¿Podrían volar los dragones de Game of Thrones? Ingeniería aeronáutica y matemáticas dicen que podrían

El siguiente ensayo se reproduce con permiso de La conversaciónLa conversaciónuna publicación en línea que cubre las últimas investigaciones.

Como muchas personas, recientemente me fascinaron las vidas y los amores de las clases dominantes de la gente de Westeros, donde los habitantes ocasionalmente encantadores pasan mucho tiempo discutiendo sobre quién está a cargo. Game of Thrones es muy entretenido, pero no te encariñes con ninguno de los personajes, ya que la vida útil en su mundo parece bastante variable.

Uno de los muchos aspirantes a gobernantes: Daenerys Targaryen – pasa una buena parte de su tiempo y ocasionalmente monta dragones. Mi experiencia como Ingeniero aeronáutico me hizo pensar sobre las criaturas míticas y me di cuenta de que para poder volar, su mundo debe funcionar de manera un poco diferente en comparación con la Tierra.

Es posible estimar el tamaño de un dragón en comparación con Daenerys, que parece medir aproximadamente 1,6 m (5 pies 3 pulgadas) de alto con una masa de alrededor de 60 kg (132 lb). El cuerpo del dragón parece ser unas cuatro veces más largo que el suyo, unas cinco veces más profundo y unas dos veces más ancho, con una cola de la misma longitud y del mismo grosor que su cuerpo. Suponiendo que la densidad del dragón y la mujer son aproximadamente iguales, entonces la masa de un dragón completamente desarrollado debe ser alrededor de 44 veces la de Daenerys: alrededor de 2600 kg (5700 lb).

Teniendo en cuenta que todos en Westeros parecen moverse de manera similar a nosotros en la Tierra, asumamos la misma atracción gravitacional, lo que hace que el peso del dragón sea de 26,000. Newton (que llamaremos W) a un valor nominal aceleración debida a la gravedad de diez metros por segundo por segundo (32 ft/s/s).

Si vamos a entender el aerodinámica de dragones voladores, necesitamos dos bits más de información. Primero, el área del ala. Cada ala parece tener una envergadura de aproximadamente el doble de la longitud del cuerpo principal del dragón, así que aproximemos las alas como dos rectángulos de 4 m por 8 m (13 por 26 pies), o 64 m.2 (340 pies), que llamaremos S.

En segundo lugar, el velocidad de estancamiento, o más lento que el dragón puede volar con seguridad antes de que caiga del cielo. Sería razonable suponer que los dragones despegan y aterrizan aproximadamente a su velocidad de pérdida, al igual que lo hacen los aviones y las aves. A juzgar por los programas, parece que la longitud del cuerpo del dragón de unos 13 m pasa en unos tres segundos, lo que sitúa la velocidad de pérdida en unos 4,3 m/s o 14 pies/s.

Aerodinámica del dragón

Como ingeniero, ante cualquier problema suelo recurrir a matemáticasen este caso el ecuación de elevación estándar de:

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que puedo reorganizar para:-

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Si usamos el estándar nivel del mar tierra densidad del aire de r = 1,2 kg/m3, esto da un coeficiente de elevación de 36. Lo cual es completamente irreal.

En comparación, un Avión ultraligero con alas Rogallo – un diminuto avión de uno o dos asientos con una estructura ligera y un pequeño motor suspendido debajo de un ala textil estilo ala delta – tendría un coeficiente de sustentación de entre 2,2 y 2,7. Sin duda, la evolución ha adaptado el ala del dragón para que sea altamente eficiente, pero tuve que hacer algunas suposiciones aquí, así que opté por un coeficiente de sustentación máximo (o CL máx.) de 3,5.

Despreciando la posibilidad de magia, esto nos dice que la atmósfera de Westeros debe ser mucho más densa que la nuestra. Usando las mismas cifras, podemos calcular qué tan denso:

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12 kg/m23, o alrededor de 10 veces lo normal de la Tierra (lo llamamos 10 bar) suena desagradablemente alto, pero en realidad no es tan malo. Se trata de lo que un buzo experimentaría en 100 metros de profundidad – perfectamente sobrevivible.

Hay evidencia empírica que apoya esto. Al ver algunos episodios de Game of Thrones, notarás que casi cualquiera puede tomar una lanza o una espada y lanzarla a distancias que un Lanzador olímpico de jabalina estaría profundamente envidioso. Dado que la gravedad parece ser más o menos similar a la nuestra, esto sugiere que las armas arrojadizas generan mucha más sustentación que en la Tierra, en consonancia con una atmósfera de mayor densidad.

Hay algo en el aire

¿Cuál es la mezcla de gases en esta atmósfera, me preguntaba? La atmósfera de la Tierra está compuesta por un 21 % de oxígeno, un 78 % de nitrógeno y un 1 % de otros gases. Sabemos que el 21 % de oxígeno está bien, usted y yo lo estamos respirando en este momento, mientras que las concentraciones de oxígeno al 30 % causan casi todo. volverse altamente inflamable (más allá de eso empieza a rozar lo explosivo). Esto parece bastante probable en Westeros, ya que cualquiera que se acerque a la más mínima bocanada de aliento de dragón parece incendiarse, mientras que es notable que la mayoría de los lugareños están paranoicos acerca de encender fuego en cualquier lugar excepto dentro de un castillo de piedra. Westeros probablemente tiene un aire de alta densidad con alrededor de un 30% de oxígeno, pero no más.

¿Qué hay del resto? Voy a aventurar una conjetura educada aquí de que puede que no sea nitrógeno al que estamos acostumbrados en la Tierra, sino que es argón – un gas inerte que es el siguiente gas más común en la tierra después nitrógeno. El argón es un 42% más denso que el nitrógeno y permitiría una atmósfera de mayor densidad a una presión algo inferior a los 10 bar.

Hay dos leyes relacionadas con los gases que se pueden usar aquí para determinar el comportamiento de la mezcla de aire de argón y oxígeno: Ley de Carlos para sumar los componentes, y Ley de Boyle para mostrar lo que sucede cuando la presión aumenta. Aplicando esto, puedo demostrar que a una presión de aproximadamente siete atmósferas, una atmósfera con un 70 % de argón y un 30 % de oxígeno tiene una densidad de aire de 12 kg/m3, y así los dragones pueden volar. En términos simples, podemos tener una atmósfera más densa si el aire es más pesado, en este caso reemplazando el nitrógeno inerte que tenemos en la tierra con el argón más pesado (o más exactamente, más denso).

Este argón-oxígeno (o argox) la mezcla será en realidad moderadamente narcótico cuando se respira a altas presiones. Quizás esto podría explicar en parte el comportamiento regularmente irracional y francamente agresivo que se observa entre muchos ciudadanos de Westeros.

Así que un poco de física básica, aerodinámica y un poco de conocimiento práctico de la fisiología humana pueden decirle mucho sobre Westeros: donde los dragones vuelan, el fuego es de temer y el comportamiento irracional de las personas no se debe necesariamente a lo que están bebiendo. pero lo que están respirando.

Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. Leer el artículo original.