ПОЛЁТ

«Дракон парил над ними. Примерно девяностофутовый в размахе своих широких перепончатых крыльев, сиявших в свете раннего солнца подобно золотистой парчовой дымке, и в длину он был не меньше. Тощий, поджарый как борзая, с когтистыми лапами ящера, весь покрытый змеиной чешуёй.»
Урсула Ле Гуин «На дальнем берегу»

Задача формулируется очень просто. Как могло существо, имеющее описанные выше размеры, не просто взмывать ввысь, и ещё и парить?
В природе существует всего несколько животных, способных именно парить или планировать, вроде летучей рыбы и белки-летяги, которые могут оставаться в воздухе крайне непродолжительное время. Кроме этого, есть три типа летающих существ — птицы, летучие мыши и насекомые. Обнаруженные ископаемые отпечатки содержат информацию о четвёртом виде, ныне вымершем — о птеродактилях. При этом полёт любого существа зависит от двух связанных друг с другом факторов:
1) давление воздуха под крылом должно быть больше давления над крылом, и эта разница в давлениях обеспечивает животному необходимую подъёмную силу;
2) подъемная сила должна превосходить общий вес животного.
Вопрос о весе является решающим, потому следующим нашим шагом должна стать попытка оценить вес дракона. Здесь возможны лишь очень приблизительные расчёты, но проделаем их.
Дракон, описанный Урсулою Ле Гуин, составлял девяносто футов в длину, но насколько он был «тощим»? Далее в той же книге есть упоминание о двух людях, восходящих на спину дракона за четыре шага, что соответствует пяти ступенькам. Оба эти человека были крайне измождены, находясь на последней стадии истощения — следовательно, шаг их мог составлять около восемнадцати дюймов (порядка 0,5 м. — Прим. переводчика.), что даёт нам толщину тела дракона около семи с половиной футов (т. е. около 2,25 м. — Прим. переводчика). Мы уменьшим её ещё, до шести футов (1,8 м. — Прим. переводчика.) — действительно невообразимая «стройность» для девяностофутового зверя. И предположим, что его тело равномерно сужается к хвосту от этого самого толстого места — маловероятно, но я допускаю всё это, чтобы приблизиться к минимально допустимому весу. В результате получаем объём тела в пределах восьмисот кубических футов. В ходе эволюции организмы всех летающих животных формировались, исходя из максимальной экономии веса, благодаря чему, в частности, возникли и полые кости, однако есть предел и этому. Таким образом, без учёта веса крыльев, тело подобного объёма могло весить порядка 20 000 фунтов (около 9 тонн. — Прим. переводчика).

Год 793 от Р. Х.: Зловещие знамения возникали над землёй Нортумбрианской и ввергали людей в трепет. Били ужасающие молнии, а в воздухе видели летящих огнедышащих драконов.
Англо-сансконские хроники

В животном мире рекорд грузоподъёмности принадлежит канадскому гусю и составляет 4,2 фунта (1 фунт = 0,45 кг. — Прим. переводчика.) тела на квадратный фут (1 фут = 0,3 м. — Прим. переводчика.) крыла. Для сравнения: ласточка каждым кв. футом своих крыльев поднимает 0,3 фунта. Среди насекомых славится шмель, поднимающий 2,5 фунта. Такая разница в подъёмных силах объясняется особенностью перьев, позволяющих воздуху проходить сквозь них сверху вниз, но не обратно, благодаря чему и создаётся перепад давлений. Некоторые художники рисовали драконов с птичьими, т. е. покрытыми перьями крыльями, но это всегда выглядит неправдоподобно, потому разумнее предположить у нашего дракона подъёмную силу крыла эквивалентную шмелиной. Тогда для подъёма своих 40 000 фунтов ему потребуются крылья площадью около 16 000 кв. футов. Придайте этим крыльям привычную форму — т. е. почти прямоугольную, с шириной от передней до задней кромки в одну треть длины тела и чуть суженную по краям — и окажется, что они должны иметь размах более 500 футов. Однако это не просто в пять с лишком раз шире, чем у дракона Орма Эмбара, описанного Урсулой Ле Гуин во фрагменте, приведенном в начале этой главы, но и совершенно невозможно с точки зрения аэродинамики.
Конечно, можно сказать, что описания, из которых я почерпнул все эти числа, неточны, но даже если мы уменьшим все полученные данные вдвое, то всё равно получим существо либо вообще не способное летать, либо обладающее крайне низкой маневренностью. При этом не будем забывать, что в своих расчётах я, насколько это было возможно, трактовал все допущения исключительно в пользу дракона. К примеру, те же канадский гусь и шмель, столь эффективно распоряжающиеся своим весом, имеют приземистые коренастые тела. Основную массу их тел составляют мышцы, обеспечивающие полёт и потому располагающиеся максимально близко к основаниям крыльев. Летуны же с телами, устроенными иначе, нуждаются в куда больших поверхностях крыльев, более сопоставимых с ласточкой (её удельная грузоподъёмность всего 0,3 фунта на кв. фут) или даже с бабочкой (0,025).

Теперь… он недооценил мощь своих драконьих крыльев. Земля не мчалась ему навстречу. Наоборот, она было далеко-далеко внизу — небольшие разрозненные заплатки лесов, перемежающиеся пустошами. Он был по меньшей мере в паре тысяч футов над нею и стремительно взмывал всё выше и выше… Очевидно, гигантская мускульная сила дракона быстро поднимает его на достаточную высоту, но там уже встаёт вопрос поиска подходящего ветра или восходящего тёплого потока.
Гордон Р. Диксон «Дракон и Джордж»

Можно подойти к этому вопросу и иначе. Самые большие летающие птицы — дрофа Кори, белый пеликан, лебедь-шипун, калифорнийский кондор — все имеют вес около 27 фунтов при наибольшем размахе крыльев порядка 13 футов. Среди древних окаменелостей найдены ископаемые останки птерозавра Pteranodon и гигантского кондора Teratornis, весивших, как полагают, 40 и 45 фунтов соответственно. Но оба они, конечно, вряд ли были способны на что-то большее, чем парить в восходящих воздушных потоках. Любопытно, что с недавних пор рекорд по весу тела среди летающих животных принадлежит человеку. В 1976 году в результате экспериментов с аппаратами, приводимым в движение мускульной силой человека, установлено, что с помощью огромных крыльев возможен перелёт человека и собственно летательного механизма — весом около 400 фунтов — на расстояние в целую милю. Среди издержек такой победы значатся полная неспособность к маневру и максимальная скорость всего в несколько метров в час. По сути, существуют естественные ограничения на вес и размер для успешного полёта того или иного животного. (Не стал исключением и взлетевший человек: его крылья были невероятно хрупкими, а сам он к концу каждого полёта был крайне истощен, к тому же из минимум двадцати неудачных попыток благополучно завершился лишь один перелёт.) Таким образом, любое существо, имеющее столь изрядные габариты, как у драконов, летать было не способно.
И всё же они летали. Они не были простыми планёрами, зависящими, подобно птерозаврам, от крутизны скалы или утёса, или, подобно альбатросам, — от прихоти волн. Они летали маневренно и быстро. Перелёт от Одинокой Горы до Озёрного города был совершён драконом Смогом всего за полночи (путешествие, предпринятое Бильбо и гномами по тому же маршруту в обратном направлении, заняло у них три дня)— при этом ночью не бывает никаких термалей, т. е. восходящих воздушных потоков, способных обеспечить свободный полёт. Дракон Калессин доставил Геда и Аррена от Селидора до Хавнора — через пол-Земноморья! — за несколько дней. Но куда примечательней, чем скорость полёта, — способность драконов парить. Но парить без помощи термалей в течение сколь угодно долгого времени способны лишь очень небольшие птицы и насекомые. Птица размером с голубя может проделывать это лишь несколько секунд. А любое существо более крупных размеров вообще не способно добиться того, что требует быстрых махов крыльями.
Ясно, что в наши рассуждения вкралось что-то принципиально неверное, что-то, что не может быть сведено к простой ошибке в исходном описании. Уменьшим длину дракона до, скажем, двадцати футов, и снабдим его крыльями размахом в сорок футов, и он по-прежнему будет не в состоянии летать. Увеличим эффективность крыла за пределы любой из известных на планете — результат окажется тем же. Что там у нас ещё остаётся?
Остаётся вес.
Да, для того, чтобы летать, драконы должны были быть почти невесомыми. 

Если обратиться теперь к рассмотрению всё более и более крупных птиц, окажется, что кривая необходимой для полёта силы будет постоянно смещаться вверх и вправо, и хотя доступная сила при этом будет возрастать, но не настолько, как сила необходимая. Очень большие птицы, типа большого африканского стервятника, обладают, очевидно, силой, достаточной для горизонтального полёта, но не способны хотя бы на кратковременное парение… Нельзя лететь со скоростью, не достигшей определённого минимума… потому приходится разгоняться, разбегаясь по земле, пока не сможешь от неё оторваться…
Колина Дж. Пенникуик «Полёт животных»

Ликование прекратилось, а радость обернулась ужасом. Именно потому дракон и не застал их врасплох.
И очень скоро, уж настолько велика была скорость дракона, они увидели мерцающую искру, летящую к ним и становящуюся с каждым мгновением всё крупнее и ярче… Каждый воин был вооружён, каждая стрела, каждый дротик были приведены в боевую готовность, а мост был обрушен и уничтожен прежде, чем ужасающий рёв приближающегося Смога стал оглушающим и озеро подёрнулось багряной рябью от жуткого плеска его крыльев.
Дж. Р. Р. Толкин «Хоббит или Туда и обратно»

Предположим, некоему воображаемому существу достались крылья из двух суповых тарелок: по штуке на сторону. Ему вряд ли удастся приличный полёт, потому что двух таких тарелок хватит лишь на то, чтоб поднять в воздух один кирпич.
Некоторые авторитеты упоминают Большого Кирпичника, чьё тело в каждом измерении вдвое шире и потому состоит из восьми кирпичей при шестнадцати суповых тарелках, требующихся, чтобы поднять всё это дело в воздух.
Однако если Большого Кирпичника ещё как-то можно себе представить, то существо, которое мы назовём Кирпичником Тиранозаврусом, — ни за что. Предполагается, что размеры его в каждом измерении уже в шесть раз больше, чем у обычного Однокирпичника. Иными словами, тело Тиранозавруса состоит аж из 216 кирпичей. Вроде бы не ахти какой штабель — четыре фута длиной, два фута шириной и полтора фута высотой, но чтоб поднять его в воздух потребуются, как-никак, 432 тарелки, организованные в крылья по шесть штук в высоту и тридцать шесть в ширину при общем размахе крыл порядка пятидесяти футов.