Наука "Звёздных Войн" - Джон Чейз

Планирующий полет можно наблюдать у таких животных, как летучие рыбы, белки-летяги и веслоногие лягушки. Но их полет ограничен и по большому счету является управляемым падением. Чтобы набрать большую высоту или парить в воздухе, как Уотто, необходимо освоить активный полет.

Активный полет всегда связан с крыльями. Ими машут, чтобы увеличить скорость (V) воздуха над крылом.

Впервые крылья появились около 350 миллионов лет назад у насекомых, которые являются беспозвоночными. Позднее крылья возникли у трех различных групп позвоночных независимо друг от друга.

Около 225 миллионов лет назад появились птерозавры, а спустя много миллионов лет – птицы. В последнюю очередь среди млекопитающих способностью к полету обзавелись летучие мыши. Скелет позвоночных обычно тяжелее экзоскелета насекомых, крылья и мускулы расположены по-другому. А какова ситуация у Уотто?

Крылья Уотто прикреплены к спине, как у насекомых. Однако у насекомых шесть ног. Они также обладают более легким экзоскелетом. У них нет легких, а дышат они через парные отверстия, расположенные на брюхе, – дыхальца.

Размер насекомых ограничен их возможностью получать достаточное количество кислорода для циркуляции по телу.

На сегодня самым большим из когда-либо существовавших насекомых является вымершая меганизоптера.

Размах крыльев этих похожих на стрекоз существ превышал 70 см, а вес мог достигать 500 г.

В мире «Звёздных войн» существуют инсектоидные расы – например, джеонозийцы. Ростом они достигают 1,7 м и обладают экзоскелетом. Правда, у них всего четыре конечности, а насекомые по определению должны иметь шесть.

У тойдарианцев тоже четыре конечности, а наличие пупка скорее относит их к летающим млекопитающим вроде летучих мышей. Но расположение крыльев у них совсем другое.

Летучие мыши, как и все другие известные нам летающие млекопитающие, используют в качестве крыльев свои передние конечности. Но не тойдарианцы. Их передние конечности функционируют как руки, а крылья у них расположены на спине, как у насекомых. Получается, что тойдарианцы имеют признаки как летающих позвоночных, так и беспозвоночных, что усложняет их классификацию.

Крылья насекомых негибкие и хрупкие, они приводятся в действие мускулами, соединенными с экзоскелетом. Крылья Уотто, с другой стороны, не выглядят ни негибкими, ни хрупкими – когда он не использует их, они скорее похожи на удлиненные слоновьи уши. К тому же на вид он обладает скелетом, что является определяющей чертой позвоночных.

Чтобы управлять крыльями, Уотто понадобятся мощные мускулы, прикрепленные к их основанию, как и у других позвоночных. У летающих позвоночных большие грудные мышцы крепятся к грудине. Но поскольку крылья Уотто расположены на спине, у него должны быть соответствующие мускулы именно там.

А это помешает ему пользоваться плечами и руками во время полета.

Чем тяжелее живое существо, тем больше нагрузка на крыло, то есть величина подъемной силы относительно площади крыла. Это объясняется тем, что при росте животного его масса увеличивается быстрее, чем площадь крыла.

Чтобы компенсировать увеличение веса, животному понадобится лететь быстрее либо чаще махать крыльями при небольшой скорости. Оба эти способа увеличат значение скорости воздуха над крылом (V) в уравнении подъемной силы.

Поскольку для быстрых взмахов больших крыльев требуется много энергии, крупным животным энергетически выгоднее быстрее летать, чем чаще махать. Именно поэтому мы обычно видим их парящими, а не зависшими на одном месте.

Если Уотто так тяжел, как выглядит, то для зависания ему потребуется махать крыльями очень часто, что приведет к большой нагрузке на его мускулы и крылья. Уотто машет своими крыльями со скоростью четыре-пять взмахов в секунду.

Хотя это сопоставимо со взмахами крупных птиц при полете – кондор машет от одного до трех раз в секунду, – это недостаточно быстро для зависания на одном месте. Зависшая колибри делает 50 взмахов в секунду; летучей мыши удается зависать, делая всего десять взмахов.

Изучив все вышесказанное, можно прийти к выводу, что Уотто и его сородичи-тойдарианцы летают в нарушение всего, что мы знаем о полете живых существ. Возможно, летающие коровы более реалистичны, чем летающий Уотто.

Но мы кое-что забыли: у него будет больше шансов взлететь на планете с более низкой гравитацией и плотной атмосферой. Низкая гравитация уменьшит размер необходимой для полета подъемной силы, а более плотная атмосфера позволит в соответствии с уравнением создавать бóльшую подъемную силу при каждом взмахе. Отличным местом для полета Уотто будет Титан – самый крупный спутник Сатурна, – обладающий обоими этими свойствами. Правда, там тойдарианцу понадобится кислородная маска!

Признайтесь, вы воображали себя верхом на спидере из «Звёздных войн». Возможно, вы представляли, как лавируете между деревьями Эндора. А может, как Рей, несетесь над песками Джакку под палящим солнцем на огромном самодельном спидере.

В «Звёздных войнах» спидеры – это что-то вроде мотороллеров на воздушной подушке с ракетным двигателем, которые могут развивать скорость до 500 километров в час. Для вождения спидера нужна сноровка, поскольку скорость и маневренность он приобрел в ущерб безопасности водителя.

Но как именно работает спидер?

Если бы он работал по тому же принципу, что и земные суда на воздушной подушке, то все было бы достаточно просто. Понадобится только овальная платформа, вентилятор с мотором и гибкая перепонка, которая, как юбка, удержит воздух под судном. Собственно, воздушная подушка – это кольцо воздуха, циркулирующего под перепонкой. Оно удерживает и отделяет воздух, находящийся под дном судна, от воздуха с более низким давлением, находящегося снаружи. Когда мы добились того, чтобы судно оторвалось от земли, осталось только поставить двигатель и рулевое управление.

Но если посмотреть на спидеры из «Звёздных войн» – будь то Х-34 Люка, или имперский спидер 614-AvA, использовавшийся на Лотале, или 74-Z, которые мы видели во время битвы на Эндоре, – то ничего похожего на подушки мы не увидим. Магнитная левитация тоже выглядит маловероятным решением.

Если вы когда-нибудь играли с магнитами, то знаете, что противоположные полюса отталкиваются. Эта идея и лежит в основе магнитной левитации. Используя сильный электромагнит, магнитный поезд парит в магнитном поле, находящимся между поездом и рельсом. Но ни в лесу Эндора, ни в песках Джакку рельсов нет. Помните сцену из «Эпизода V», в которой замороженное тело Хана Соло плывет по воздуху по коридорам облачного города? Разве это не круто? Возможно, эта сцена и есть ответ на тайну спидера. Можно долго рассчитывать подъемную тягу спидера. Можно думать о магнитной левитации. Но в мире «Звёздных войн» происходит нечто совсем другое. Когда Люк паркует свой спидер и выключает двигатель, разве он не продолжает парить в воздухе, как и замороженный Хан Соло?