Почему ангелы без магии не летают

      В очень многих придуманных мирах существуют разнообразные крылатые летающие гуманоиды (тот же пидживерс, например, см. мои “Укротитель” и “Попал”). Имея за плечами высшее образование (почти профильное) и большую любовь к авиации в душе, я вдруг задался вопросом: “Но, чёрт возьми, КАК, Холмс?”, и вопрос этот совсем не прост.       Начну с востока, как с самого простого случая. Всяческие культиваторы, буром пронзающие небеса, много-много ки, чи, ци и прочей чакры. Иными словами - it’s magic и пофиг. Сюда же и все прочие чисто магические варианты. Как и обещал — очень просто. :-)       А вот если мы попытаемся хотя бы чуть-чуть опереться на физику, то всё сразу становится сложно. Традиционно крылья этих волшебных летающих гуманоидов крепятся к тем же самым плечам, что и руки, как у всяких ангелов, а иногда и вместо рук, как у всяких гарпий или вариаций по мотивам летучих мышей. Чтобы этими крыльями хоть сколько-то правдоподобно размахивать — необходима совершенно чудовищная сила (самая большая летающая птица, андский кондор, весит до 15 кг, дрофы — до 20 кг, но летают, как я понимаю, похуже). Кроме того, для полёта крыло должно иметь достаточно большую площадь, иначе летать придётся или очень-очень быстро, или “только вниз”. У уже упомянутого кондора размах крыльев — порядка трёх метров, удлинение крыла, судя по фото, порядка трёх, то есть, хорда крыла — порядка полуметра, что даёт площадь в полтора квадратных метра и удельную нагрузку на крыло примерно 10 кг/м2. Обязательно нужно упомянуть, что кондоры — парители, с земли взлетают с большим трудом и вообще крыльями махать стараются пореже.       Если мы посмотрим на данные по сверхлёгким самолётам, то увидим, что нижняя граница удельной нагрузки на крыло у них порядка 20-25 кг/м2 при скорости сваливания порядка 45-60 км/ч. Таким образом, для полёта тушки в 40 кг нам нужно хотя бы два квадратных метра крыльев, лучше — больше. Напомню: чем меньше удельная нагрузка на крыло, тем медленнее можно лететь, не падая, ведь с увеличением скорости необходимая для полёта мощность растёт пропорционально кубу скорости (учитываем, что большое медленное крыло обладает большим лобовым сопротивлением, а маленькое быстрое — большим индуктивным, так что всё несколько сложнее, чем просто куб, но в любом случае: быстро = энергозатратно).       Итак, если наш крылатый гуманоид весит около 40-50 кг (очень лёгкие птичьи кости и вообще скромные размеры, кроме мышц), ему нужны крылья примерно в три-четыре квадратных метра площадью, то есть, при хорде примерно 70-100 см (длина человеческого торса плюс чуть-чуть на перья) они должны иметь размах три-четыре метра — то есть, КАЖДОЕ крыло примерно в человеческий рост длиной!       Вариант с крыльями а-ля летучая мышь интересен с точки зрения включения в полёт ног, как минимум, для увеличения хорды (как следствие — уменьшение размаха и требований к прочности, то есть, массы), но в “этой вашей реальной жизни” рукокрылые в целом летают заметно хуже пернатых, хотя обладают другими серьёзными преимуществами вроде пальцев на “рукокрыльях” (один, но это лучше, чем ни одного).              До сих пор я говорил только про размеры. В конце концов, мир магический, мышцы волшебные, кости и перья вообще сказочные, крылья складные, всё как-то получилось…       Но есть ещё одна ОЧЕНЬ серьёзная проблема: развесовка. Традиционно у всего летающего на крыльях центр тяжести расположен примерно на расстоянии трети хорды этих самых крыльев от передней точки этой самой хорды (так как крыло может иметь сложную форму, используется САХ, средняя аэродинамическая хорда). То есть, если мы рисуем классического ангела, летящего, расправив крылья и вытянув назад ноги, то центр тяжести у него должен быть где-то в районе сердца, тогда как у человека он, внезапно, где-то в районе пупка или даже пониже. К слову, всякие демоны с крыльями из поясницы, как их часто рисуют азиатские художники, в этом свете выглядят куда правдоподобнее, чем ангелы европейской школы с крыльями из плеч.       В отличие от силы и размера, с развесовкой магией не справишься (всяких оборотней не рассматриваем, ибо во время полёта они уже не гуманоиды). Надо или двигать центр тяжести к нужной точке, или ту самую САХ относительно ЦТ. Второе, кстати, отлично получается как раз с летучими мышами: перепонка, натянутая от плеч до пяток, да ещё с небольшой стреловидностью, как раз ложится на центр тяжести нужным местом. Тут, правда, вопрос с пальцами, которые эту перепонку растягивают…       С пернатыми сложнее: да, можно нарисовать птичье крыло в полтора метра хордой, но… у птиц крыло — это, фактически, балка с торчащими из неё перьями, и полутораметровые перья будут или гнуться, или выламываться, или выворачивать эту самую балку в креплении (то есть, руку из плечевого сустава). Единственное решение — это со страшной силой резать вес и рост нашего летуна… и пропорции тела, чтобы задвинуть центр тяжести в пригодное для полёта место, то есть, вместо гуманоида опять получаем птицу.       Разумеется, есть ещё одно решение: летать “стоя”. То есть, наши крылья-из-плеч, как и положено крыльям, гордо летят, а основная масса гуманоида под ними болтается, как пилот на планерах Отто Лилиенталя. В этом случае человеческая тушка несколько портит аэродинамику, рекомендуя летать как можно медленнее, зато неплохо улучшает управляемость по крену и дифференту тангажу. Выглядит это совсем не пафосно, зато позволяет задействовать в полёте широчайшие мышцы спины — довольно большие и сильные. Заодно решается вопрос обзора: не надо сильно запрокидывать назад голову, как при полёте "лёжа на животе".       Ещё один момент, который несколько вбок. Независимо от прочего, летательные мышцы будут заметно сильнее всех прочих вместе взятых, а потому и крупнее (исключение — вариант с точечным магическим форсажем одних только летательных мышц). Если исключить целенаправленное вмешательство в геном, это приведёт к сильному перекосу пропорций: тонюсенькие ножки и могучейшие плечищи, что мы у птиц как раз и наблюдаем.              Единственный рабочий вариант — отказаться от гуманоидной формы с парой крыльев из плеч, но это уже совсем другая история! ;-)