Татьяна Копычева
Мифологическое драконоведение
Полет драконов
В этом вопросе, несомненно, одним из наиболее убедительных представляется мнение уже упоминавшегося ранее Питера Дикинсона:
«Полет 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 необходимую подъемную силу;
2) подъемная сила должна превосходить общий вес существа.
В животном мире рекорд грузоподъемности принадлежит канадскому гусю и составляет около 6,2 кг веса на квадратный метр крыла. Для сравнения: ласточка каждым квадратным метром своих крыльев поднимает чуть более 400 г. Среди насекомых славится шмель, поднимающий 3,7 кг. Такая разница в подъемных силах объясняется особенностью строения перьев, позволяющих воздуху проходить сквозь них сверху вниз, но не обратно, благодаря чему и создается перепад давлений. Некоторые художники рисовали драконов с птичьими, т. е. покрытыми перьями крыльями, но это всегда выглядит неправдоподобно, потому разумнее предположить у дракона подъемную силу крыла эквивалентную шмелиной»[23].
Птерозавр как замечательный пример природной инженерии.
Иллюстрация из книги «Когда динозавры правили Землей»
Но разумнее строить предположения о полете драконов, опираясь не на строение гусей и шмелей, а поинтересоваться, как же летали существа, более близкие драконам по строению, – птерозавры.
В 1975 г. в Биг-Бэнде (штат Техас) были обнаружены окаменелые останки, принадлежащие неизвестному птерозавру невероятной величины. С головой длиннее собственного тела и с размахом крыльев 12 метров, Кецалькоатль (Quetzalcoaltus) буквально ошеломил ученый мир. Многие ученые просто отказывались верить, что подобное существо было способно оторваться от земли.
Но как оказалось, 12 м – не предел, и как сообщает BBCRussian.com, «в сентябре 2005 года на научном фестивале в Дублине выставлены останки птерозавра, обитавшего в Мексике. Размах его крыльев составлял 18 м. При столь огромных размерах птерозавр поднимался в воздух без особых усилий. Его скелет был очень легким, тонкокостным и сами перепонки на крыльях были очень тонкими. Форма перепонки дополнительно поддерживалась сетью жестких, проходящих в коже волокон, ориентированных по тем же направлениям, что и стержни перьев у птиц или пальцы у летучих мышей. Этот каркас не позволял крылу спадаться, защищал его от износа и делал его более аэродинамичным. “Это замечательный пример “инженерии”, – говорит Дэвид Марилл из университета Портсмута»[24].
При этом, согласно энциклопедии «Кругосвет», «птерозавры не планировали в воздухе, а использовали мощный машущий полет. Такой вывод позволяет сделать строение их снабженной килем грудины, плечевого пояса и костей передних конечностей.
У ранних птерозавров был длинный хвостовой отдел позвоночника, но более поздние формы практически бесхвостые. Утрата хвоста означала снижение устойчивости полета, но это компенсировалось развитием головного мозга, по-видимому лучше контролировавшего движение в воздухе. Кроме того, укорочение тела повышало маневренность.
Крупные птерозавры, судя по содержимому их желудков, питались рыбой, что требует также умения ловко пикировать»[25].
В отличие от других рептилий у птерозавра не было чешуи, что также экономило ящеру «взлетную массу».
Как сообщает Space Daily, «палеонтолог Санкар Чаттерджи из Техасского технического университета и авиационный инженер Джой Темплин из Канадской национальной аэродинамической лаборатории провели детальное исследование полета птерозавров. В этой работе ученые впервые постарались самым тщательным образом соединить все известное об анатомии летающих ящеров с новейшими компьютерными моделями обтекания крыла. В результате исследователи пришли к выводу, что древние ящеры могли бы многому научить авиаконструкторов. Оказалось, что птерозавры были способны на длительный машущий полет с активным набором высоты и максимальной скоростью 15 м/с. Птерозавры могли в значительной степени менять форму крыльев во время полета, отклоняя четвертый палец, к которому у этих животных крепился конец крыла-перепонки. Также они могли сильно изменять кривизну поверхности крыла благодаря набору длинных мышечных волокон и сухожилий, составлявших “каркас” несущей поверхности. Но главное: крыло птерозавра было чувствительным сенсорным органом, позволявшим ящеру ощущать распределение давления воздуха по всей его поверхности, срыв потоков воздуха и т. д. При этом задействовались особые каналы внутреннего уха ящера. Так что птерозавры были живым воплощением идеи “морфинг-самолета”, к которой лишь теперь осторожно подходят авиаинженеры. Данная концепция предусматривает кардинальное развитие крыла с изменяемой стреловидностью, дающей очень большие возможности трансформации крыла в воздухе и активной адаптации аэродинамики машины к условиям полета»[26].
В «Компьютерре» читаем: «Главную загадку птерозавров – каким образом они могли отрываться от земли – решили специалисты по изучению летательных навыков у животных во главе с зоологом Мэттью Уилкинсоном.
Изучив скелеты древних крылатых ящеров, группа Уилкинсона пришла к выводу, что птерозавры использовали для увеличения вертикальной тяги так называемое переднее крыло. Мембрана крыла птерозавра простиралась между его передними и задними конечностями. С внешней части переднего края и изгиба крыла она поддерживалась чрезвычайно удлиненным “пальцем”. Три когтеобразных пальца торчали из крыла перед соединением “запястья” птерозавра и тонкой костью, так называемым локтевым отростком, соединявшим и поддерживавшим подвижное переднее крыло.
На многих плоских окаменелостях эта кость была направлена к плечу. Это дало почву для предположений, что таким образом формируется край очень короткого переднего крыла. Однако тонкость и ограниченная подвижность локтевого отростка привели палеонтологов к выводу, что он мог немного облегчать взлет. Позднее окаменелости фрагментов запястья, найденные в Великобритании, заставили некоторых исследователей предположить, что птерозавры были в состоянии направлять локтевые отростки вниз и вперед, существенно расширяя переднее крыло. У этой теории, однако, нашлись противники, утверждающие, что одних окаменелых фрагментов недостаточно для ее доказательства.
Команда Уилкинсона длительное время изучала датированные ранним мелом окаменелости, обнаруженные в Cеверо-Восточной Бразилии, а затем, чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою гипотезу, Уилкинсон и его соратники просто соорудили модель крыла птерозавра с подвижным локтевым отростком и проверили его аэродинамические свойства. Оказалось, что такие крылья обладают исключительными аэродинамическими свойствами: подъемная сила благодаря переднему крылу возрастает на 30 %. Из-за резкого изгиба переднего крыла взлет с места был возможен лишь по достижении невероятно большого угла атаки – угла, под которым крыло буквально “рассекало” воздух. “Даже гигантские птерозавры, возможно, были способны отрываться от земли просто расправив крылья, стоило в их сторону подуть лишь легкому ветерку, – считает Уилкинсон, – а улучшенная подъемная сила давала им возможность снизить скорость падения на 15 %, позволяя совершить мягкую посадку”.
Палеонтолог портсмутского университета Даррэн Нэш (Великобритания) также уверен, что окаменелости мягких тканей птерозавров, обнаруженные в Китае, подтверждают наличие у летающих ящеров обширных предкрылок. “Если это на самом деле так, то, похоже, мы действительно можем создать для себя ясную картину того, как летали птерозавры”, – говорит он[27].
Но драконы – не птерозавры, хотя, имея большое сходство в строении, обладали также существенными отличиями. В частности, у драконов были достаточно массивные задние лапы, или даже две пары конечностей; кроме крыльев, хвост с костяным набалдашником, чешуя. Все это придавало дракону дополнительный вес. Трудно предположить, что драконы имели размер крыльев больше, чем у упомянутого выше мексиканского птерозавра. Значит, существовал еще какой-то фактор, позволяющий драконам летать.
Как же они все-таки летали?
Стоит отметить, что не все разновидности драконов могли летать. Но те, кто могли, обладали некими загадочными особенностями строения, по поводу которых вновь дадим слово Питеру Дикинсону.
«Изо всех потомков динозавров выжили только птицы, и это подтверждает уверенность в том, что выбор способа полета оказался важнейшим и для эволюции драконов. При этом пример птиц доказывает, что именно от овладения полетом зависело будущее расы, и, видимо, резонно предположить, что Природой был опробован способ полета не только с помощью крыльев и оперения. На этой стадии эволюционного процесса перебираются едва ли не все возможные варианты, а история человеческих попыток освоения воздушной стихии показывает, что способы, основанные на использовании более легких, чем воздух, газов – самые простые, и к тому же настолько непритязательны, что вполне могут оказаться более предпочтительными на ранних стадиях поиска»[28].
Таким образом, основное предположение состоит в том, что внутри дракона находились емкости с газом, который был легче воздуха. Аналогией может служить плавательный пузырь у рыб или воздушные мешки у птиц. При наполнении мешков средняя плотность дракона становилась меньше, газ сообщал дракону дополнительную выталкивающую силу и тело становилось легче, что облегчало полет. Однако не следует принимать дракона за воздушный шар.
Драконы обладали огромными сильными крыльями. Даже если предположить, что крылья драконов столь же уникальны по своему строению, как и крылья птерозавров, не стоит забывать, что драконы были тяжелее. А сколько историй об унесенных драконами людях? Очевидно, только крыльями здесь не обойтись.
Дракон не мог просто взмахнуть крыльями и взлететь. Как известно, большие птицы испытывают затруднения при взлете с ровного места, им приходится либо подпрыгивать, либо спрыгивать с возвышения и пытаться при этом захватить крыльями восходящий поток воздуха. Если воздух неподвижен, то полет превращается в простое планирование. С подобными трудностями не знакомы мелкие птицы, летучие мыши и насекомые, так как масса их тела достаточно мала.
Драконы были крупными существами, поэтому им, как и большим птицам, приходилось разгоняться, разбегаясь по земле, прежде чем взлететь.
Вероятно, что разбег осуществлялся на двух задних конечностях, потому что эта «приподнятая» форма разбега видится более привлекательной в том плане, что у разбегающегося таким образом дракона больше амплитуда взмаха крыльев, а также возможен дополнительный толчок задними лапами в момент отрыва от поверхности, то есть дракон немного подпрыгивал, взлетая.
Пользуясь специальными мышцами, предназначенными для изменения угла наклона крыла, драконы во время активного полета, энергично взмахивая, поворачивали крылья под углом к направлению движения воздуха, создавая тем самым дополнительную тягу. При пассивном полете крыло, подобно крылу самолета, просто режет воздух, но не использует силу встречного потока воздуха. Большие крылья также служили для планирования.
Драконы не умели летать с самого рождения. Летные мышцы молодых драконов были недостаточно развиты, летные полости с газом недостаточно объемны, чтобы дракон мог взлететь, разогнавшись, в вертикальном прыжке с ровной поверхности. Поэтому молодняку приходилось держаться вблизи скал или высоких уступов. И только прыгнув со скалы, молодые драконы старались поймать восходящий теплый поток воздуха, чтобы парить, подобно тому как на протяжении многих часов могут парить орлы. Требовалось несколько лет полетов, чтобы молодой дракон развил свои мышцы, чтобы летные полости стали достаточно объемны и дракон научился управляться со всем этим хозяйством.
Летные полости
Итак, как уже упоминалось выше, у драконов были особые летные полости, которые заполнялись газом, более легким, чем воздух.
Вновь обратимся к мнению Дикинсона:
«Полости эти были, конечно, связаны между собою клапанами, и благодаря этому во всем теле могло происходить перераспределение газа, что использовалось для сохранения равновесия и в других целях. Обычно газ в полостях находился под умеренным давлением, и вес дракона в воздухе оставался положительным. Для взлета мышцы полостей расслаблялись, а занимаемый газом объем увеличивался. В момент взмаха крыльями летные полости расширялись еще больше. Объем дракона увеличивался, но его масса оставалась прежней, в результате средняя плотность дракона становилась меньше.
Когда объем дракона увеличивался, надо уточнить, что это не было особенно заметно для постороннего наблюдателя, хотя в описаниях китайских драконов особо отмечается их способность изменять свои размеры»[29].
Каким газом были заполнены летные полости?
Существуют две точки зрения. Сторонники одной, и в частности Питер Дикинсон, полагают, что летные полости заполнялись водородом, сторонники другой голосуют за метан. Рассмотрим обе возможные версии.
Итак, водород.
«Очень легкий и к тому же достаточно распространенный газ, бурно воспламеняющийся в смеси с кислородом и уже присутствующий в доступной форме в пищеварительных системах всех позвоночных в виде соляной кислоты.
Простейшая формула необходимой химической реакции выглядит примерно так:
Ca (крист.) + 2HCl (жидк.) => H2 (газ) + CaCl2 (р-р)
Соляная кислота вступает в реакцию с кальцием, в результате чего выделяется водород, а в качестве побочного продукта образуется водный раствор хлорида кальция (хлористый кальций).
Источником кальция могут служить кости, преимущественно состоящие из кальция. Или как альтернативный вариант – употребление в пищу минералов, богатых кальцием, например известняков»[30].
Расчеты показывают, что для получения 1 куб. м водорода необходимо около 5 кг кальция и чуть больше 3 кг чистой соляной кислоты. Такое количество кислоты имеет объем около 7 л.
Водорода объемом 1 куб. м достаточно, чтобы поднять в воздух 1,2 кг. Дракону необходимо гораздо больше водорода. А это, в свою очередь, влечет увеличение массы веществ, необходимых для реакции.
Кроме того, водород обладает крайне маленькой плотностью и, следовательно, занимает очень большой объем. Если предположить, что в летных полостях водород находится под давлением, то ситуация получается крайне взрывоопасной. Буквально. При сжатии любой газ нагревается и возможен взрыв.
А уж водород вообще очень взрывоопасен. Еще в средней школе демонстрировался опыт: учитель химии надувал мыльный пузырь водородом и, когда он взлетал, подносил к нему спичку. К общему восторгу, пузырь взрывался так, что девчонки взвизгивали, а мальчишки начинали обсуждать технологию получения гремучего газа во внелабораторных условиях.
Все это делает водород крайне неподходящим газом для участия в жизненных процессах драконов.
Теперь рассмотрим действие метана.
Метан – природный газ. Метанобразующие бактерии живут без доступа воздуха. При этом происходит процесс сбраживания органических веществ, при котором 60–70 % углерода превращаются в метан (CH4), остальные – в углекислый газ и водород. При этом процесс идет с небольшим выделением тепла.
Что интересно, в Индии в настоящее время существует около 10 млн биоэнергетических установок, получающих метан описанным способом. А в Китае – около 70 млн! Это объясняется легкостью процесса получения метана, который в дальнейшем используется как топливо.
С попутным образованием газов идет пищеварительный процесс у бегемотов. Он осуществляется последовательно в четырнадцати желудках, что позволяет переваривать пищу практически без остатка. От избытка газов, образующихся в процессе пищеварения, бегемот избавляется, зевая и открывая при этом пасть на 150°. Этот интересный способ избавления от газов объясняется тем, что бегемоту совершенно не нужны газы внутри кишечника, потому что он не сможет погрузиться в воду.
Дракону же, напротив, все полученные в результате пищеварения газы были просто жизненно необходимы.
Подъемная сила метана в несколько раз меньше подъемной силы водорода и составляет 0,5 кг/м3 в нормальных условиях. Но стоит также отметить тот факт, что даже обычный нагретый воздух обладает определенной подъемной силой. Это позволяло заполнять им воздушные шары, которые могли поднимать достаточно солидный вес.
Поэтому нагретый метан (а внутри дракона метан будет нагретым) обладает довольно ощутимой подъемной силой. Кроме того, метан хорошо сжимается, при этом он не взрывоопасен.
Итак, будем исходить из предположения, что летные полости драконов были заполнены метаном и небольшим количеством водорода. Но было бы слишком нерационально использовать этот газ только для полета. Весь современный мир использует метан совсем в других целях! Метан прекрасно горит, а мы помним, что драконы были также и огнедышащими.
Простой опыт иллюстрирует горение метана: если воздушный шарик наполнить метаном, а затем проткнуть раскаленной металлической проволокой, то метан будет сгорать ровным факелом, выходя из проделанного отверстия.
Стоит еще также вспомнить специфический запах метана, потому как зловоние – неотъемлемый атрибут физиологии драконов.
Огненное дыхание
Из смотрил его – жар, из дышил его – дым…
Л. Кэрролл. «Алиса в Зазеркалье»[31]
Эти драконы вырастают невероятно большими, а из пастей их далеко разносится плотное зловонное дыхание, подобное густому дыму, поднимающемуся при пожаре. Когда приходит их время, они собираются вместе и развивающимися крыльями начинают поднимать себя в воздух. Затем, по воле Божьей, став слишком тяжелыми, они падают в реку, вытекающую из Рая, и в ней гибнут. Те, кто живет рядом, ждут времени драконов, а когда видят, что все драконы пали, выжидают еще семьдесят дней. Затем спускаются и исследуют останки в поисках карбункула, гнездящегося во лбу дракона.
Иордан. «Чудеса Востока»
Огонь – это то, что делает дракона наиболее устрашающим. Эта адская отрыжка пламени запросто превращает плоть и кости в пепел. И все же не все драконы умеют выдыхать огонь.
Как дыхание становится огненным?
Вновь дадим слово Дикинсону:
«Драконы выдыхали огонь, потому что это было им необходимо. Это было неотъемлемой частью их особого способа полета».
Иордан пишет, что драконы начинают поднимать себя в воздух, а потом, «став слишком тяжелыми», падают. Сразу ясно, что он описывает нечто, чего сам не понимает. Никакое животное, прошедшее долгий эволюционный путь по выработке собственного способа полета, не может ни с того ни с сего оказаться «слишком тяжелым» для нахождения в воздухе. Однако если предположить, что некогда увиденное кем-то из древних путешественников воздушное действо было не чем иным, как своего рода брачным танцем, то эта сцена в сочетании с предыдущей фразой о драконах, выдыхающих «зловонное дыхание», подобное дыму при пожаре, наполняется реальным смыслом.
Кстати, о дыме. Метан горит без дыма. Но при сгорании метана образуются углекислый газ и вода. На той высоте, где летали драконы, вода превращалась в водяной пар, столь похожий на белый дым. Подобный эффект мы наблюдаем на примере выхлопных газов автомобиля в холодную погоду.
Стычки между двумя молодыми драконами, уже созревшими для полета, но еще не набравшимися опыта участия в брачных поединках, были опасны для них не столько из-за вреда, который противники могли непосредственно причинить друг другу, сколько из-за риска израсходовать на выдох пламени в пылу поединка чрезмерное количество необходимого для полета газа, оперативно восполнить который внутренняя система драконьего газоснабжения была не в состоянии. Но именно в таких стычках постепенно и вырабатывался опыт, необходимый для победы в брачных играх.
Брачные состязания драконов не были схожи с принятыми у самцов общественных насекомых, состязающихся в преследовании новорожденной матки-«королевы». У драконов, видимо, это было чем-то более схожим с противостоянием готовящихся к спариванию оленей, в котором самцы сражаются друг с другом за право оплодотворять самок. Но если у оленей основным «аргументом» в таком поединке всегда были ветвистые рога, то у драконов – выдыхаемое ими пламя. Как в большинстве других подобных брачных состязаний, поединок носил прежде всего ритуальный характер, с незначительным причинением ущерба, и был по большей части чисто демонстративным – обильные клубы дыма, снопы пламени – такие же впечатляющие, как хвосты павлинов или соловьиные трели. Была, однако, и опасность. Если от избытка страсти дракон исторгал слишком много пламени, неэкономно расходуя удерживающий его в воздухе газ, то он терял свою подъемную силу, и если дракон был довольно молод и неопытен в обращении с крыльями, то он погибал, низвергнувшись с высоты наземь.
Он увидел в бледном свете луны огромную змею, более сотни локтей в длину, скользящую к нему на чреве своем. Глаза ее мерцали подобно двум изумрудам, а из ноздрей ее извергались потоки жаркого пламени. Он выхватил свой ятаган и нанес ей тяжкий удар, но она лишь громче зашипела, жгучим огнем вновь и вновь его опаляя, покуда дотла не сожгла.
Фирдоуси. «Шахнаме»[32]
Хотелось бы уточнить еще одну деталь. Зачем драконам нужно было сжигать избыток своего газа, если куда естественнее его просто изрыгнуть или стравить, как это делают, к примеру бегемоты? Ответ заключен в другой известной привычке драконов. Бо́льшую часть времени они скрывались в темных холодных пещерах. Можно предположить, что они были в состоянии контролировать объем газа, вырабатываемого у них внутри, но при этом существовали верхняя и нижняя границы такого контроля, ведь основной метаболический процесс не может быть полностью прекращен без губительных последствий для организма. Поэтому даже в покое пещеры драконы время от времени избавлялись от газа. И если этот газ горюч, то при невозможности каким-либо контролируемым способом сжигать накапливающийся в организме метан внутри пещеры будет образовываться чрезвычайно опасная взрывчатая смесь. А там, где для повышения жизнеспособности существу требуется определенная адаптация организма, такая адаптация происходит.
Если драконам было жизненно необходимо как-то воспламенять выдыхаемый ими метан, то природа наверняка предусмотрела вполне безопасный для них способ воспламенения.
Какой именно способ? Сразу приходят в голову идеи, так или иначе связанные с электрической искрой, поскольку известные нам существа типа электрического угря, способные вырабатывать напряжение, необходимое для возникновения искры, специализируются именно на электричестве. Однако трудно допустить какую-либо адаптивную способность, не связанную с преобладающей спецификой формы существования животного, поэтому более вероятным кажется, что и система воспламенения у драконов была химической. В неявном виде нечто подобное существует в природе.
Например, жуки-бомбардиры семейства Brachinus располагают удивительным защитным механизмом[33].
Уточним, насекомое, не превышающее 2 см в длину, в специальных мускульных мешочках хранит смесь гидрохинона с крепким (25 %) раствором перекиси водорода, не вступающих в реакцию в нормальных условиях. В случае же опасности смесь эта поступает в «реакторную камеру», расположенную в задней части тела жука и содержащую особый фермент, выполнящий роль катализатора. Происходит мгновенная взрывоподобная реакция окисления, и в обидчика выстреливается реактивная струя раскаленного газа.
Казалось бы, надежность такой системы близка к нулю, однако еще не было случая, чтобы жук дал осечку или погиб от преждевременной реакции.
Наличие у драконов некоего ядовитого жгучего фермента, служащего для воспламенения выходящих газов, подтверждается многочисленными историями, в которых говорится, что «дракон плевался ядом».
Сборник житий святых, составленный генуэзским епископом Яковом Ворагинским в конце XIII в. из-за огромной популярности получил название «Золотая легенда». О драконах в «Золотой легенде» часто говорится, что они «отравляют воздух, отчего многие люди болеют, а некоторые даже умирают. Другие драконы заражают источник, и те, кто пьет из этого источника, также заболевают или умирают».
Здесь уместно уточнить, что синильную (цианистую) кислоту получают из метана в присутствии платины как катализатора. Всем известна чрезвычайная ядовитость солей-цианидов. Не исключено, что в процессе метаболизма драконов образовывались вещества, содержащие цианиды, отсюда такая ядовитость выделений дракона, самим своим существованием отравлявших все вокруг.
Вернемся к повествованию Дикинсона. «Вне зависимости от механизма воспламенения газа драконы выдыхали пламя, потому что нуждались в этом. Привычка скрываться в укромных надежных пещерах была чрезвычайно существенна для их выживания, но если бы взрывчатые газы, производимые этими существами, воспламенялись спонтанно, пещеры стали бы попросту опасными для их обитателей. Огненное дыхание в качестве средства защиты, нападения и сексуального привлечения самок сформировалось у них на основе того, что уже существовало как часть присущего им способа полета.
Воителю каменного века, столкнувшемуся с такими впечатляющими всплесками ярости в недрах пещеры, огонь должен был представляться основным признаком дракона, однако подобно всему остальному в природе, пусть и странному внешне, этот признак также развился как логическое продолжение свойств более важных.
Очевидно, что количество накопленного газа зависело от того, как питался дракон, поэтому в голодное время драконы теряли возможность выдыхать пламя, что делало их более уязвимыми. Молодые драконы приобретали способность выдыхать огонь постепенно, осваивая полет и развивая свои летные полости.
Особо надо бы сказать о ноздрях. Выдыхание пламени требовало очень хорошо защищенных дыхательных отверстий, а вероятная необходимость держать воспламеняющиеся газы, пока они не выйдут за пределы тела, отдельно от кислорода могла привести к развитию совершенно раздельных каналов для дыхания огненного и дыхания простого. В этом случае реальные ноздри должны были быть намного меньше и в целом незаметны»[34].