Я, как и многие сейчас, просто заворожен историями о жизни и любви правящих классов на Вестеросе — в мире, симпатичные (на свой лад) обитатели которого большую часть своего времени тратят на споры о том, кто главнее. «Игра престолов» очень увлекательна, но к ее героям не рекомендуется привязываться, так как их жизнь — штука крайне непрочная.
Дейнерис Таргариен, одна из многочисленных претендентов на корону, постоянно общается с драконами и периодически на них летает. Будучи по профессии авиаконструктором, я невольно задумался о технической стороне дела и пришел к выводу, что для того, чтобы дракон мог летать, мир должен был устроен немного иначе, чем Земля.
Размеры дракона можно определить путем сравнения с Дейнерис, рост которой на глаз составляет примерно 1,6 метров, а масса — приблизительно 60 кг. Туловище дракона примерно вчетверо длиннее ее тела, примерно впятеро выше и примерно вдвое шире. Хвост дракона примерно той же длины, что и туловище, а по толщине условно равен телу Дейнерис. Если предположить, что плотность дракона и женщины примерно одинакова, масса взрослого дракона должна превышать массу Дейнерис примерно в 44 раза и составлять около 2600 кг.
Так как движутся на Вестеросе так же, как мы движемся на Земле, предположим, что сила тяжести там такая же, как у нас. Это означает, что вес дракона (W) составляет 26000 Ньютонов (Н) при ускорении свободного падения условно в 10 м/с2.
Чтобы понять аэродинамику драконьего полета, нужно оценить еще два фактора. Во-первых, площадь крыльев (S). Размах каждого из крыльев, по-видимому, примерно вдвое превышает длину драконьего корпуса, поэтому представим крылья как два прямоугольника 4 м на 8 м — то есть общей сложностью площадью в 64 м2.
Во-вторых, критическая скорость, то есть наименьшая безопасная скорость полета, при которой дракон не падает. Будет разумно предположить, что дракон взлетает и садиться примерно на критической скорости, как самолеты и птицы. Судя по сериалу, 13 метров дракона проходят перед камерой примерно за 3 секунды. Это дает нам критическую скорость примерно в 4,3 м/с.
Аэродинамика драконов
Как инженер, столкнувшись с очередной проблемой, я всегда прибегаю к математике. В данном случае нам поможет стандартная формула подъемной силы.
Преобразуем в:
При стандартной земной плотности воздуха на уровне моря (ρ = 1,2 кг/м3), мы получаем коэффициент подъемной силы равный 36. Это абсолютно нереалистично.
Для сравнения возьмем сверхлегкий самолет с крылом Рогалло — крошечный одноместный или двухместный летательный аппарат с легкой рамой и маленьким двигателем, закрепленными под похожим на дельтаплан тканевым крылом. Его коэффициент подъемной силы варьируется от 2,2 до 2,7. Безусловно, эволюция сделала драконьи крылья крайне эффективным подъемным средством, но тут мы уже вторгаемся в область гипотез, поэтому я условно остановился на максимальном коэффициенте подъемной силы (CL.max) в 3,5.
Если не принимать в качестве объяснения магию, придется сделать вывод о том, что атмосфера на Вестеросе намного плотнее, чем на Земле. С помощью того же самого уравнения подсчитаем ее предполагаемую плотность:
У нас получилось 12 кг/м3, что в 10 раз превышает земную норму. 10 бар — это, конечно, много, но не смертельно. Примерно такое давление чувствует дайвер на глубине 100 метров — то есть жить с этим можно.
Наша гипотеза подтверждается эмпирическими данными. Посмотрев несколько эпизодов «Игры престолов», трудно не заметить, что на Вестеросе любой может швырнуть копье или меч на дистанцию, которой позавидует спортсмен-олимпиец. При примерно земной силе тяжести, это заставляет думать, что брошенное оружие генерирует большую подъемную силу, чем на Земле — как и должно быть в более плотной атмосфере.
Состав воздуха
Каким должен быть газовый состав такой атмосферы? Атмосфера Земли на 21% состоит из кислорода, на 78% — из азота и на 1% — из других газов. Мы знаем, что 21% кислорода — это нормально — именно столько его в воздухе, которым мы дышим, — а при 30-процентной концентрации кислорода почти все становится легковоспламеняющимся (дальше уже идет взрывоопасность). Судя по всему, именно так и обстоят дела на Вестеросе, где даже самый легкий драконий выдох заставляет воспламениться всех, кто оказывается рядом, а местные явно боятся разводить огонь где бы то ни было, кроме каменных замков. Таким образом, мы имеем плотную атмосферу примерно с 30% — но не больше — кислорода.
Какие еще газы в ней есть? Рискну предположить, что место привычного нам азота в ней занимает аргон — инертный газ, третий по распространенности элемент земной атмосферы после кислорода и азота. Аргон на 42% процента плотнее азота и может обеспечить более плотную атмосферу при давлении немного ниже 10 бар.
Чтобы предсказать, как поведет себя аргоново-кислородная смесь в атмосфере Вестероса, нам понадобится вспомнить два закона — Закон Шарля, чтобы объединить компоненты, и закон Бойля-Мариотта, чтобы увидеть, что будет при росте давления. Применив их, мы видим, что при давлении примерно в семь атмосфер, атмосфера из 70% аргона и 30% кислорода будет иметь плотность в 12 кг/м3, позволяющую драконам летать. Проще говоря, более плотная атмосфера у нас будет при более тяжелом воздухе — в данном случае, при замене инертного азота более тяжелым (или, точнее, более плотным) аргоном.
Эта аргоново-кислородная смесь (argox) оказывает умеренный наркотический эффект, если ее вдыхать под высоким давлением, что, возможно, отчасти объясняет иррациональное и откровенно агрессивное поведение многих обитателей Вестероса.
Таким образом, немного простейшей физики, аэродинамика и элементарные представления о человеческой физиологии могут много нового сказать нам о Вестеросе, — мире, где летают драконы, огня нужно бояться, а люди ведут себя иррационально не из-за того, что они пьют, а из-за того, чем они дышат.
