Полет птицы с неподвижными крыльями



Птицы

Полет птицы обычно принято сравнивать с полетом самолета. Это сравнение можно проводить лишь до определенных пределов, так как в полете аппаратов с машущими и с неподвижными крыльями есть много различий. Почему птица, которая значительно тяжелее воздуха, все-таки отрывается от земли? Как и в случае с самолетом, это происходит благодаря возникновению аэродинамических сил при поступательном движении. Этих сил две: лобовое сопротивление, стремящееся задержать продвижение вперед, и подъемная сила, поднимающая крыло, а с ним и тело птицы. Чтобы проследить возникновение этих сил, рассмотрим явление подробнее.

Плоская пластина

Возьмем плоскую пластинку и будем перемещать ее в воздухе (рис. 7). Тогда на нее будут действовать сила тяги и сила сопротивления воздуха. Последняя будет возрастать пропорционально площади пластинки и квадрату скорости движения. При наклонном положении пластинки (рис. 8) она как бы отбрасывает воздух, встречающий ее на пути, вниз, а сама стремится подняться вверх. Реакция воздуха называется силой полного сопротивления. Она, с одной стороны, не пускает пластинку двигаться вперед (лобовое сопротивление), а с другой — поднимает ее вверх (подъемная сила). Угол между горизонтальным направлением и наклоном пластинки называется углом атаки.

У нас получилась почти готовая модель крыла. Осталось только изменить ее форму. Пусть это будет выпукло-вогнутая пластинка, передний конец которой закруглен и утолщен, а задний сходит на нет. Она напоминает профиль крыла птицы (рис. 9).

Распределение аэродинамических сил

Ее преимущество в том, что и при нулевом угле атаки, т. е. при движении вперед параллельно своей хорде ab, подъемная сила все равно возникает, что невозможно в случае с пластинкой. При встрече с крылом воздух изменяет свою скорость, она увеличивается над выпуклой поверхностью крыла, а под крыло попадает меньшее число частиц воздуха, и движение их здесь замедлено. Давление воздуха обратно пропорционально скорости его движения. Поэтому под крылом оно увеличено, а над крылом уменьшено. Сгущение струй и наибольшая их скорость у передней, утолщенной части крыла. Максимальную подъемную силу крыло имеет при углах атаки в 16-24°. Это — критические углы атаки.

Подъемная сила возникает в основном между туловищем и кистевым сгибом, а сама кисть крыла, несущая длинные маховые перья, слегка перекручиваясь во время полета, как бы ввинчивается в воздух и создает тягу. Таким образом, главное отличие птицы от самолета в том, что птичье крыло совмещает в себе функции и винта самолета, и его несущих плоскостей, создающих подъемную силу. Вместе они составляют сложнейший аэродинамический комплекс со множеством переменных характеристик, чрезвычайно трудно поддающихся изучению и моделированию. Не вдаваясь в подробности, укажем: представление о том, что птица получает толчок вверх, опуская крылья вниз, а поднимание крыла вызывает опускание птицы, совершенно неверно. Поэтому и приспособлений, уменьшающих сопротивление воздуха при подъеме крыла, у птиц пет. И при подъеме крыла, и при его опускании существует сила, противодействующая силе тяжести. Но тяга возникает только при опускании крыла, да и то лишь в его концевой части: она уравновешивает лобовое сопротивление, действующее во время взмаха.

Распределение воздушных струй

Желающих подробнее разобраться в механизме полета мы отсылаем к книге Н. А. Гладкова «Биологические основы полета птиц» (М., 1949). Источник энергии для полета лежит в мускулатуре птицы, и работа состоит в преодолении силы тяжести. При неподвижных крыльях источник энергии лежит вне птицы — в движении воздушных масс.

Источник

Полет птицы с неподвижными крыльями

Основной способ передвижения современных птиц — полет. Но летать они научились не сразу.

Первая птица появилась на Земле около ста миллионов лет назад. В 1877 году в Германии, раскапывая пласты сланцев, на­шли хорошо сохранившийся отпечаток птицы на камне. Ее на­звали археоптерикс, что значит первоптица. Странная это была птица! Ростом с ворону. Вместо клюва — зубастая пасть. Хвост из двадцати позвонков, и на каждом пара перьев. На крыльях три пальца с когтями.

Летала первоптица, по-видимому, неважно: слишком уж слабы у нее были крылья и тяжелы кости. Скорее всего она могла только перепархивать с дерева на дерево. Зато лазил ар­хеоптерикс неплохо; когтями на крыльях он мог цепляться за кору и ветви деревьев. К меловому периоду появилось уже много различных птиц. Одни из них стали неплохими летунами, другие совсем разучились летать, но зато хорошо плавали или бегали. Впрочем, таких совсем мало. Все строение птиц приспособлено к движению в воздухе. Скелет у них прочный и вместе с тем легкий; тело облегчено множеством воздушных полостей. Передние конечности превратились в крылья, удер­живающие их в воздухе. В движение крылья приводятся силь­ными мускулами, прикрепленными к килеобразной грудной клетке. Органы дыхания, кожный и перовой покров, зрение и другие органы птиц тоже приспособлены к полету.

Читайте также:  Лабораторные методы исследования мяса птицы

Птицы летают двумя различными способами. Если они не­прерывно машут крыльями, то такой полет называют машу­щим. Если же они планируют, используя перемещение слоев воздуха, то говорят, что птицы парят. Воздух редко бывает аб­солютно неподвижен, и обычно его слои перемещаются в са­мых различных направлениях. В зависимости от направления и скорости воздушных потоков птица, не махая крыльями, мо­жет подняться очень высоко, может парить на месте или стре­мительно опускаться.

Любая птица может и парить, и летать, махая крыльями. Но одни птицы чаще пользуются машущим полетом, другие же, главным образом крупные птицы — орлы, грифы, аисты, альбат­росы, — преимущественно парят.

«Сухопутные» парители — орлы, грифы — чаще пользуются восходящими потоками, и у них широкие, «разрезанные» на концах крылья. «Морские» парители — альбатросы, буревестни­ки — летают над самой поверхностью моря, а здесь скорости воздушных потоков все время меняются и для парения нужны узкие длинные крылья.

Попав в непривычные условия, «парители» иногда терпят аварии. Случалось, что среднеазиатских грифов обнаруживали на Печоре. Там им совсем нечего делать, и залететь туда по сво­ей воле они не могли. Очевидно, грифы попадали в поток возду­ха, движущийся с большой скоростью на север, и, не сумев с ним справиться, в конце концов оказывались в лесах Северного Ура­ла. Довольно часто грифов, особенно молодых, вылавливали из моря; таких «утопленников» немало в зоопарках Западной Евро­пы. В воду они попадали потому, что не привыкли к характеру воздушных потоков над морем.

С другой стороны, «морские парители» часами летают над поверхностью моря, но, оказавшись случайно над материком, не могут бороться с восходящими токами воздуха и часто гибнут.

Интересно, что птицы «понимают», где им легче и безопаснее лететь. Орлы, аисты при дальних перелётах делают большой крюк, чтобы как можно меньше лететь над морем и больше над сушей. Наоборот, аль­батросы облегают стороной сушу, и, как бы ни удлинялся их путь, пред­почитают лететь над морем.

Куриные птицы — глухарь, тете­рев, куропатка — взлетают машущим полетом, а вылетев на открытое мес­то, планируют, постепенно снижа­ясь, потом опять набирают высоту, часто махая крыльями.

Гуси, утки летят, почти беспре­рывно махая крыльями, и лишь идя на посадку, планируют.

Своеобразно летают дятлы. Они после ряда сильных взмахов крыль­ями плотно прижимают их к туловищу и летят по инерции, используя разгон. Так же летают некоторые мелкие лесные птички.

Полет колибри, когда она «пови­сает» в воздухе над цветком, добывая нектар или притаившихся внутри цветка насекомых, называют вибрационным. И в самом деле, в это вре­мя птичка так часто машет крылья­ми, что их нельзя рассмотреть, точно так же, как пропеллер у летящего самолета. Очень часто машут крыль­ями, «застыв» в воздухе и высматри­вая притаившуюся в траве добычу, пустельга и кобчик.

Скорость полета птиц, по срав­нению со скоростью современных самолетов, не так уж велика. Мелкие певчие птички пролетают в среднем 30-52 километра в час, куропатки, ласточки около 40, гуси – 70-80, утки – 80-95, наши стрижи — 100-110, а иглохвостый стриж — до 170 километров в час.

На скорость полета птиц силь­но влияет ветер. При попутном птицы летят быстрее, а при встреч­ном медленнее. Например, почто­вые голуби в тихую погоду летят со скоростью 60-70 километров в час, при попутном ветре делают до 120, а при сильном встречном не более 20 километров в час. Плохие летуны, прежде чем пуститься в путь через большие водные пространства, ждут попутного ветра. Во время осенне­го перелета на северном побережье Черного моря при южном ветре скапливается множество перепелов, которые буквально ждут у моря погоды.

Каких же птиц мы должны считать лучшими летунами? Стрижей? Действительно, они летают очень быстро. Зато они не могут круто поворачивать и ловить насекомых, летающих в стороне, а при полете в лесу тотчас разбились бы о дерево. Ла­сточки летают в два раза медленней, но полет у них куда маневренней, и от них не скроется ни одно насекомое, очутившее­ся в поле зрения, но и ласточки не могут ловить насекомых в чаще леса. Рябчик летает совсем медленно, но может лавиро­вать в самом частом сплетении ветвей. Для него скорость ни к чему, а важна поворотливость. А для птицы саджи, обитающей в пустыне, важна именно скорость, ведь ей приходится еже­дневно пролетать десятки, а то и сотни километров, чтобы до­браться до источника и напиться. Для грифа важно долго на­ходиться в воздухе без лишней затраты сил, ведь павшее жи­вотное не высмотришь за одну минуту. А утке, перелетающей си укромной дневки на место кормежки, нет нужды долго летать — ей можно помахать крыльями.

Читайте также:  Элеш с птицей рецепт

Источник

Как и почему птицы летают? Описание, фото и видео — «Как и Почему»

Жарким летним днем, высоко в небе можно увидеть красивое зрелище: медленно парящую кругами хищную птицу. Ее полет, кажется, может длиться бесконечно. Лишь изредка, по необходимости птица взмахивает крыльями.

Сила тяжести, притягивающая любой предмет к земле, оказывает воздействие и на птиц. Поэтому птица, взмахивая крыльями, противодействует этой силе. Для полета необходима подъемная сила (как было описано в статье: как летают самолеты), но как она возникает у птиц?

Как возникает подъемная сила у птиц?

Подъемная сила возникает в крыльях. Крыло птицы не плоское, как кажется на первый взгляд, а имеет выпуклую по направлению вверх форму. Воздух, для того чтобы попасть с переднего края на маховые крылья, должен проделать более длинный отрезок пути по верхней части крыла, чем по внутренней части. Скорость воздушного потока на верхней стороне выше, чем на нижней. На верхней стороне крыла образуется подъемная тяга, а на нижней – давление. Они действуют вертикально вверх в противовес силе тяжести. Подъемная сила, складывающаяся из силы тяги и веса птицы, зависит от размера особи и формы ее крыла.

Скорость тоже играет не маловажную роль при обтекании крыла воздухом, и под каким углом воздух попадает на передний край крыла. Если измениться этот угол, то измениться и подъемная сила. Если крылья расположены вертикально относительно идущему навстречу воздуху, то поток, что обтекает крылья, тот самый, что держит птицу на лету исчезнет и птица окажется в воздушной яме. Таким образом происходит приземление.

Как птицы парят?

Парение коршуна в восходящем потоке. Коршуны по утрам парят в небе тогда, когда солнце прогреет землю и воздух начнет подниматься вверх. В восходящем потоке они взмывают на высоту свыше 1000 метров и опускаются в следующую зону восходящего потока воздуха. Затем снова поднимаются и так далее. Таким образом они без труда могут пролететь несколько сотен километров.

Как форма крыла влияет на полет?

Способность птицы к полету определяется прежде всего формой крыла. Узкие крылья с острыми кончиками преимущественно у тех птиц, что летают быстрее. Круглые и широкие крылья делает полет легко управляемым. Такие крылья имеют большинство птиц, обитающих в лесах, а также певчие птицы и хищники, ястребы-перепелятники и ястребы. Птицы, для которых предпочтительнее слабо восходящий воздушный поток имеют округлые спереди большие крылья, например орлы. Аисты имеют подобную форму крыльев, но парить как орлы не в состоянии. Для того, чтобы парить сильно восходящем воздушном потоке, нужны длинные, узкие и заостренные крылья, как например у чаек.

Как взлетают и садятся птицы?

Хорошим летунам для взлета достаточно просто оттолкнуться от земли или сучка дерева. Другим пернатым для этого требуется относительно длинный разбег. Большие тяжелые лебеди должны разбежаться по воде, хлопая крыльями, прежде чем смогут подняться в воздух. При посадке на водную поверхность они усиленно машут крыльями, шумно притормаживая лапами.

Передвижение птиц

Передвижение птиц по земле

Те птицы, что чаще обитают на деревьях, в основном прыгают, а наземные бегают. Из этого следует, что наземным особям свойственны длинные ноги. Еще длиннее они у голенастых, таких как аисты и цапли, которые шагают вброд по мелководью и сквозь заросли травы. Ноги лазающих птиц, напротив, короткие, поскольку для удобства природа наградила их маленькими ножками, так им легче лазать по деревьям. Дятлы перемещаются по стволу вверх. Спускаются они задом или слетают.

Передвижение птиц по воде

Плавающим и ныряющим птицам для движения вперед нужен «руль». У каждой водоплавающей птицы пальцы ног соединены перепонкой. Иногда они, как у хохлатых нырков, расширены боковыми плавниками. При движении ногами назад перепонки между пальцами растягиваются, при движении вперед – складываются, благодаря чему создается малое сопротивление.

Нырки и гагары, например гаги, пользуются плавниками даже тогда, когда плывут под водой. Кайры и другие гагары похожи на пингвинов, но в отличие от них могут летать; ныряя, они гребут крыльями.

Источник

Как летают птицы виды полета птиц

Всем привет! Как летают птицы, виды полета птиц в нашем материале. Планирование птиц, парящий полет или машущий полет, что может быть прекрасней полета птицы? С первого взгляда может показаться, что полет у всех птиц одинаков – они машут крыльями, а высоко в небе парят или планируют. Но если начать наблюдать внимательно, то можно заметить, что полет всех птиц различается.

Читайте также:  С какой скоростью летят перелетные птицы

Как летают птицы

Некоторые из птиц могут летать присущим только им способом, а другие используют разные виды полета.

Так как голубь является «универсалом» в полетах, т. е. использует все виды полетов, то будем рассматривать полеты на его примере.

Одним из самых простых типов полета является планирование птиц в небе. Это когда у голубя крылья в полете неподвижно распростерты, а он скользит на них в небе.

Какая же сила удерживает птиц в воздухе?

Как летают птицы?

Если вы присмотритесь к строению крыла птицы, то увидите, что оно имеет форму выпуклую вверх. Так же как крыло самолета. Во время полета птицы, воздух снизу обтекает крыло по прямой линии. А сверху путь более длинный, т. к. он проходит по всей выпуклой поверхности – сперва вверх, а потом «стекает» вниз.

Получается, что под крылом большая скорость потока воздуха, а под ним происходит разряжение воздуха. Подъемная сила, за счет которой птица держится в воздухе, создается разностью возникших давлений.

Как летают птицы? Виды полета.

Чаще всего голуби используют машущий полет. Если во время планирования поток воздуха набегает только спереди крыла, то при опускании крыла вниз, вершина его приобретает еще и вертикальную скорость. Поэтому под углом спереди и снизу крыла поступает наклонный поток воздуха.

Причем «кисть» крыла под напором воздуха, при опускании вниз, немного перекручивается. Вот так и возникает сила тяги, которая обеспечивает поступательное движение птицы. При взмахе крыла вверх птица не затрачивает усилий, он происходит пассивно, благодаря подъемной силе.

Есть еще один вид машущего полета – трепещущий полет. Он используется птицами при зависании в воздухе, при посадке и при взлете.

В этот момент тело птицы наклонено под большим углом к земле, а крылья совершают взмахи почти в горизонтальной плоскости, и образуемая ими подъемная сила противодействует силе тяжести. Это и позволяет птице «парить» на месте.

Более всего к такому полету приспособлены колибри. Так же воробьиные, при сборе корма, часто зависают в воздухе.

Как летают птицы? Виды полета.

Такие виды полета, как машущий, а в особенности трепещущий, требуют максимальных затрат энергии. Но существует способ называемый парением (не путать с планированием). То есть парящий полет, при котором используется движение самого воздуха. Некоторые птицы могут часами летать, используя парящий полет.

Виды полета птиц

Часто, в солнечный день, можно увидеть голубей, которые кружат высоко в небе, делая плавные круги и лишь иногда делая взмахи крыльями. Это голубь только делает попытки парить, а в действительности парашютирует, теряя высоту. Что бы совершать парение, его крылья слишком малы.

Зато над полем или лесом, в средней полосе нашей страны, вы можете наблюдать крупную хищную птицу – канюка, который медленно парит, широко расправив свои крылья. Это демонстрация канюком статического способа парения. Поток воздуха идет от наиболее прогретых участков земли и оставаясь внутри этого восходящего потока воздуха – птица кружит.

Многие хищные птицы, особенно крупные: грифы, орланы, беркуты – имеют длинные и широкие крылья, поэтому они наиболее приспособлены к статическому парению. Именно их крылья позволяют им медленно скользить, расходуя на виражах меньше энергии.

Есть еще динамический способ парения, при котором птицей используется сила встречного ветра. Лучшими в этом мастерстве являются альбатросы. Часто альбатросу необходимо взлететь с воды, вот тогда он разворачивается навстречу ветру и расправляет свои крылья. Возникшая подъемная сила немного поднимает птицу, отрывая ее от воды.

И альбатрос начинает подниматься все выше и выше, за счет того, что скорость ветра и подъемная сила увеличиваются по мере его удаления от воды. На высоте, где скорость ветра перестает меняться, альбатрос начинает планировать. Теряя высоту и скользить в любом направлении, которое выберет. Опустившись вниз, он снова начинает подниматься вверх. При этом использует вертикальное изменение скорости ветра, возникающее над поверхностью океана.

Все морские птицы, которые приспособлены к динамическому полету – являются скоростными планерами, т. к. имеют узкие крылья, небольшие по площади.

Альбатросы в совершенстве используют парящий полет и могут летать часами, не делая взмахов крыльями. Лишь для изменения направления, совершают рулевыми перьями движения, незаметные глазу.

Источник