Human Flight es más eficiente en un factor del 30%.
Comparar los músculos del vuelo con la eficiencia del motor es una forma de comparar la eficiencia del vuelo humano con la naturaleza. Pero hay demasiadas variables en el trabajo en tal caso. Como señaló correctamente Quora User, es imposible hacer una comparación de manzanas con manzanas. Además, hay muchas categorías de vuelo: tanto la naturaleza (insectos, pájaros, etc. en todas sus formas y tamaños, velocidad y capacidades, etc. debido a la evolución: presas, depredadores) como humanos (helicópteros, alas fijas, más pesados / ligeros que el aire, altos / baja altitud, subsónica / supersónica, etc. debido a la aplicación (civil, militar, transporte). Las variables difíciles que mencioné anteriormente son:
1. El tratamiento lineal de las superficies aerodinámicas y los fuselajes en la naturaleza son la fuente de falsos conceptos erróneos (Ej: la afirmación común de que, de acuerdo con las leyes de la aerodinámica, los abejorros no pueden volar)
2. Características del vuelo: viento / gradiente de viento, flotando, etc.
3. Variables ambientales: viento de frente / de cola, cambio de velocidad del viento (ráfagas), altitud, humedad y temperatura, etc.
4. Aproximación de la mecánica de vuelo: se observa el radio de giro, el radio del bucle, el guiñada y el paso . Eso no necesariamente significa que ese es el límite y la capacidad límite si un ave es tratada como un fuselaje (Como analogía, tome resistencia corriendo entre humanos y animales: los humanos corren largas distancias voluntariamente, mientras que los animales como los perros de trineo se ven obligados a hacerlo). plantea la pregunta si exhiben el mismo comportamiento en la naturaleza)
Estas variables en su mayoría no se aplican a una comparación entre las aves y el vuelo humano y complican las cosas (mucho). En cambio, la eficiencia se puede comparar en función de estos parámetros que se aplican tanto a las aeronaves como a las aves. En palabras simples, omitiendo las fórmulas, los parámetros se pueden explicar como:
1. Relación de aspecto del ala: relación entre la longitud y el ancho del ala.
2. Relación de elevación a arrastre (vuelo impulsado): relación de elevación generada a la resistencia (la diferencia de presión entre el lado superior e inferior de las alas genera elevación)
3. Relación de deslizamiento (vuelo sin motor): relación de distancia cubierta horizontalmente a altitud perdida verticalmente
4. coeficiente de arrastre : la resistencia al flujo de aire
Lo que implican estas variables:
1. Relación de aspecto: la relación de aspecto, junto con el área del ala, influye en la resistencia asociada, lo que se traduce en mejores características de vuelo y “suavidad”. También ayuda en lo que hacen las aves: vuelo dinámico y vuelo en pendiente.
2. Cuanto mayor sea la relación de elevación, más eficiente será la aeronave: altitud máxima por cada unidad de energía gastada
3. Cuanto mayor sea la relación de deslizamiento, más tiempo puede permanecer el avión en el aire cuando se deja caer desde una altitud predeterminada, porque más recorrido horizontal por metro de altitud perdida
4. La relación de arrastre influye en los tres parámetros enumerados anteriormente
Enumeraré un candidato en cada categoría (avión artificial, planeador y un pájaro) y resumiré los resultados en todos los ámbitos:
¿Un avión propulsado por el hombre con las estadísticas más impresionantes? Voto por el folleto global de Burt Rutan (el mirlo de Kelly Johnson es mejor, pero no sirve para compararlo con las aves). Tiene todos los registros en su categoría hoy. En términos de vuelo de resistencia, el Global Flyer tiene muy pocos iguales.
Para citar Wikipedia:
El miércoles 8 de febrero de 2006, a las 12: 22UTC, GlobalFlyer despegó y voló hacia el este desde el Centro Espacial Kennedy, y aterrizó después de una duración de vuelo de 76 horas, 45 minutos con una distancia oficial de 25,766 millas (41,467 km).
Esta distancia estableció un nuevo récord para el vuelo de avión más largo de la historia, rompiendo los viejos récords de 24,987 millas (40,212 km) en un avión y 25,360 millas (40,814 km) en un globo.
Los planeadores hechos por el hombre sin fuente de energía con estadísticas impresionantes son muchos, elijo el Duo Discus (el planeador en The Thomas Crown Affair (película de 1968 y nueva versión de 1999)).
Para citar Wikipedia:
El Schempp-Hirth Duo Discus es un planeador de dos asientos de alto rendimiento diseñado principalmente para volar a campo traviesa rápido, incluidas las competiciones de planeamiento. A menudo se usa para entrenamiento avanzado.
Aves: Ejemplos prehistóricos con posibles estadísticas de vuelo impresionantes incluyen la familia de aves Osteodontornis y Pteranodon (o reptiles que tenían capacidades de vuelo):
Tenían grandes alas (6 mts y 9 mts respectivamente) registradas a partir de registros fósiles, pero debido a la falta de números requeridos aquí, les estoy dando un pase. en cambio, considere el Albatros. Posiblemente el mejor ejemplo vivo de aerodinámica en la naturaleza.
El contorno azul es la Corriente Circumpolar Antártica, que se mueve en sentido horario. La línea roja es la ruta de vuelo durante todo el año del Albatros (esta ilustración es solo un esquema y no la ruta de vuelo real; no pude encontrar ninguna en línea y esta es la mía; el albatros supuestamente sigue la costa)
Aquí hay un movimiento marcado por satélite de un solo albatros
Para citar http://www.oikonos.org/projects/ …:
Los puntos rojos marcan las ubicaciones de un albatros etiquetado que viaja desde Cordell Bank frente a San Francisco, California, hasta el Océano Pacífico occidental del 26 de julio al 19 de agosto de 2004.
Este espécimen particular hizo 7200 kms en 25 días – 288 kms por día. Por lo general, los albatros hacen hasta 4 viajes de ida y vuelta / año (es necesario verificar dos veces) la costa antártica como se indica en el mapa. Eso significa alrededor de 526 kms / día, o 22 km / h de velocidad promedio (la costa antártica se reduce y crece con las estaciones, por lo que hay mucha aproximación aquí). Pueden viajar hasta 1000k / día o un promedio máximo de 42KMPH de velocidad promedio.
Ahora, veamos las estadísticas de estos tres ejemplos:
* – Calculé la relación de deslizamiento del volante Global en base a afirmaciones de que si el volante Global se queda sin combustible, puede deslizarse 200 millas desde 50K pies
Claramente, el vuelo humano ha mejorado la naturaleza en algunos de estos parámetros.
La eficiencia es mucho mayor en ingeniería / vuelo humano en un factor de 20-40%.
Sin embargo, como señalé al principio, la naturaleza tiene muchas categorías de vuelo y aún no hemos entendido completamente el mecanismo ni hemos replicado muchas de ellas. Los albatros también navegan cuando duermen, despegan de la superficie del agua y aterrizan en las copas de los árboles (solo el Piper Cub se acerca; puede aterrizar en cuatro pies de tierra con modificaciones extremas, el volante Global en el ejemplo anterior necesita 2.8 millas de pista) . La naturaleza es difícil de superar en muchos otros factores como estos en una comparación uno a uno que no se puede cuantificar, por lo que para ser justos, esta respuesta tiene un alcance limitado . Diría que con diseños robóticos que se inspiran en la naturaleza y con una mejor tecnología de materiales, coincidiremos con la naturaleza en esos frentes demasiado pronto.
Referencias / Fuentes de imagen:
mapsof.net – googlemaps no ayudó en este caso
http://en.wikipedia.org/wiki/Gli …
Otras lecturas:
http://en.wikipedia.org/wiki/Vir …
http://en.wikipedia.org/wiki/Lif …
http://en.wikipedia.org/wiki/Sai …
http://en.wikipedia.org/wiki/Sch …
http: //www.discoveringantarctica …
http://www.birdlife.org/datazone …
* -si necesita cálculos, por favor comente. Estaría encantado de explicar / aclarar.
