Twitter thread N40

◦ Как и сама жизнь, dynamic soaring — способ извлечения энергии из градиента, разности некоего параметра в разных точках пространства. В данном случае — скорости ветра, буквального (в атмосфере планеты) или метафорического (солнечного или какого-то ещё).

◦ (Не хочу переводить термин dynamic soaring на русский, потому что он и на английском-то, мягко говоря, не очень уродился. Слово "dynamic" имеет мало смысла без указания, динамика ЧЕГО, а "soaring", пожалуй, наиболее корректно определить как «то, что может делать планер»).

◦ (И ситуацию вообще не улучшает то, что русскоговорящее сообщество сверхлегкой авиации традиционно называет «парением в динамике» то, что для англоговорящего пилота ridge soaring (и не имеет прямого отношения к dynamic soaring)).

◦ Поначалу dynamic soaring кажется колдунством, порождающим скорость из ничего.

Это нормально. Для жителя пространства, в котором нет ничего крупнее его самого, точно так же выглядит возможность войти в поворот и развернуться на 180°, не давя на газ/крутя педали/махая крыльями.

◦ Изменение собственного импульса без совершения работы вообще-то довольно специфический трюк, требующий наличия тяжелой планеты или хотя бы её атмосферы.

Ну а если есть «вторая атмосфера» — второй её слой, движущийся с другой скоростью — возможностей становится гораздо больше.

◦ Такой слой обычно есть. Почти всегда на высоте ветер сильнее, чем у самой земли — о землю воздух тормозится. Это называется «сдвиг ветра» (wind shear), и пилоты моторной авиации эту штуку ужасно не любят, она спровоцировала множество происшествий разной степени тяжести. Почему?

◦ Потому что

а) при переходе из слоя в слой самолёт по инерции сохраняет скорость относительно земли

б) то, как он летит, определяется его скоростью относительно воздуха.

При неожиданном пропадании встречного ветра или появлении попутного может оказаться, что самолёт, ну, не летит.

◦ Но то авиация моторная, она <s>летать не умеет</s> с атмосферой сражается, а парители умеют атмосферу использовать.

Вот, скажем, альбатрос, который прекрасно летает над волнами океана в любом направлении, неограниченно долго не взмахивая крыльями, шевеля только кончиками перьев:

◦ При взгляде на альбатросов это было очень понятно и так, теперь на альбатроса можно повесить GPS-трекер и получить много количественных данных:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5840797/

(TLDR: в ветер 8 м/c альбатрос летает со скоростью до 20 м/c поперёк ветра, в 3 м/c — до 9 м/c _против_ ветра)

◦ Как это получается?

а) при переходе из слоя в слой, сохраняется скорость относительно земли;

б) в любом слое можно развернуться на 180°, сохранив скорость относительно воздуха

…и после замыкания траектории оказывается, что скорость возросла. И можно повторить еще раз.

◦ https://www.youtube.com/watch?v=MoaWlKC3wIM — используя тот же трюк, горный рельеф и вполне обычный сильный ветер, чуваки разгоняют неказисто выглядящий радиоуправляемый планер — без двигателя! — до 545 миль в час (877 км/ч, 243 м/c, 0.71 Маха)

◦ (на разворотах модель испытывает перегрузку в несколько десятков g, обтекание в отдельных точках крыла уже становится сверхзвуковым, что сильно увеличивает сопротивление и мешает управлению — но конструкторская мысль работает над вопросом, думаю, рекорд не окончательный)

◦ Откуда берётся такая энергия? Из уменьшения градиента в атмосфере — каждый альбатрос чуть притормаживает ветер наверху и чуть усиливает его внизу.

«С точки зрения Земли, альбатрос — это прежде всего мешалка для воздуха, и лишь во вторую очередь потребитель рыбы» © @FbbNikitin

◦ Неожиданный поворот сюжета — binary black hole dynamic soaring! Вокруг чёрной дыры тоже можно развернуться на 180° на любой скорости почти без затрат энергии, надо только очень хорошо целиться; более того, на любой скорости можно временно припарковаться на квазикруговую орбиту.

◦ 1) находим пару ЧД на эллиптических орбитах

2) пережидаем у одной из них, пока они разлетаются,

3) прыгаем от одной к другой, когда они сближаются,

4) ???

5) PROFIT — сделав достаточно большое количество петель, на халяву приобретаем сколь угодно близкую к скорости света скорость

◦ Потом у другой пары чёрных дыр можно по тому же принципу затормозить, делая всё наоборот.

Этот маневр был описан в сценарии Кипа Торна и должен был войти в «Интерстеллар», но Кристофер Нолан счёл нас всех слишком тупыми для его понимания.

(И наверняка нихуя не понял сам).

◦ В Солнечной Системе нет поверхностей, о которые солнечный ветер мог бы тормозиться (за магнитосферами планет, есть «область затенения», но для практического использования она маловата), но на её границах в солнечном ветре есть ударная волна.

◦ Ударная волна — по определению такая поверхность, по разные стороны от которой скорость движения среды различно. А значит? Значит, её можно использовать для dynamic soaring!

◦ (Сильно не всякий [магнитный] солнечный парус подойдет, и вообще к деталям очень много вопросов, и выигрыш в скорости «всего» десятикратный, достижимы лишь сотые доли скорости света — но насколько же охуенно красивая идея. Фантасты, не проебите декорацию!)