Решён
Отчего люди не летают так, как птицы?

Денис Суханов Физика
12.5k
6

Серьезный вопрос, не троллинг.

Понятно что мы тяжелые и крыльев нет, но ведь птицы тоже бывают здоровенные. Альбатрос весит 12 кг и размах крыльев 3.5 метра. Если человеку сделать пропорциональные крылья и мышцы накачать, теоретически можно было бы?

Или дело не только в весе? Может у птиц какое то принципиально другое строение тела? Кости полые, помню из школы, но неужели только в этом дело?

Интересует именно физика и биология вопроса, а не "купи параплан".

Решение
126
Эксперт • 3 ответа

Проблема в масштабировании. Называется "закон квадрата-куба".

Когда ты увеличиваешь размер тела в 2 раза, площадь поверхности (и крыльев) растет в 4 раза, а масса в 8 раз. Грубо говоря, крылья должны расти БЫСТРЕЕ чем тело, чтобы держать в воздухе. У мелких птиц соотношение площади крыла к массе тела очень выгодное. У крупных уже на пределе.

Теперь конкретные цифры. Для машущего полета нужна удельная мощность мышц примерно 100 Вт на кг массы тела. Грудные мышцы птиц выдают около 100-150 Вт/кг. Человеческие мышцы выдают максимум 15-20 Вт/кг. Разница в 5-7 раз. Даже олимпийский спринтер не выжмет из своих мышц столько энергии, сколько нужно для полета.

А теперь про кости. Да, у птиц полые кости с внутренними перемычками (трабекулами), это снижает массу скелета до 5-6% от общей массы тела. У человека скелет это 15% массы. Но главное не кости, а система воздушных мешков. У птиц однонаправленное дыхание, воздух проходит через легкие в одном направлении, обеспечивая в 2-3 раза более эффективный газообмен. При машущем полете расход кислорода колоссальный, и наши легкие с двунаправленным дыханием (вдох-выдох) просто не справились бы.

Кстати, самая тяжелая летающая птица, африканская большая дрофа, весит до 18 кг. И она уже еле взлетает, разбегается метров 30-40. Предел для машущего полета в земных условиях где то в районе 15-20 кг.

Вот это ответ. Про закон квадрата-куба не знал вообще, а ведь логично. Спасибо за цифры по мощности мышц, сразу все встало на место

34
Участник • 1 ответ

Островского перечитай))

А если серьезно, все упирается в аэродинамику. Человеческое тело это бревно с точки зрения обтекаемости. Птица имеет идеально обтекаемую форму, перья создают гладкую поверхность с минимальным сопротивлением. Наши руки, ноги, голова, одежда, все это создает чудовищное лобовое сопротивление.

Даже если бы ты мог махать крыльями с нужной частотой, ты бы тратил 80% энергии на преодоление сопротивления собственного тела.

56
Участник • 5 ответов

Помню на лекции по биомеханике нам преподаватель считал на доске. Получилось что для полета человеку массой 70 кг нужны крылья с размахом около 14 метров и грудная мышца массой порядка 40-50 кг. То есть человек превратился бы в гигантскую летающую грудку))

Но это для планирующего полета. Для машущего цифры вообще за гранью.

40
Участник • 1 ответ

А вы задумывались, почему нам вообще хочется летать? С точки зрения эволюции, мы спустились с деревьев и пошли по земле. Бипедализм оказался выгоднее полета для нашей экологической ниши. Руки освободились для орудий, мозг стал расти. Если бы предки человека полетели, у нас не было бы рук для манипуляций с предметами, и мы бы не стали разумными в нашем понимании.

То есть вопрос не "почему мы не можем летать", а скорее "мы стали людьми именно потому что не полетели".

19
Участник • 6 ответов

Дедал с Икаром пробовали. Кончилось плохо.

А если серьезно, маскл-пауэр не хватает. Гуглите human powered aircraft, есть такие штуки на педальной тяге. Gossamer Albatross перелетел Ла-Манш в 1979 году, но это был тренированный велосипедист на конструкции весом 32 кг с размахом крыльев 29 метров. И то еле долетел, чуть не упал в воду от усталости.

8
Случайный участник (Гость)

потому что не заслужили

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.