送比萨的鸟

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  鸟大概是可以给家里送比萨的,但给航班上的乘客送比萨比这难得多。
  一个50厘米的比萨大约重1.8千克。(为此我专门点了一个比萨。在这个系列专栏里,我通常尽量绕开实验科学,但我愿意为此破例一次。)这个重量大概是麻雀的100倍,所以我们当然需要选择一只大鸟。以下是体形大于比萨的所有种类的鸟:鹰、天鹅、鹤、鹈鹕以及信天翁。但是,就送比萨这件事而言,它们中的一些要比另一些做得更好。为了说明这一点,让我们看看它们翅膀的形状。
  鸟类之所以有不同形状的翅膀,主要是为了满足不同飞行方式的需要。在所有类型的翅膀中,最适合送比萨的,可能是那种短而宽的翅膀,一般见于隼和鹰身上。(信天翁那种又长又薄的翅膀,在空气动力学上来说效能更高。但是,这种翅膀拍打起来比较困难,所以这种鸟儿不能迅速加速。信天翁起飞时需要一条长长的“跑道”,才能把速度提上去。)这种翅膀在重负载的情况下也能很好地起飞,这显然是送比萨必需的。
  


  北美洲最大型的猛禽是秃鹰和金雕(这要排除加州兀鹫,它们的翅膀并不擅长负重起飞所需的那种猛烈拍打。而且全世界只有几百只加州兀鹫,如果你抓几只来送比萨的话,很快就会被发现),这类鸟成年后体重能达到四五千克。虽然金雕抢走小孩的那条被疯传的著名视频是假的,但确实有人见过鹰提起非常重的东西。2015年,摄影师亚历克斯·拉明在佐治亚州见过一只秃鹰拖着一根重5.4千克的树杈,大概是要用来营建它那巨大的巢吧。虽然秃鹰在到达鸟巢前就把那根树杈扔了,但这确实可以证明这种鸟能负载与它自身重量相当的重物飞行——至少是短途飞行。
  但是,一般来说,猛禽不会去抓重量超过自身一半的东西。也就是说,体重0.5千克的游隼拿不起一个重2千克的比萨。换句话说,体重5千克的鹰,就能做到了。
  然而,能拿得动一个比萨是一回事,能不能成功把比萨送到一位航班上的乘客手中却是另一回事。
  像秃鹰这种高飞的鸟类,飞行的高度极限是上升暖气流(上升暖气流是温暖的柱形上升空气,直升机驾驶员和动物变性人系列小说的粉丝都很熟悉这一现象)的顶层。在热带地区,由日光提供动力的上升暖气流最为强烈,飞机曾在海拔10千米的高空遇到过黑白秃鹰。这个高度完全能达到一架飞行中的航班的高度。但不幸的是,达到这种飞行高度需要完美的飞行条件,而“背上绑着个比萨”显然不是完美的飞行条件。
  


  所以,鸟类可以携带比萨飞行,却不能带着它飞到航班的高度。幸好是这样,因为你还要面对一个更重要的问题:速度。
  无论一只鸟儿能不能飞到飞机的高度,它一定飞不了飞机那么快。即使有人能设法打开飞行中的紧急出口,他还得想个办法抓住比萨。
  如果装比萨的盒子倾斜得太过,芝士会从一侧流掉。倾角的临界值取决于比萨的种类以及高度,但我们不妨假设是45°。在这个角度下,一个比萨能承受的最大侧向加速度是1g。(g是侧向加速度的单位,意指是重力加速度的多少倍。)要想轻柔地接住比萨,我们需要超过1600米的距离。换句话说,就是要在飞机后面拖上一个1600米长的机械装置。
  但等一下,这种计算假设的是侧向加速度。比萨,也像人一样,能更好地处理仰加速度。如果比萨在传递过程中发生旋转,它就可以承受更大的侧向加速度,这样接收装置就可以设计得短一点了。
  怎样的仰加速度能让比萨避免芝士溢出来铺满盒子底部的惨剧呢?我还没找到相关数据,但如果有人想把比萨放进离心机中试试的话,别忘了拍照。
  


  总而言之,如果你在飞行途中突然特别想点个比萨吃,最方便的方法是落地之后再点。不过,如果你实在等不到落地,那你可以让鸟给你送比萨。
  不过,如果送到的比萨少了几块,千万别惊讶。
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