Sind gentechnisch veränderte Wyvern mit meinen Spezifikationen möglich?

Das größte bekannte fliegende Tier, das jemals auf der Erde gelebt hat, gehörte zur Familie der Flugsaurier . Sie kamen in allen möglichen Größen vor, aber einige der größten Unterarten hatten Flügelspannweiten von über 10 Metern. Es ist schwer zu sagen, wie schwer sie allein anhand fossiler Beweise waren, aber die meisten Paläontologen gehen davon aus, dass sie trotz ihrer beeindruckenden Größe nur wenige hundert kg wogen. Mit den richtigen genetischen Verbesserungen scheint es jedoch plausibel, das zusätzliche Gewicht eines Menschen zu tragen.

Beachten Sie, dass das Reiten auf einem Vogel etwas anderes sein kann als das Reiten auf einem Pferd. Erstens wäre es wichtig, sich in der Nähe des Schwerpunkts des Tieres zu befinden, und das wäre normalerweise genau zwischen den Flügeln. Zweitens ist die Aerodynamik viel wichtiger. Die ideale Fahrposition liegt also möglicherweise im Liegen und nicht im aufrechten Sitzen.

Um fliegen zu können, bräuchten die Wyvern mehr als nur eine große Flügelspannweite. Zum Beispiel bräuchte ein Mensch eine Flügelspannweite von etwa 6,5 ​​m, um fliegen zu können, aber Menschen haben nicht genug Körperkraft, um Flügel dieser Größe tragen zu können. (Weitere Informationen von Yale finden Sie hier: http://www.yalescientific.org/2013/03/qa-why-cant-humans-fly/ ).

Grundsätzlich haben Vögel Luftsäcke, die mit ihrer Lunge verbunden sind, was es ihnen erleichtert, während des Fluges Sauerstoff durch ihren Körper zu leiten - plus das hohle Skelett, das das Gewicht reduziert, das sie mit ihren Flügeln heben müssen.

Wenn ein durchschnittlicher Mensch (z. B. 65 kg) 6,5 m Flügel zum Fliegen benötigt, müsste ein durchschnittliches Pferd (mit einem Gewicht zwischen 300 kg und 1.000 kg) viel Auftrieb erzeugen und ein angemessenes Verhältnis von Kraft zu Gewicht haben, um zu fliegen tatsächlich funktionierende Flügel haben. Irgendwo zwischen 10 und 20 m würden ausreichen, um (theoretisch) ein Pferd anzuheben, und die Flügel erfordern möglicherweise eine Reihe von Ellbogengelenken, wenn Sie möchten, dass sich die Flügel falten können.

Bei der erforderlichen Knochenstruktur bin ich mir weniger sicher, aber wenn die Muskulatur Ihrer Wyvern stark genug ist, brauchen Sie keine hohlen Knochen, um sie leichter zu machen. Sie müssten nur stärker sein, um dies zu kompensieren.

Ein Wind wird das Fliegen nicht einfacher machen. Es erleichtert das Abheben, aber das war es auch schon. Fliegen ist relativ zur Luft. Wind kann also Ihre Geschwindigkeit gegenüber dem Boden erhöhen oder verringern, aber er hat keinen Einfluss auf das Fliegen, sobald Sie in der Luft sind.

Hochfliegen ist wahrscheinlich möglich. Es ist tatsächlich möglich, dass ein sehr starker Radfahrer durch Treten in die Luft kommt und in der Luft bleibt. http://www.telegraph.co.uk/news/newstopics/howaboutthat/10177573/Bicycle-powered-helicopter-wins-Canadian-inventors-250000-prize.html

Das Gleiten/Segeln an sich ist natürlich kein Problem angesichts der Popularität des Drachenfliegens.

Das Seitenverhältnis ist das Verhältnis der Länge zur Breite eines Flügels. Ein Albatros hat ein Seitenverhältnis von mehr als 10:1. Eine hohe Streckung sorgt für einen effizienteren Flügel. Eine Erhöhung der Streckung verringert die Sinkgeschwindigkeit des Flügels im Segelflug. In Bezug auf die Flächenbelastung liegen N/m2 große Vögel im Bereich von 75-100 N/m2.

Nehmen wir an, das Tier hat ein Gewicht von 150 kg (oder 330 lbs). Es sind 9,8 N/kg. Nennen wir es der Einfachheit halber 10 N/kg. Wir haben 1500 N. 1500 N dividiert durch 75 N/m2 ergibt 20 m2. Wenn wir die Flügel als Rechtecke annähern (was sie nicht bis zu ihren Enden wären), ist 10x*x=20m2 ihre Fläche, nur um dies in die Luft zu bekommen, geschweige denn mit einem Fahrer. x = 1,42 m. Das ist eine Flügelbreite von 4,65 Fuß an der Flügelbasis und eine Flügellänge von 46,5 Fuß für beide Flügel zusammen oder 23,2 Fuß pro Flügel. Das ist unüberschaubar lang.

Natürlich reicht das Fliegen allein (was Starrflügler tun) nicht aus. Kraftflug durch Schlagen ist zumindest gelegentlich erforderlich. Vögel erzeugen normalerweise kleine Luftstöße, die sie mit jedem Schlag nach unten drücken. Dies sind diskrete Zylinder aus sich nach unten bewegender Luft, wenn sich der Vogel langsam bewegt, und die Zylinder beginnen sich zu überlappen und zusammenzulaufen, wenn der Vogel schneller fliegt.

Unter der Annahme, dass wir das Problem der Muskelkraft irgendwie umgehen, gibt es ein Additionsproblem: die Reynoldszahl. Dies ist eine dimensionslose Zahl, die beschreibt, wie sich die Realität ändert, wenn Sie die Größe vergrößern oder verkleinern. Luft bewegt sich gleichmäßig über stromlinienförmige Körper, bis die Reynolds-Zahl etwa 2.000.000 erreicht. Luft bewegt sich gleichmäßig über nicht stromlinienförmige Körper (z. B. den Körper eines Fahrers), bis eine Reynolds-Zahl etwa 200.000 erreicht.

Sobald Sie über dieser Grenzzahl sind, beginnt die Luft, sich chaotisch um das Flugobjekt herum zu bewegen. Der Luftwiderstand verdoppelt sich und es bilden sich Wirbel (Turbulenzen). Grundsätzlich ist es überhaupt nicht klar, ob es möglich ist, eine nennenswerte Luftmenge zuverlässig in die gewünschte Richtung nach unten zu drücken, während sich die Luft chaotisch um den Flyer bewegt.

Es ist wirklich schwer, die Gründe zu untersuchen, warum etwas nicht möglich ist, aber ich habe während meiner eigenen Recherche eine Weile zurückgeschaut. Ich konnte nicht einmal Roboter finden, die fliegen konnten, indem sie mit ihren Flügeln über diese Grenze hinaus schlugen. Es geht nicht einmal darum, stärker als normale Tiere zu sein.

Ein Albatros mit einem stromlinienförmigen Körper von 1 Meter Länge, der mit 15 m/s fliegt, hat eine Reynolds-Zahl von etwa 1.000.000. Die Reynolds-Zahl ist proportional zur Geschwindigkeit und Länge des Flyers (nehmen Sie also die 1.000.000-Zahl und multiplizieren Sie sie, wie lange und schneller sich die Kreatur bewegen soll). Die Kreatur, von der wir sprechen, ist mindestens 2 Meter lang (die Flügelbreite beträgt 1,42 Meter ohne Reiter). Wir sprechen also von einer Reynolds-Zahl von mindestens 2.000.000 ohne Fahrer und sehr langsamem Fliegen unter idealen Bedingungen mit lächerlich langen Flügeln. Also kaum durch Flattern fliegen, unabhängig von seiner Stärke.

Machen Sie die Flügel größer, um das Gewicht eines Fahrers plus Reitausrüstung und das Gewicht von Sachen aufzunehmen, die Sie vielleicht mitnehmen möchten, und dieses Reptil fliegt nicht. Außerdem reduziert der Fahrer die Anzahl der Reynolds, indem er einfach nicht stromlinienförmig ist, und hat das Unterfangen wahrscheinlich von Anfang an zum Scheitern verurteilt.

Die größeren Flugsaurier verletzten diese Grenze nicht unbedingt. Wir wissen nicht, ob sie überhaupt motorisch fliegen konnten oder wie schwer sie waren. Es gibt sogar Fragen zu ihrer angeblichen Spannweite.