Отчего драконы не летают как птицы

Как вы уже догадались, мы хотим подробнее изучить способности драконов к полету с точки зрения биологии – всё же мы зоологи, хоть и маглы!
А полёт – это сплошная физика, даже если это вам не нравится. А физика – это точные расчеты. Поэтому начать придется с физических параметров драконов.

По данным, собранным фанатами книг про волшебников, самые крупные драконы из мира Гарри Поттера достигают более 10 метров в длину с массой тела до 6000 кг. Внешние параметры дракона зависят от его породы, которых в магическом мире насчитывается великое множество.
Нам удалось установить длину тела венгерской хвостороги по кадрам из фильма «Гарри Поттер и Кубок огня»: если длина метлы Гарри 175 см, то длина дракона от носа до хвоста – около 9 метров. Не так уж и много.
Однако венгерская хвосторога – не самый большой дракон в магической вселенной, поэтому логично предположить, что их размеры могут достигать бОльших значений.
Украинский железнобрюхий дракон, на котором троице юных магов удалось бежать из банка Гринготтс, считается самым большим драконом в мире магов. Размах его крыльев достигает почти 26 метров. По нашим оценкам 17 м – длина самого дракона. Его размеры на скриншотах фильма сопоставлялись с ростом актёра, сыгравшего Рона Уизли (173 см).
Почему такой акцент на цифрах? Они нам пригодятся, ведь в нашем драконьем «ликбезе» мы постараемся проанализировать, как летают драконы и возможен ли такой полёт по нашим физическим законам. Оставим за скобками вопрос о том, что драконов в воздухе может удерживать исключительно магия, потому что в удивительном мире биологического разнообразия нашей планеты похожие создания существуют в реальности.

В 2008 учёные опубликовали расчёты, в которых показано, что летучая мышь способна увеличивать подъёмную силу на 40% для «зависания» на месте. Для этого она использует завихрения воздуха, образующиеся во время медленного полёта, в результате чего максимальный коэффициент подъёмной силы доходит до значений, необходимых для поддержания животного в воздухе. Высокая подвижность крыльев и эластичность перепонки позволяют летучим мышам быть ещё и очень манёвренными: они способны резко разворачиваться в полёте на 180 градусов, что другим летунам – птицам, белкам-летягам, драконам – совершенно недоступно. Но за всё нужно платить. И плата за этот совершенный полёт довольно высока – во-первых, это высокая частота взмахов, с которой только и возможен такой полёт – в среднем, несколько десятков в секунду. И по-другому летать не получится, иначе будет происходить срыв потока с поверхности крыла. Во-вторых, учитывая общую биомеханику крыла летучих мышей, ясно, что такая конструкция сильно ограничена по предельно допустимым размерам. Вступают другие обстоятельства – возросшее сопротивление воздуха, прочностные характеристики, невыгодные рычаги приложения силы мышц и другие, которые ограничивают предельные возможные размеры использующих кожистые крылья животных. Именно поэтому максимальный вес летучих мышей ограничивается всего чуть более, чем одним килограммом.
Дракон же весит на 2-3 порядка больше… И неторопливый и величественный полет драконов, изображенный во всех без исключения фильмах с их участием, ну никак не похож на полет летучих мышей с частотой 15 взмахов в секунду.
Квазистационарная теория в данном случае не работает. Похоже, что физика полета драконов совершенно иная.

Вообще-то, за примерами крупных летающих животных с крыльями в виде кожистых перепонок на передних конечностях, далеко ходить не надо. В истории эволюции жизни на Земле драконы были. Ведь драконы – это большие рептилии! Но они... вымерли.
Один из представителей птерозавров – кетцалькоатль, – живший на Земле около 70 млн. лет назад, достигал гигантских размеров: размах его крыльев по некоторым оценкам мог доходить до 15 метров. Украинский железнобрюхий дракон, судя по кадрам из фильма «Гарри Поттер и кубок огня», имеет размах крыльев около 26 метров – в 1,5 раз больше. Но, выходит, венгерская хвосторога вполне сопоставима по размерам с кетцалькоатлем. Так смогла ли бы волшебная рептилия в итоге полететь?
Прежде чем лететь, нужно взлететь. Взлет – самая ответственная процедура для пилотируемых аппаратов. Многие крупные летуны из ныне живущих организмов используют стратегии, которые облегчают им самый трудный момент полета – первоначальное преодоление силы тяготения – отрыв от земли. Можно поймать поток воздуха, подобно коршуну, альбатросу или пеликану; спикировать с обрыва скалы, как орёл; или разогнаться, как некоторые крупные птицы – лебеди, гагары, – взлетающие с воды. Быть может, дракон мог бы полететь, если бы «упал» с большой высоты? Подобно планёру, дракон мог бы опереться своими крыльями на восходящий поток воздуха и парить… Или нет?

В 2022 году было опубликовано исследование, в котором учёные разработали аэродинамическую модель, объясняющую физику полёта гигантских динозавров кетцалькоатлей. Выяснилось, что рептилии с размахом крыла около 10 метров использовали так называемое «термальное» парение, а их способность к парению, а тем более к машущему полёту, по сравнению с динозаврами меньших размеров была очень низкой. Производительность полёта кетцалькоатля оказалась даже ниже таковой у африканской большой дрофы – одной из самых тяжёлых современных летающих видов птиц, которая взлетает только в случае опасности. Гигантский динозавр оказался хуже приспособлен к полётам в восходящих потоках воздуха, чем современные птицы.

Так что же говорить о летных качествах даже такого небольшого дракона, как венгерская хвосторога? Ведь его масса, судя по расчетам, в 30 раз больше массы Кетцалькоатля! А это значит, что площадь его крыльев должна быть совершенно запредельной. К сожалению, с зависимостью площади крыльев от массы тела не все так просто – она не линейная. Тем не менее, аналогии с летающими динозаврами дают возможность утверждать, что такие чудеса пилотажа, которые демонстрируют драконы по замыслам сценаристов и режиссеров большинства фильмов-фэнтези, физически невозможны. Увы, только магия способна поднять железнобрюхого дракона в воздух.