Vuelo impulsado por humanos: ¿por qué lo hacemos tan difícil?

arnold koblitz

Los mejores engaños imitan escenarios inverosímiles pero plausibles, y juegan con nuestros miedos o aspiraciones. Dos videos que se volvieron virales este año fueron creados hábilmente por estudiantes de arte y lanzados a un público desprevenido. El primero fue un águila real arrebatadora de niños pequeños que nos dejó boquiabiertos de horror, mientras que el segundo (abajo), presentó un proyecto de alas de pájaro humano que envió a muchos espectadores a la oficina saliendo de sus cubículos. Ambos videos afirmaron, en cierto nivel, la obsesión humana por volar. El segundo video fue más allá, tocando lo que sentimos en nuestro núcleo como cierto: los humanos pueden volar por sus propios medios.

Aunque probablemente no fue el primero en encarnar el mito de Ícaro, Da Vinci forjó la cultura del vuelo humano. Para volar realmente, como lo hace un pájaro, debemos abandonar los enfoques ingenuos y distractores que aparentemente funcionan tan bien para las aeronaves de propulsión rotatoria y abrazar los principios que tienen un sentido de ingeniería sólido dado el poder y la escala de un humano.

Sin duda, las águilas son criaturas fuertes: las águilas arpías arrebatan monos de los árboles amazónicos, las águilas marciales agarran gacelas adolescentes de la sabana africana y Águilas reales derriban cabras grandes de las montañas. ¿Cuánto pueden levantar realmente? Como veremos, las preguntas obvias no tienen respuestas obvias. Un águila excepcionalmente grande podría pesar 25 libras y tener una envergadura de 9 pies. Sería conservador decir que podría despegar fácilmente con un extra 10 libras y mantener el vuelo con al menos duplicar eso. El engaño para niños pequeños de este año puede ser exagerado, pero ciertamente no enorme.



Entonces, ¿qué hay del engaño de las alas de pájaro humanas? Los diseñadores en realidad construyeron una máquina de aspecto realista pero desesperadamente sin potencia. Un diseño mejor fue explorado hace algún tiempo por Douglas George. En su Proyecto Falcon concepto, calculó que un ala de 40 pies podría producir alrededor de 200 libras de sustentación a una velocidad aérea de 15 millas por hora. Si bien eso ciertamente requeriría un fuselaje de construcción muy ligera para acomodar a la mayoría de los pilotos, con materiales modernos una máquina de 30 libras puede no estar totalmente fuera de su alcance. Sin embargo, lo que realmente capta la atención es la idea de acoplar libremente la potencia de las piernas con elementos en forma de tendones para hacer una transición suave de un corto despegue al vuelo.

falcon

Varios artilugios de propulsión humana han recibido recientemente una buena cantidad de la atención de los medios. Los helicópteros propulsados ​​por pedales y las aeronaves que aletean han dado breves saltos y han capturado premios incentivadores. El Gossamer Condor de ala fija, pedaleando a través del canal de la Mancha, parecía casi listo para viajar desde la posición ventajosa del sillón.

Desafortunadamente, como rutas viables para el vuelo impulsado por humanos para las masas, cada uno de estos diseños finalmente falla en ambos extremos del ciclo de conversión de energía. Los métodos que utilizan para capturar la entrada de energía de la fuente humana y la forma en que se aplica la salida de energía al aire son enormemente ineficientes. La maquinaria de combustión, con potencia de pistón o turbina preempaquetada en forma rotativa, no puede ser el punto de referencia para las máquinas accionadas por humanos. Las hélices son el compañero de acoplamiento lógico cuando su potencia mecánica llega a girar rápido y su velocidad aérea es alta, pero las hélices son ineficientes; hacen convertidores de potencia altamente efectivos, pero solo cuando la tiene de sobra.

Helicóptero de propulsión humana

A medida que la velocidad del aire y la velocidad de la hélice disminuyen hacia el régimen de propulsión humana, el tamaño de la hélice debe crecer exorbitantemente si se quiere ofrecer un empuje comparable. A velocidades más bajas, debe acelerar la mayor masa de aire posible. En algún momento, la hélice ideal comenzaría a acercarse al tamaño de las alas. Sin embargo, si ya tiene alas, ¿por qué alguien querría agregar una hélice llena de masa, resistencia y el par desestabilizador asociado que produce en el cuerpo de la aeronave cuando gira contra el aire?

Las alas fijas de Gossamer Albatross ciertamente están construidas de manera demasiado liviana para ser batidas, también son demasiado livianas para ser seguras. Si el batir de alas se mueve demasiado lento, habrá poca ganancia. Sin embargo, a velocidades suficientes, las cosas comienzan a suceder. La diferencia entre un picado y un ombligo se vuelve más relevante. Si está girando una hélice, los pedales pueden parecer atractivos al principio; si quiere aletear un ala, son una pesadilla de ingeniería.

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