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人類要擁有多大的翅膀才能飛翔?

雖然人類已經用飛機征服了天空,但我們還沒有達到像有翅膀的動物那樣獨自飛行。

鳥能飛是因為它的翼展和翅膀肌肉力量與它的身體大小保持平衡。它們的骨架很輕,中空的骨頭使它的翅膀承受更小的重量。

鳥類的肺泡也與肺相連,這使得它更輕,在飛行過程中可以很容易地讓空氣通過肺。

大白鵜鶘的翼展是科學家所知的最寬的翼展之一,寬3.6米。這種翼展的力量足以支撐這種重量較輕的鳥。

這不禁讓我們思考,如果人類要飛行,我們需要多大的翅膀,當然這裡是不考慮翅膀的重量和合理程度的。

人類要飛行一個重要因素就是速度。下面是翅膀面積的一個公式,面積=(升力)/(半速度*速度*空氣密度*升力係數),表現為數學公式為:如圖

A(面積)是我們要找的數字。

L(升力)必須等於人的質量,以支持他們的重量。地球上的人平均體重62公斤,當然越輕的人越容易飛。

v是起飛速度:在空氣中前進的速度,可以抵消了人的質量。

ρ(空氣密度)被指。

升力係數CL約為1,與迎角和機翼形狀有關。我們可以假設翅膀形狀很好,所以可以忽略這一項。改變這個來產生推力,基本上就是拍打的作用。

從上面的方程,我們可以看到,機翼面積正比於質量(升力L),和空氣密度(ρ)成反比。換句話說,質量越大翅膀就要越大;當空氣密度越大時,就可以是小一點的翅膀。

當然這個計算還是有點複雜,不過有學者確實計算過,一個合理的翅膀,62公斤成年男性平均需要至少6.7米的翼展才能飛行。

在這裡要說的是,即使有這樣的翼展,人類也不可能飛行,對人類體型和力量之比的計算表明,我們人類永遠無法獨立飛行。當一個有機體生長時,它的重量增長速度比它的力量增長速度快。

一個6歲的女孩比她40歲的父親能做更多的引體向上,這是有原因的:她可能更弱,但她的力量和重量比仍然大於她父親的比例。

換句話說,我們的力量根本無法支持我們飛行中的體重。

這種大尺寸或低重量的組合在目前的機械技術下也是非常難以實現的。

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