Читать книгу Полет птиц и насекомых без формул. Машущий движитель – птичье перо - И. Степанов - Страница 7

Прежде, чем описывать полет птиц, хочу напомнить о том, что птицы, являясь наиболее совершенными летающими живыми существами по сравнению с насекомыми и рукокрылыми, помимо своих особенностей полета, присущих только им, в большей или меньшей степени пользуются также всеми способами полета летающих насекомых и рукокрылых. Вот самые основные.

Во-первых, это складные крылья.

Во-вторых, разделение площадей крыла на несущую поверхность и тяговую.

В-третьих, максимальное восприятие крылом кинетической энергии движущегося воздуха, вплоть до ее самых наименьших частиц, и передача этой энергии на тело.

В-четвертых, увеличенная величина туловища за счет перьевого покрова.

В-пятых, возможность автоматического управления крыльями с минимальным расходом энергии.

Итак, когда птица стоит на земле, ее ноги широко расставлены, грудная клетка расширена, шея сложена, кожа свободна, перья аккуратно сложены и крылья прижаты к туловищу. Теперь пошагово рассмотрим взлет.

Готовясь к взлету, птица на мгновенье приседает. В этот момент туловище птицы резко опускается. Кожа шеи, как было сказано, находясь в ненатянутом состоянии, не прижимает плотно контурные перья друг к другу и воздух имеет относительно свободный доступ в полость между перьями и туловищем.

Во время опускания туловища, воздух, заполнив свободное пространство внутри перьев, начнет сжиматься, устремляясь вверх. Перетекая, часть воздуха попадает в пространство под сложенным крылом, и, воздействуя на маховые перья, начинает их раздвигать. Другая часть воздуха попадает под рулевые перья и тоже помогает птице их раздвинуть.

Резкий толчок от ног передается на крестец и на спинную кость, где находятся плечи крыльев. Верхняя часть туловища первой начинает движение вверх. Грудина, находясь в подвешенном состоянии на двойных «шарнирных» ребрах, несколько запаздывает. Зато голова, получив ускорение, усиленное сокращением шейных мышц, быстро направляется в выбранную для полета сторону. Шейные позвонки выстраиваются друг за другом, кожа натягивается, выстраивая очины контурных перьев вдоль туловища и прижимая перья к телу. Из-под контурных перьев резко выходит воздух, попавший во время приседания птицы, реактивная сила еще более натягивает кожу, передавая импульсы сил на тело.

Длинные большие грудные мышцы удерживают жилу, соединяющую их с кистью крыла, в натянутом положении, а короткие подключичные мышцы в это время поднимают плечо. Так, кисть с главными маховыми перьями первая выходит из сложенного состояния. Встречный ветер ограничивает движение кисти вперед. При отсутствии ветра птица при взлете главные маховые перья заносит вверх и вперед.

Во время распрямления крыла перепончатая площадь опоры крыла постепенно уменьшается, выдавливая из-под себя воздух и получая реактивный импульс силы. Воздух, вышедший под некоторым давлением, попадает на второстепенные маховые перья и преобразуется на них в тяговое усилие. Полное выпрямление крыла заканчивается в его почти вертикальном положении. При этом главные маховые перья, имея тяговое усилие, сохраняют почти горизонтальное положение. Тяговое усилие главных маховых перьев оказывается вполне достаточно для того, чтобы птица кистью могла на них опереться и подтянуться, сгибая локти. С опусканием крыльев птица начинает свой полет.

При сгибании локтей увеличивается площадь опоры крыла и происходит следующее заполнение воздухом его объема с одновременным опусканием всего крыла. Частичное складывание крыла приводит к тому, что расправленные и заполненные воздухом маховые и кроющие перья крыла сжимают свои опахала, выдавливая из них воздух и направляя его в полость под крылом. В определенном месте птица снова начинает выдавливать собравшийся воздух из-под площади опоры, выпрямляя крыло и одновременно увеличивая общую площадь крыла. Это приводит к новому заполнению опахал перьев встречным потоком воздуха.

Сначала все движения птицы резкие и частые, но с увеличением скорости полета частота махания уменьшается, а плавность движений увеличивается.

Во время взлета и частых отталкивающих движений подвижность всех перьев крыла и хвоста ничем не ограничена. Но с увеличением скорости увеличивается лобовое сопротивление крыла и перетекание воздуха с обеих сторон крыла, которое ряд за рядом плотно придавливает кроющие перья вначале друг на друга, а затем и к очинам маховых перьев. Под этим давлением крыло птиц принимает вид цельной, крепкой, плотной конструкции, что в свою очередь вводит в заблуждение не только врагов пернатых, но и многих исследователей. (Враги воспринимают увеличенный объем за реальную величину туловища птицы, а исследователи думают, что птица в полете опирается на перья крыльев).

Контурные перья действительно фиксируют крыло, предотвращая его непроизвольное складывание под воздействием пружинящего свойства летательной перепонки, стремящейся притянуть локоть к туловищу. Менее сжатыми оказываются главные маховые перья крыла, которыми птица в полете и управляет.