Flügelfläche für große fliegende Kreaturen

Kühe variieren in Größe (und Masse) ziemlich stark. Da Sie eine typische Kuh vergrößern möchten, verwenden wir eine relativ höhere Zahl für diese Masse von beispielsweise 1000 kg. Nehmen wir der Argumentation halber an, dass der menschliche Fahrer eingeschlossen ist. Nehmen wir außerdem an, dass die Erdbeschleunigung und die Luftdichte der Erde ähnlich sind.

Das größte fliegende Tier, das ich kenne, war Teratornis merriami (siehe auch Kommentare zur Diskussion über Flugsaurier), das etwa 15 kg wog und eine Flügelspannweite von 4 m hatte. Natürlich benötigen wir für eine 1000 kg schwere Kuh + Reiter eine viel größere Flügelfläche (und damit Spannweite) (insbesondere angesichts des Mangels an optimierter Kuhaerodynamik, die noch mehr Auftrieb zum Ausgleich erfordert).

Ihre Kühe wären wahrscheinlich etwa 3 m lang, vielleicht 1 m breit. Die Hautlappen des "fliegenden Eichhörnchens" werden es also eindeutig nicht schneiden. Ihre Kühe werden echte Flügel brauchen, und zwar große, um überhaupt eine Chance zu haben, in der Luft zu bleiben, geschweige denn überhaupt abzuheben.

Wie würden Ihre Kühe überhaupt abheben? Rinder sind an Land nicht für ihre hohe Geschwindigkeit bekannt. Wenn Ihre Kühe also keine Sprinter sind, benötigen sie noch mehr Flügelfläche, um bei langsameren Geschwindigkeiten abheben zu können. Wenn sie beispielsweise einfach von einer Klippe springen und gleiten, ist dieses Stück weniger ein Problem, aber die oben genannten Probleme bestehen immer noch.

Es wäre schwierig, tatsächlich zu berechnen, wie groß diese Oberfläche / Flügelspannweite wäre (und welche Art von Masse die Kuh hinzufügen würde, insbesondere angesichts der erheblichen Muskelmasse, die erforderlich wäre, um die Flügel hochzuhalten, geschweige denn, sie zu schlagen signifikante Häufigkeit). Zumindest übersteigt es meine begrenzten aerodynamischen Fähigkeiten.

Das Beste, was ich finden konnte, war dieser Taschenrechner , der eine Spannweite von etwa 9,5 Metern angibt . Ich weiß nicht, dass dieser Rechner Kühe im Sinn hatte, also würde ich dieser Zahl ohne weitere unabhängige Recherchen nicht vertrauen.

Es ist jedoch wahrscheinlich eine vernünftige Untergrenze für eine Gesundheitsprüfung: Da Sie wollten, dass Ihre Kühe ein Flugprofil wie ein fliegendes Eichhörnchen haben, sind Sie jetzt mit Kühen einverstanden, deren Flügelspannweite so groß ist wie die Höhe eines dreistöckigen Gebäudes?

Bearbeiten, um den Folgekommentar zum Klippengleiten anzusprechen

In den Kommentaren wurde die Frage gestellt, „was nötig wäre, damit die Kühe von einer Klippe starten können“ (paraphrasiert). Mal sehen, ob wir eine vernünftige Annäherung an die Flügelfläche finden können, die erforderlich ist, um 1000 kg in einen sicheren Abstieg zu "gleiten".

Das grundlegende Konzept hier ist die Flächenbelastung . Die Idee des Gleitens bedeutet im Wesentlichen, dass es keinen Auftrieb gibt, was eine höhere Flächenbelastung (dh kleinere Flügel) ermöglicht, wie Sie es intuitiv erwarten würden. Aber wie groß sind die Flügel?

Da wir meistens nach Horizontalflug suchen, gilt folgende Formel:

$\frac{L}A = \frac{Mg}A = \frac{1}2 v^2\rho{}C_{L}$

Woher:

• $\rho = 1.2845 kg/m^3$(rho, Luftdichte auf Meereshöhe, 15 °C)
• $g = 9.81 m/s^2$(Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft, Erddurchschnitt auf Meereshöhe)
• $C_{L} = 1.5$(Auftriebsbeiwert, Wert eines "typischen" Kleinflugzeugflügels)
• $M = 1000kg$(Masse deiner Aircow)
• $v = 100km/h$(willkürlich gewählte "langsame" Fluggeschwindigkeit, die durch das Gleiten von einer hohen Klippe erreicht wird)
• $A$(Flügelfläche. Dies ist die Menge, nach der wir suchen.)

Uns interessiert A, der Flügelbereich. Eine einfache Umordnung bringt uns also zu:

$A = \frac{2Mg}{v^2\rho{}C_{L}}$

$A = 13.19m^2$

Sie können die Wolfram|Alpha -Berechnung selbst ausprobieren , wenn Sie mit den Zahlen spielen möchten.

Dies stimmt mit meiner früheren (groben) Schätzung einer Spannweite von ~ 10 m überein (unter der Annahme, dass die Flügel von vorne nach hinten im Durchschnitt nicht viel mehr als einen Meter betragen).

Beachten Sie, dass Sie mit dieser "minimalen" Anzahl nur gleiten würden. Kein Auftrieb (außer vielleicht ein bisschen von dem einen oder anderen Aufwind), das Wenden wäre sehr langsam und es wäre leicht zu blockieren und abzustürzen (Hackfleisch, irgendjemand?).

Bei einer erforderlichen Flügelfläche von 13,2 Quadratmetern ist die Unterseite einer Kuh nicht groß genug, selbst wenn die gesamte Unterseite Ihrer Kuh ein großer quadratischer „Flügel“ wäre, der ein Auftriebsprofil so gut wie ein kleines Flugzeug hätte Flügel (oder Flügel) müssten etwas aus der Kuh herausragen.

Ich bemühe mich sehr, einen Weg zu finden, Ihre Kühe zum Fliegen zu bringen, Wick. Jetzt, da Sie eine Formel haben, mit der Sie spielen können, wäre mein Rat, in Betracht zu ziehen, eine plausible künstlerische Lizenz mit der Masse der Kuh zu nehmen (vielleicht eher die Größe eines Kalbes, vielleicht stellen Sie sich leichtere Knochen und einen schlankeren Körper vor?). Betrachten Sie vielleicht eine leichtere, aber immer noch erdähnliche Schwerkraft (sagen wir,$0.7g$) und dichtere Luft ($\rho$). An diesem Punkt hoffe ich, dass ich Ihnen die Werkzeuge gegeben habe, die Sie benötigen, um die Parameter so zu optimieren, dass Sie Ihre Geschichte am besten erzählen können.