metro s − 2 es la aceleración gravitatoria de la Tierra, B es la envergadura, ρ es la densidad del aire y π es la constante matemática pi. ¡Esta no es la velocidad del ave, sino el cambio de velocidad del aire inducido por el vuelo! Sólo es importante calcular la potencia PAGS necesario para sostener el vuelo

PAGS = METRO gramo v

Estas tres leyes deberían ser suficientes para responder a su pregunta en casi cualquier entorno. Puede calcular cuánta potencia necesita para volar y cuánta potencia aproximadamente está disponible en la comida para animales de un tamaño determinado.

Tratemos de calcular las cosas para Quetzalcoatlus , el animal más grande que jamás haya volado. (Envergadura 10 m y masa 200 kg). Según la fórmula de las velocidades, v = 12,7 km/hora. La potencia necesaria para eso es de aproximadamente 7 kW, que son 10 caballos de fuerza. Dado que el animal tiene aproximadamente el tamaño de un caballo, parece razonable y vemos que el vuelo probablemente fue una tarea bastante exigente.

Probemos con el águila marcial (4,6 kg, 2 m de envergadura). Obtenemos v = 10 km/hora y la potencia requerida sería de 120 W. No tengo estos datos sobre las águilas, pero me parecen razonables. Podemos ver que los aviones pueden volar con una envergadura bastante pequeña, pero solo porque pueden usar una potencia de salida extremadamente grande de sus motores. Los animales no tienen esa ventaja y necesitan una mayor envergadura. (Esto puede convertirse en un problema, si un animal de 20 toneladas requiere una envergadura de 100 m para cumplir con los requisitos de potencia razonables; sus alas todavía son de carne y hueso y probablemente no podría soportar el peso del animal).

Atmósferas densas

También podemos ver que el vuelo en Venus (si tuviera una atmósfera respirable) requeriría una potencia 20 veces menor y animales mucho más grandes podrían volar allí. Quizás incluso más, porque para atmósferas muy densas, la ley de Arquímedes comenzará a reducir la masa animal, lo que facilitará aún más el vuelo. En atmósferas muy densas, el vuelo sería muy similar a nadar y las aves podrían ser similares a los peces.

@Irigi Intenté usar sus fórmulas para llegar a mis propios cálculos, pero no llegué a los mismos números que usted. Ingresé todo en una hoja de cálculo para calcular por mí, pero los números que escupe son bastante diferentes. ¿Quizás nuestras unidades son diferentes? Por ejemplo, en el caso de un águila marcial esto es lo que tengo: • Constante de gravedad: 9,81 ms^-2 • Densidad del aire: 1,292 kg/m^3 • Masa: 4,6 kg • Envergadura: 2 m • Pastel: 3,14159 llego a un cambio de velocidad inducida de 2,36 (¿supongo que es km/hr?) y una potencia necesaria de 106,39w. Como puede ver, esto es diferente a sus cálculos.
Una nota al margen interesante para su última oración: hay una familia de insectos llamada mymaridae, que consiste en insectos voladores tan pequeños, las moléculas de aire en comparación son tan grandes que algunas de ellas ya no tienen alas tradicionales sino más bien extensiones cubiertas como extremidades. en cerdas, con las que pueden nadar por el aire. Busque el Mymar o Arescon.
¿A qué tipo de "vuelo" te refieres, planear como un albatros errante , flotar como un colibrí o planear como una ardilla voladora ?

Recuerdo que hace mucho, mucho tiempo alguien había descubierto que una longitud de unos 5 metros era el límite superior (más grande que eso y no podía volar o sus alas se romperían por su propio peso).

Sin embargo, desenterré este artículo sobre la física del dragón. También está este artículo

Ah, y solo para que podamos omitirlo todo, un globo de hidrógeno no es muy flotante (mira cuánto helio se necesita para levantar a un humano). Esta publicación en los foros de XKCD habla de ello, si está interesado.

Creo que, como principio general, las respuestas de SE no deben contener un montón de enlaces a menos que también resuma (y cite) sus contenidos. De esa manera, si los enlaces se caen, el contenido permanece disponible. ¿Podría editar para desarrollar los puntos centrales y los principios establecidos en estos artículos de referencia?
El primer enlace era interesante. Como nota al primer enlace, el metabolismo ya es similar a una celda de combustible. Los catalizadores cercanos a la temperatura ambiente y la hidrólisis pueden convertir la biomasa en hidrocarburos ligeros que producirían electricidad con una eficiencia mucho mayor que el metabolismo natural. Combina eso con músculos artificiales accionados eléctricamente y tienes un dragón. Guy estaba tratando de poner un motor de combustión en un dragón cuando lo que debería haber hecho es usar una celda de biocombustible.

El planeo debería ser posible con tamaños mucho más grandes que la posibilidad de despegar, aterrizar y vivir en el suelo. Durante el vuelo, las alas son sostenidas por el aire, por lo que no necesitan huesos ni músculos lo suficientemente fuertes como para mantenerlas estiradas mientras están de pie en su lugar. Al igual que en un avión de hélice, un par adicional de alas mucho más pequeñas puede proporcionar una propulsión si es necesario. Además, un avión necesita la mayor parte de la potencia de su motor durante el despegue.

Las criaturas podrían despegar de la tierra a la altitud de crucero antes de crecer por completo.

Aunque las alas enormes no necesitan fuerza para sostenerlas, ya que son sostenidas por el aire, sí necesitan una gran fuerza para sostenerlas , con el fin de soportar el peso del cuerpo. Sin mucha fuerza, las alas serían empujadas hacia arriba a medida que el cuerpo cae en picado al suelo.
Esto depende del peso del cuerpo.
Esto no responde necesariamente a la pregunta "¿hay un límite?" o "¿cómo sería el límite?"
Sigo pensando que hace lo suficiente.
Esa es una de las ventajas del fuselaje del ala voladora: la masa se distribuye sobre la superficie del ala y, en términos generales, también lo es la sustentación. El puntal del ala no necesita ser fuerte, porque ya no transmite fuerzas entre el fuselaje (peso) y las alas (ascenso). El fuselaje y las alas son uno. Así es como vuelan las cometas, con alas endebles/superficies de elevación. Entonces, tal vez una forma de evitar estas limitaciones de tamaño es el plan corporal de mantarraya para grandes voladores. Sin embargo, el despegue sería un problema.
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