Особенности полета птиц разных видов. Класс Птицы (Aves) Общая характеристика класса

Птицы . Наиболее важной морфологической адаптацией к воздушной среде следует считать крыло.

Крыло - это несущая плоскость, которая формируется маховыми перьями. На пальцах и запястьях находятся 11 маховых перьев 1-го порядка, а на предплечье - 12 маховых перьев 2-го порядка. Основу маховых перьев составляет жесткий стержень, к которому симметрично с двух сторон крепятся бородки, составляющие опахало.

Для того чтобы крыло генерировало подъемную силу, птица должна набрать стартовую скорость. Тогда воздушный поток распределяется относительно плоскости крыла таким образом, что под крылом создается повышенное давление воздуха. Над верхней поверхностью крыла воздух движется быстрее, в результате чего возникает относительное разрежение. Возникает подъемная сила, которой птица манипулирует за счет изменения угла атаки, площади крыла, торможения хвостовыми перьями.

Поддерживается скорость движения в воздухе разными способами. Разные птицы развивают в воздухе различную скорость. Она зависит от размера и формы крыла, способности птицы менять форму крыла в процессе полета, от частоты взмахов крыльями, а также от способности птицы использовать энергию воздушных потоков. Принято выделять несколько типов полета: машущий, планирующий (парящий), зависающий полет.

Машущий полет предполагает наличие у птицы коротких и умеренно широких крыльев и хорошо развитых грудных мышц, как, например, у голубя. Масса грудных мышц которых может достигать 30-40% от массы тела. Частота взмахов крыла у голубя составляет примерно 2 взмаха в 1 секунду, у более крупных птиц она реже. В качестве тормоза птицы используют хвост и частично крылья.

В организации полета важную роль играет оперение птицы. Оно придает телу обтекаемость, амортизирует влияние воздушных потоков. При толчке маховые перья смыкаются за счет сцепления крючков и бороздок и формируют относительно жесткую несущую плоскость крыла. При подъеме крыла перья размыкаются, в результате чего сопротивление воздуха резко уменьшается. При посадке птица прекращает махи крыльями, удерживая их под необходимым углом.

В финальной части в качестве тормоза используются рулевые перья хвоста и маховые перья крыла, которые разворачиваются вентральной поверхностью почти перпендикулярно направлению движения.

Планирующий полет . При планирующем полете птицы используют энергию движения воздушных потоков. Птицы имеют большую площадь крыла или за счет длины (фрегат), или за счет длины и ширины (орлы). При планировании птицы крыло принимает максимальную длину и устанавливается в пределах плоскости движения под углом 90° по отношению к продольной оси тела. При планировании птица перемещаются без потери высоты или даже набирают высоту при минимальных затратах энергии. Снижение при парении также возможно без дополнительных затрат энергии за счет нисходящих воздушных потоков.

Такие птицы, как орлы, коршуны, в меньшей мере вороны, при планировании используют энергию восходящих и нисходящих потоков воздуха. Поверхность земли прогревается и остывает неравномерно. Более теплый воздух вытесняется холодным, вследствие чего имеет место вертикальное перемещение воздушных масс. Кроме того, происходят перемещения воздуха и в горизонтальной плоскости. В горной местности горизонтально перемещающиеся воздушные потоки ударяются в преграду (склон горы) и поднимаются вверх.

У морских птиц (альбатросы, фрегаты) полет несколько отличается от планирующего полета птиц, обитающих на суше.

Они имеют длинные и узкие крылья (у фрегата и альбатроса до 4 м) при довольно крупном теле. Птицы пользуются порывами ветра, которые возникают над волнами. Используя встречные потоки воздуха, птицы набирают высоту. Затем они разворачиваются на 180° и на большой скорости планируют по ветру на отогнутых назад крыльях, теряя при этом высоту. Далее следует разворот по широкой дуге с вынесенными вперед крыльями навстречу воздушному потоку. Подобные маневры доступны и сухопутным птицам. Но и альбатрос периодически парит над волнами за счет восходящих от поверхности воды потоков воздуха так же, как это делают сухопутные птицы.

Зависающий полет . Данный тип движений в воздухе представляется наиболее энергоемким. Чтобы оставаться на месте и не потерять высоту, птицы одновременно должны создавать большую подъемную силу и торможением гасить линейное продвижение. В зависающем полете птицы производят махи крылом с большой частотой (порядка 50 взмахов в секунду). У таких птиц (пустельга, колибри) мышцы, приводящие в движение крыло, имеют очень большую массу. Только грудные мышцы могут иметь массу, составляющую 1/3 от всей массы тела. Тяга создается работой легкого и очень подвижного крыла, в составе которого преобладают длинные и относительно жесткие маховые перья 1-го порядка. Маховых перьев 2-го порядка у птиц, пользующихся зависающим полетом, не 12, а всего 6.

Млекопитающие . Локомоции в воздушной среде у млекопитающих - явление редкое. Наиболее приспособлены к полету летучие мыши. Эти животные неуверенно двигаются на земле (точнее, по вертикальным поверхностям деревьев, пещер), но виртуозно перемещаются в воздушном пространстве. Отдельные виды (например, длиннокрыл) развивают в полете на коротких дистанциях скорость до 35-40 км/час.

Летучие мыши, или рукокрылые (Chiroptera), имеют летательную перепонку большой площади. Она представляет собой складку кожи между передними конечностями, туловищем и задними конечностями, а также между пальцами передних конечностей, туловищем и хвостом. Приводят в движение летательную перепонку гипертрофированная грудная мускулатура и передние конечности. Среди летучих мышей в зависимости от строения летательных перепонок выделяют острокрылых, длиннокрылых, ширококрылых и тупокрылых летучих мышей. Биомеханика движений летучих мышей в воздушной среде принципиально не отличается от таковой птиц.

У рукокрылых можно наблюдать те же три типа полета, что и у птиц: машущий, зависающий (порхающий) и планирующий.

Кроме летучих мышей, локомоции в воздушной среде доступны белкам-летягам, обезьянам и некоторым другим мелким животным, ведущим древесный образ жизни. Среди белок, использующих воздушную среду для линейных перемещений, наиболее известны северная летяга и гигантская летяга. Последняя, несмотря на немалые размеры (длина тела 40-50 см, длина хвоста - до 60 см), хоть и не способна летать по-настоящему, тем не менее за счет планирования покрывает расстояния до 500 м. При этом белка перемещается с одного высокого дерева на другое. За счет таких локомоций грызун избегает опасных соседей на земле и меняет кормовые угодья, не спускаясь на землю. От пяток до запястий у летяг вдоль тела тянутся широкие перепонки, которые при прыжке создают несущую плоскость с довольно большой поверхностью.

Северная летяга мельче. Длина ее тела не превышает 25 см, хвоста - 18 см. Однако и эта белка легко перелетает с дерева на дерево с невысокой скоростью порядка 100 м/мин. Несмотря на то что такой полет имеет пассивный характер, тем не менее, он позволяет белкам решать жизненные задачи: уходить от хищников, находить половых партнеров и осваивать новые пищевые ресурсы.

Рыбы . Полет рыб - явление еще более редкое, чем полет млекопитающих. Однако его эффективность может быть сопоставима с полетом птиц.

Рыбы используют грудные плавники для планирования в воздухе. Так, летучие рыбы при испуге за счет броскового движения туловищных мышц, мышц хвостового стебля и интенсивной работы нижней лопастью хвостового плавника выскакивают из воды и пролетают в воздухе расстояния, позволяющие им избавиться от преследователей.

На поверхности воды летучая рыба достаточно продолжительно работает хвостом, развивая большую тягу, позволяющую ей преодолеть силу притяжения. Скорость полета этих мелких рыб превышает скорость движения преследователей (тунцы, меч-рыба), а пролетаемые ими расстояния достигают нескольких сот метров.

Другие виды рыб, например, пальцекрылы, могут не только парить, но и выполнять сложные маневры в воздухе. Пальцекрыл поднимается к поверхности воды и скользит по ней со скоростью 18 м/с. Такую высокую скорость рыба приобретает благодаря зигзагообразным движениям хвостового плавника с гипертрофированной нижней лопастью.

Скорость полета пальцекрыла сопоставима со скоростью движения современных морских судов и нередко составляет 60-70 км/час. Сильный удар хвоста поднимает рыбку в воздух на высоту 5-7 м. Пальцекрыл пролетает в воздухе до 200 м, используя при этом и воздушные потоки. Рыба способна при необходимости изменить направление полета за счет движений хвостового плавника. У нее также отмечены колебательные движения грудных плавников.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

При изучении темы «Класс Птицы» ребята впервые знакомятся с таким важным понятием, как теплокровность . Очень важно, чтобы ученики поняли, что поддержание постоянной температуры тела обеспечивается взаимодействием целого ряда физиологических систем организма. Хорошее знание этого материала необходимо для объяснения сложных эволюционных и экологических проблем.

Учитель.

– Ребята, почему зимой в лесу птиц меньше, чем летом?
(Предполагаемые ответы: мало корма или его совсем нет (для насекомоядных птиц ), много снега, холодно. )
– А может перьевой покров защитить птиц зимой от мороза? (Может, но только частично .)
Основные вопросы, на которые мы должны ответить в ходе сегодняшнего урока: что согревает тело птицы? Как они поддерживают постоянную температуру? Откуда берут энергию для полета?
– Как вообще образуется тепло? (Предполагаемые ответы: при сгорании органических веществ, которое происходит в присутствии кислорода. )
– А за счет чего едет автомобиль? За счет чего двигаются организмы? (За счет энергии, также образующейся при сгорании (окислении ) органических веществ при участии кислорода. )
Сколько энергии требуется птицам? Ведь они могут пролетать большие расстояния, развивать высокую скорость. (Работа с таблицами.)

Таблица 1. Расстояния, преодолеваемые при перелетах

Таблица 2. Площадь поверхности крыльев и нагрузка на них

Для сравнения – модель планера имеет нагрузку на крылья 2,5 кг/м2.

Таблица 3. Частота взмахов крыльями

Таблица 4. Максимальная скорость полета

Чем меньше птица, тем больше пищи на каждый грамм массы тела ей требуется. С уменьшением размера животного его масса убывает быстрее, чем площадь поверхности тела, через которую происходит потеря тепла. Поэтому мелкие животные теряют больше тепла, чем крупные. Мелкие птицы за день съедают количество корма, равняющееся 20–30% их собственной массы, крупные – 2–5%. Синица может за день съесть столько же насекомых, сколько весит сама, а крохотный колибри – выпить количество нектара, в 4–6 раз превышающее собственную массу.

Повторяя этапы расщепления пищи и особенности дыхательной системы птиц, заполняем поэтапно схему № 1.

Ход работы при заполнении схемы

Интенсивная двигательная активность птиц требует больших затрат энергии. В связи с этим их пищеварительная система имеет ряд особенностей, направленных на эффективную переработку пищи. Органом захватывания и удерживания пищи служит клюв. Пищевод длинный, у большинства птиц он имеет карманообразное расширение – зоб, где пища размягчается под влиянием жидкости зоба. Железистый желудок имеет в своей стенке железы, выделяющие желудочный сок.
Мускулистый желудок снабжен сильной мускулатурой и выстлан изнутри прочной кутикулой. В нем происходит механическое перетирание пищи. Пищеварительные железы (печень, поджелудочная железа) активно выделяют пищеварительные ферменты в полость кишечника. Расщепленные питательные вещества всасываются в кровь и разносятся ко всем клеткам тела птицы.
Как долго переваривается пища у птиц? Мелкие совы (домовые сычи) переваривают мышь за 4 ч, серый сорокопут – за 3 ч. Сочные ягоды у воробьиных проходят через кишечник за 8–10 мин. Насекомоядные птицы наполняют свой желудок 5–6 раз в сутки, зерноядные – трижды.
Однако само по себе поглощение пищи и поступление в кровь питательных веществ – это еще не выделение энергии. Питательные вещества нужно «сжечь» в клетках тканей. Какая система принимает в этом участие? (Легкие, воздушные мешки. )
– Мышцы должны хорошо снабжаться кислородом. Однако птицы не могут обеспечить доставку нужного количества кислорода за счет большого количества крови. Почему? (Увеличение количества крови увеличивало бы массу птицы и затрудняло бы полет. )
Интенсивное поступление кислорода к клеткам тканей у птиц происходит за счет «двойного дыхания»: богатый кислородом воздух проходит через легкие и при вдохе, и при выдохе, причем в одном и том же направлении. Это обеспечивается системой воздушных мешков, пронизывающих тело птицы.
Для того чтобы кровь двигалась быстрее, необходимо повышенное артериальное давление. Действительно, птицы – гипертоники. Для того чтобы создать высокое артериальное давление, сердце птиц должно сокращаться с большой силой и высокой частотой (табл. 5).

Таблица 5. Масса сердца и частота сердечных сокращений

В результате окисления (сгорания) питательных веществ образуется энергия. На что она тратится? (Завершаем заполнение схемы № 1).

Вывод. Активный окислительный процесс способствует поддержанию постоянной температуры тела.
Высокая температура тела обеспечивает высокий уровень обмена веществ, быстрое сокращение сердечной мышцы и скелетных мышц, что необходимо для полета. Высокая температура тела позволяет птицам сократить период развития зародыша в насиживаемом яйце. Ведь насиживание – важный и опасный период в жизни птиц.
Но постоянная температура тела имеет свои недостатки. Какие? Заполняем схему № 2.

Итак, поддержание постоянно высокой температуры тела выгодно для организма. Но для этого необходимо потреблять много пищи, которую надо где-то раздобыть. Птицам пришлось развивать различные приспособления и черты поведения, позволяющие добывать достаточное количество пропитания. Вот несколько примеров.
Далее учащиеся делают сообщения на тему «Как разные птицы добывают себе корм» (их подготовка могла быть домашним заданием к данному уроку).

Пеликаны-рыболовы

Пеликаны иногда ловят рыбу сообща. Найдут мелководный залив, оцепят его полукругом и принимаются хлопать по воде крыльями и клювами, постепенно сужая дугу и приближаясь к берегу. И только согнав рыб к берегу, начинают лов.

Совиная охота

Как известно, совы охотятся ночью. Глаза у этих птиц огромные, с сильно расширяющимся зрачком. Через такой зрачок и при скудном освещении попадает достаточно света. Однако увидеть добычу – различных мелких грызунов, мышей и полевок – издалека в темноте невозможно. Поэтому сова летает низко над землей и смотрит не по сторонам, а прямо вниз. Но если летать низко, шелест крыльев распугает добычу! Поэтому сова имеет мягкое и рыхлое оперение, которое делает ее полет совершенно бесшумным. Однако основным средством ориентации у ночных сов служит не зрение, а слух. С его помощью сова по писку и шороху узнает о присутствии грызунов и точно определяет место нахождения добычи.

Вооружившись камнем

В Африке, в заповеднике Серенгети, биологи наблюдали, как добывали себе пищу стервятники. На этот раз пищей были яйца страуса. Чтобы добраться до лакомства, птица брала клювом камень и с силой бросала его на яйцо. Крепкая скорлупа, выдерживающая удары клюва даже таких больших птиц, как грифы, от камня трескалась, и яйцом можно было полакомиться.
Правда, тут же стервятника оттесняли от пиршества грифы, а тот принимался за новое яйцо. Это интереснейшее поведение потом неоднократно отмечали в эксперименте. Стервятникам подбрасывали яйца и ожидали, что произойдет. Заметив лакомство, птица тут же подбирала подходящий камень, иногда весом до 300 г. Стервятник тащил его в своем клюве за десятки метров и бросал на яйцо до тех пор, пока оно не трескалось.
Однажды стервятнику положили поддельные куриные яйца. Он взял одно из них и начал бросать его о землю. Затем отнес яйцо к большой скале и швырнул об нее! Когда и это не принесло желаемого результата, стервятник принялся отчаянно колотить одно яйцо о другое.
Многочисленные наблюдения показали, что птицы старались расколоть камнями любой предмет яйцевидной формы, даже если он был огромного размера или окрашен в необычные цвета – зеленый или красный. А вот на белый куб они совершенно не обращали внимания. Ученые выяснили, кроме того, что молодые стервятники не умеют разбивать яйца и учатся этому у старших птиц.

Скопа-рыболов

Птица скопа – прекрасный рыболов. Увидев рыбу, она стремительно бросается в воду и вонзает в тело жертвы свои длинные острые когти. И как ни пытается рыба вырваться из когтей хищницы, это ей почти никогда не удается. Некоторые наблюдатели отмечают, что пойманную рыбу птица держит головой по направлению полета. Может быть, это случайность, но вероятнее, что скопа старается так ловить рыбу, чтобы потом ее легче было нести. Ведь в таком случае сопротивление воздуха бывает меньше.

Вывод по сообщениям учащихся – прогрессивное развитие головного мозга и ведущих органов чувств (зрения, слуха) связано с интенсивным обменом веществ, высокой подвижностью и сложными взаимоотношениями с условиями среды обитания.
А теперь объясните, почему птицы получили распространение во всех климатических зонах. С чем связаны перелеты птиц? (Теплокровность позволяет птицам не бояться морозов, оставаться активными даже при очень низких температурах окружающей среды. Однако недостаток корма в зимнее время вынуждает их мигрировать в более кормные места. )

Завоевавшие воздух

Скорость, дальность, высота полета птиц

Относительно скорости полета птиц исследователи придерживаются различных мнений. На нее очень сильно влияют атмосферные явления, поэтому при дальних перемещениях птицы то летят быстрее, то медленнее, то делают длительные перерывы для отдыха.

Выпустив птицу в каком-то месте, очень трудно сказать, когда она прилетит в «пункт назначения», ведь она может лететь далеко не все время своего отсутствия.

Скорость, вычисленная путем простого деления расстояния на время перелета птицы, часто бывает заниженной. В особенно «ответственные» моменты — преследуя добычу или спасаясь от опасности — птицы могут развивать и очень большие скорости, но, конечно, долго их не выдерживают.

Крупные соколы во время ставки — преследования птицы в воздухе — достигают скоростей в 280-360 км/ч. Обычные, «повседневные» скорости птиц средней величины гораздо меньше — 50-90 км/ч.

Все сказанное выше касалось машущего полета.

Скорость скользящего полета также трудно поддается измерению. Считают, что чеглок планирует со скоростью 150 км/ч, бородач-ягнятник — 140, а гриф — даже 250 км/ч.

Дальность беспосадочных перелетов птиц обсуждается уже давно. Так же как и скорость, ее очень трудно измерить. Сокол, выпущенный под Парижем, через день был обнаружен на острове Мальта за 1400 км. Задерживался он в пути или летел все время, неизвестно.

Вообще птицы останавливаются в пути довольно часто, и отрезки беспосадочных перелетов у них невелики. Этого нельзя сказать о перелетах через водные преграды, где птицам негде сесть. Рекорд на дальность беспосадочного перелета принадлежит куликам — бурокрылым ржанкам, ежегодно пролетающим над океаном с Аляски на Гавайи и обратно 3000 км.

Птицы перелетают без посадки через Мексиканский залив (1300 км), Средиземное море (600-750 км), Северное море (600 км), Черное море (300 км). Значит, средняя дальность беспосадочного перелета птиц составляет около 1000 км.

Как правило, высота полета птиц не достигает 1000 м.

Но отдельные крупные хищники, гуси, утки могут подниматься и на значительно большие высоты.

Скорость полета птиц и насекомых (км/ч)

В сентябре 1973 г. африканский гриф столкнулся с гражданским самолетом на высоте 12 150 м над Берегом Слоновой Кости. Гриф вывел из строя один из моторов, но самолет благополучно приземлился. Это, видимо, абсолютный рекорд высоты полета птиц. До этого бородач был отмечен в Гималаях на высоте 7900 м, пролетные гуси там же на высоте 9500 м, кряква столкнулась с самолетом над Невадой на высоте 6900 м.

Скорость птиц

Самая быстрая птица

Самая быстрая в мире птица, не считая вымерших птеродактилей – это сапсан (Fаlсо peregrinus). На коротких участках во время охоты он способен развивать скорость до 200км/ч. Подавляющее же большинство пернатых не в состоянии передвигаться быстрее 90 км/ч.

Это вовсе не значит, что они не способны на другие рекорды. Так, например, черный стриж (Apus apus) может находиться в воздухе 2-4 года. В течение всего этого времени он спит, пьет, ест и даже спаривается на лету. Молодой стриж, вставший на крыло, пролетает около 500 000 км прежде, чем впервые приземлиться.

Чёрный стриж обладает рядом рекордов из мира птиц.

Птица может находиться в воздухе без остановок 2-4 года, всё это время она есть, пьет и спаривается, за это время может пролететь 500 000 км. У чёрного и иглохвостого стрижа самая большая горизонтальная скорость полёта, она достигает 120-180 км/ч. Полет у иглохвостого стрижа настолько стремительный, что, помимо негромкого крика, наблюдателю слышно также своеобразное гудение - это звук разрезаемого птицей воздуха.

На отдельных участках полета иглохвостый стриж может развивать скорость до 300 км/ч.

Самой медленно летающей птицей считается вальдшнеп. Во время брачных игр, эта маленькая бурая птичка, именуемая в словаре Даля не иначе как «крехтун», способна удержаться в воздухе на скорости 8 км/ч.

Африканский страус вообще не способен к полету, зато он бегает так, что позавидовали бы многие летуны.

В случае опасности он способен разогнаться до 72км/ч.

Птицу, способную совершать не просто длительные перелёты, но делать это невероятно быстро, обнаружили шведские орнитологи.

По их мнению, такую выносливость можно сравнить разве что с самолётной. Держать скорость, близкую к 100 км/ч на протяжении более чем 6500 километров, - не шутка.

Биологи из университета Лунда закрепили в мае на спинах 10 самцов дупелей (Gallinago media) специальные геолокаторы весом всего 1,1 грамма.

Год спустя они выловили троих из них и извлекли собранные данные. Так выяснилось, что птицы путешествуют из Швеции в Центральную Африку и обратно.

Одна из особей пролетела за три с половиной дня 6800 километров, вторая 6170 км за три дня и, наконец, последняя преодолела 4620 км за два дня.

При этом ветер птицам не помогал. Биологи проанализировали данные со спутников и выяснили, что попутных ветров на пути перелёта дупелей не было.

Удивительно, что дупели не делают на своём пути остановки, ведь их перелёт большей частью лежит над сушей. Обычно наземные птицы садятся, чтобы отдохнуть и пополнить свои энергетические запасы (на поверхности в достатке дождевых червей, насекомых и прочих беспозвоночных).

Птица может летать, если масса ее тела не более 20кг.

Некоторые птицы перед полетом разбегаются, например дрофы и куры.

Например, в Индии при определении скорости полета стрижа получилось сто семьдесят миль в час, в Месопотамии - сто миль в час. Скорость полета европейского сокола была измерена секундомером в момент пикирования, и результат - от ста шестидесяти пяти до ста восьмидесяти миль в час.
Но большинство ученых ставят эти цифры под сомнение. Один эксперт считает, что рекордсменом среди птиц является почтовый голубь, и он не может развивать скорость свыше 94,2 мили в час.

Вот несколько общепризнанных цифр относительно скорости полета птиц. Сокол может летать со скоростью от шестидесяти пяти до семидесяти пяти миль в час.

Скорость перелета птиц

Немного уступают ему в скорости утки и гуси, которые могут набрать скорость шестьдесят пять - семьдесят миль в час.

Скорость полета европейского стрижа достигает шестидесяти - шестидесяти пяти миль в час, примерно такая же у золотой ржанки и траурного голубя. Колибри, которые считаются очень быстрыми птицами, набирают до пятидесяти пяти - шестидесяти миль в час.

Скорость полета скворца - сорок пять - пятьдесят миль в час. Воробьи обычно летают со скоростью двадцать пять миль в час, хотя могут и быстрее: сорок пять - пятьдесят миль в час.
Вороны обычно летают со скоростью двадцать - тридцать миль в час, хотя могут развивать сорок - пятьдесят миль в час.

Скорость полета цапли - тридцать пять - сорок миль в час, фазана - тридцать пять - сорок миль в час. И, как это ни странно, дикий индюк может делать тридцать - тридцать пять миль в час. Скорость голубиной сойки - двадцать - тридцать пять, миль в час.

Скорость перелета

Едва ли по какому-нибудь вопросу, связанному с перелетами птиц, распространены столь ошибочные взгляды, как по вопросу о скорости перелета. Мнения большинства людей о скорости, с которой пролетают птицы, основаны на случайных кратковременных наблюдениях, и поэтому она обычно сильно преувеличена.

Другие сравнивают скорость пролета птиц со скоростью автомобиля, поезда или самолета. Однако таких скоростей они не найдут даже у наиболее быстрых из известных нам летунов. Так, например, стрижи пролетают со скоростью 40-50 м/сек (независимо от ветра), что соответствует приблизительно 150-160 км/час. (Сравните: максимальная скорость экспресса — 39 м/сек, или 140 км/час.) Это, конечно, не означает, что птицы вообще не умеют летать быстрее.

Гоняющиеся друг за другом стрижи развивают скорость до 200 км/час, а сокол бросается на жертву со скоростью 70 м/сек, т. е. 250 км/час. Но эти предельные скорости в течение очень короткого времени являются исключениями: они в лучшем случае характеризуют способность к полету некоторых видов, но их нельзя использовать для оценки скорости полета при миграциях, когда необходимо длительное напряжение.

При длительных миграциях имеют значение не только способность к полету, но также и ветер.

В зависимости от его направления и силы скорость птиц может значительно уменьшаться или увеличиваться. Особенно большие скорости в полете можно объяснить только при учете поддержки со стороны ветра. Так, в приведенном выше примере скорость английских чибисов при полете через Атлантический океан, равная приблизительно 70 км/час, увеличилась до 150 км/час благодаря попутному ветру, скорость которого достигала 90 км/час. Учитывая задерживающее или ускоряющее влияние ветра, можно точно измерить собственную скорость птиц на коротких расстояниях и в соответствии с этим вычислить истинную скорость пролета.

Впервые такие расчеты произвел Тинеман на Курской косе. Впоследствии они были сделаны Мейнертцхагеном, Гаррисоном и др

Цифры, приведенные в таблице, дают ясное представление о предельных скоростях перелета птиц.

В общем она, очевидно, равна 40-80 км/час, причем скорость мелких певчих птиц приближается к низшим цифрам. Птицы, совершающие перелет ночью, летят, по-видимому, быстрее, чем мигрирующие днем. Бросается в глаза малая скорость миграции хищных и других крупных птиц. Одни и те же виды птиц летают в области гнездования обычно значительно медленнее, чем на пролете, если вообще эти скорости можно сравнивать.

Как ни мала обычно скорость перелета птиц, вернее какой малой она нам ни кажется, она вполне достаточна для того, чтобы некоторые виды за несколько дней и ночей достигли мест зимовок. Больше того, с такой скоростью при условии попутного ветра (как, например, при перелете чибисами океана) многие перелетные птицы в течение нескольких дней или ночей могли бы долететь в тропики.

Однако птицы не могут сохранить указанную скорость пролета дольше, чем на несколько часов; они почти никогда не летят несколько дней или ночей подряд; как правило, их полет прерывается для короткого отдыха или для более длительных остановок; последние придают перелету в целом характер неторопливой «прогулки». Так возникают длительные миграции.

При рассмотрении точно установленных кольцеванием средних скоростей дневного или ночного перелета отдельных видов всегда нужно иметь в виду, что они не характеризуют способность к полету и развиваемую на пролете скорость, а указывают лишь на длительность пролета и расстояние между местами кольцевания и находок окольцованных птиц в пересчете на один день.

Многочисленные находки окольцованных птиц доказывают, что птицы быстро пролетают большую часть пути, а остальное время используют для отдыха в богатых кормом местах. Этот вид пролета встречается наиболее часто.

Значительно реже наблюдается равномерное распределение нагрузки и отдыха.

У птиц, летящих на большое расстояние, средний дневной путь равен примерно 150-200 км, в то время как летящие не так далеко не покрывают за это же время и 100 км.

С этими данными согласуется продолжительность перелета в 2-3 или 3-4 мес. многих видов, которые зимуют в Тропической и Южной Африке. Так, например, аист, обычно отлетающий из Германии в конце августа, достигает зимовок в Южной Африке только в конце ноября или в декабре. Эти же сроки относятся и к жулану. Ласточки мигрируют быстрее — с сентября до начала ноября.

Сколь, однако, велики в данном случае индивидуальные различия, можно видеть на примере 3 окольцованных горихвосток-лысушек, одна из которых покрывала ежедневно 167 км, другая — 61 км и третья — лишь 44 км, причем эти числа уменьшаются по мере увеличения отрезка времени, для которого их вычисляют (6, 30 и 47 дней). Основываясь на этих результатах, можно сделать вывод, что дневная скорость более всего соответствует истинной скорости перелета в том случае, когда она вычисляется на основе общих показателей за короткий срок.

Этот вывод лучше всего доказывают следующие примеры скорости пролетов отдельных птиц: аист покрыл за 2 дня 610 км, славка-черноголовка за 10 дней — 2200 км, лысуха за 7 дней — 1300 км, другая лысуха за 2 дня — 525 км, кряква за 5 дней — 1600 км. Этим данным можно противопоставить дневную скорость певчего дрозда — 40 км (вычислена за 56 дней перелета), зяблика — 17,4 км (вычислена за 23 дня перелета) и ястреба-перепелятника — 12,5 км (вычислена за 30 дней перелета).

Скорость птиц

Эти данные сравнимы с приведенными выше сведениями о горихвостках, на средние скорости которых при увеличении продолжительности пролета сильно влияют длительные остановки для отдыха.

При оценке дневного пути и скорости пролета нельзя упускать из виду и другой важный фактор: любые цифровые данные можно вычислить только для идеального пути перелета, т. е. для прямой линии, соединяющей места кольцевания и находки окольцованной птицы.

В действительности пролетный путь всегда больше, отклонения от прямой часто весьма значительны и выполненная работа и скорость значительно выше вычисленных. Эти ошибки практически невозможно исключить, и поэтому их необходимо учитывать, особенно при очень длительных перелетах.

Кроме того, следует обращать внимание и на то, когда были получены эти данные.

Дело в том, что при весеннем перелете показатели во многих случаях значительно выше, чем при осеннем. В единичных случаях можно было бы с уверенностью доказать, что весенний перелет проходит вдвое быстрее осеннего, например у аиста, американского веретенника и жулана.

Штреземан (1944) точно установил, что весной пролет жулана длится приблизительно 60 дней, а осенью — около 100 дней. В среднем эти птицы пролетают около 200 км в сутки. Однако они летят только ночью в течение 10 час.

со скоростью 50 км/час. После такого пролета они всегда отдыхают, так что расстояние 1000 км покрывается ими за 5 суток: миграция — 2 ночи, сон — 3 ночи, кормежка — 5 дней.

Еще несколько слов о максимальных скоростях и длительности пролета, характеризующих возможности перелетных птиц: камнешарка, небольшая прибрежная птица, окольцованная на Гельголанде, была найдена через 25 час.

в Северной Франции, на 820 км южнее. Многочисленные мелкие певчие птицы регулярно перелетают за 12-15 час. Мексиканский залив шириной 750-1000 км. Согласно Моро (1938), некоторые небольшие сокола (Falco concolor и F. amurensis), а также азиатские щурки (Merops persicus и М.

apiaster), зимующие на побережье Южной Африки, также пролетают не меньше 3000 км над морем. Гавайские острова служат местом, зимовки для ряда северных куликов, которые, мигрируя от Алеутских островов и Аляски, где расположены их гнездовья, вынуждены пролетать 3300 км над открытым.

морем. Золотистой ржанке, особенно сильному летуну, для покрытия этого расстояния при скорости около 90 км/час потребовалось бы приблизительно 35 час.

Более высокие скорости отмечены у другого вида ржанок, пролетающих от Новой Шотландии до северной оконечности Южной Америки 3600 км над морем. Почти невероятным кажется пролет одного из гнездящихся в Японии бекасов, который зимует в Восточной Австралии и должен покрыть почти 5000 км, чтобы достигнуть зимовок.

В пути он, вероятно, совсем не отдыхает, так как в других местах его никогда не отмечали.

К пролету над водными пространствами можно приравнять пролет над большими пустынями. Такой пролег также, несомненно, проходит без перерыва, например пролет над Западной Сахарой мелких певчих птиц, трясогузок и коньков, требующий 30-40 час. непрерывной работы, если скорость их пролета считать равной приблизительно 50 км/час.

Найшвидший птах у світі живе на Закарпатті

Науковці кажуть, що за швидкістю йому нема рівних не тільки серед птахів, а й усіх звірів.

«Сапсан здатний розвивати швидкість до 300 км/год, — розповідає орнітолог Віктор Палінчак .

— Його вважають найшвидшим не тільки серед птахів, а й взагалі серед представників тваринного світу. Розмах його крил сягає близько півтора метра, хоча довжина тіла не перевищує 50 см. Як і в більшості хижих птахів, самки сапсанів є значно більшими за самців: важать близько 900 - 1500 г, тоді як самці менші за розміром і важать 450-800 г».

Сокіл-сапсан охороняється державою і занесений до Червоної книги України.

Скорость перелетных птиц

На Закарпатті, за словами орнітолога, його можна зустріти високо в горах. Тут птахи гніздяться і полюють. «Для гніздування сапсани обирають малодоступні для людей місця з відкритим для огляду простором, — каже пан Віктор.

— Найчастіше зустрічаються в долинах гірських річок, тут для них найкращі умови для проживання. Крім того, сапсан уникає як ділянок із суцільними хащами, так і безлісих просторів. Не рідко сапсан займає уже обжиті гнізда інших птахів, зокрема ворон, граків. Власні ж домівки будують аби-як: з декількох гілочок та пір’я. Якщо ж гніздо збудоване добре, то там можуть проживати і декілька поколінь (що трапляється досить рідко).

Майже кожна пара має «у власності» по 2-3 гнізда, які служать їм запасними у разі руйнування основного».

«Лебедина вірність» притаманна і сапсанам. Все життя птахи проживають з однією парою. «Шлюбні ігри цих хижаків досить цікаві, — каже науковець. — Під час залицяння птахи здійснюють акробатичні трюки у польоті, граються зі здобиччю».

Сапсани - це хижі птахи, тому від них часто потерпають голуби, качки, горобці, дрозди, ластівки, інколи - лісові звірі: зайці, білки.

Полюють переважно вночі. «Під час полювання птахи займають положення у височині (на дереві, скалі або літають в небі). Помітивши здобич, сапсани стрілою летять до неї, знешкоджують їх за допомогою сильних крил або гострих пазурів. Як правило достатньо одного удару і жертва не виживає».

Крім того, що сапсани найшвидші, вони ще володіють найкращим зором.

Птахи легко фокусуються на жертві, навіть, якщо вона знаходиться на великій відстані. «Це можливо завдяки тому, що кришталик оточений спеціальним кільцем з кісткової пластинки, яка стискається потужними м’язами змінюючи кривизну кришталика.

До того ж око сапсана володіє двома «жовтими плямами», завдяки другій плямі птах може збільшувати предмети, які знаходяться на великій відстані (щось типу бінокля)».

За словами науковців, популяція сапсанів тепер почала відроджуватися.

Зниження спостерігалося у минулому столітті, коли у моду пішла обробка полів пестицидами. «Сапсани досить важко переносили цю отруту. Від цього вони масово гинули, а самки не могли висидіти яйця з пташенятами. А тепер кількість птахів суттєво збільшилася, їх гнізда можна побачити навіть у великих містах».

Ольга Білей, Зелене Закарпаття

07.08.2013 14:38:49

Сокол-сапсан — это сильная и быстрая птица, которая не имеет себе равных среди хищников. Сапсана издавна использовали в соколиной охоте.

Регион распространения сокола значительный: он живёт во всей Европе, как на скалистых побережьях, так и в негостеприимных горных районах. Доклад о птице с видео и фото

Отряд — Хищные птицы

Семейство — Соколиные

Род/Вид — Falco peregrinus

Основные данные:

РАЗМЕРЫ

Длина: 40-50 см.

Размах крыльев: 92-110 см.

Масса: самец 600-750 г, самка 900-1300 г.

РАЗМНОЖЕНИЕ

Половое созревание: с 3 лет.

Период гнездования: март-май, зависит от региона.

Кладка: раз в год.

Величина кладки: 2-4 яйца.

Высиживание: 30-35 дней.

Выкармливание птенцов: 35-42 дня.

ОБРАЗ ЖИЗНИ

Привычки: сапсаны держатся парами.

Пища: в основном другие птицы.

Продолжительность жизни: до 20 лет.

РОДСТВЕННЫЕ ВИДЫ

Подвиды отличаются размерами.

Крупнейшие подвиды сокола сапсана живут в Арктике, наименьшие — в пустынях.

Охота сокола сапсана. Видео (00:02:03)

Соколиная охота

Сокол сапсан (смотри фото) относится к самым ловким охотникам среди птиц. По этой причине его издавна преследовали сокольничие, которые опустошали гнёзда сапсана.

В результате резко снизилась численность его популяции.

ГДЕ ОБИТАЕТ

Любимое место охоты сокола-сапсана — открытые территории, например, торфяники, степи и полупустыни.

В Центральной Европе сапсан населяет главным образом гористые районы. Он устраивает гнёзда на отвесных скальных стенах в долинах рек или в старых каменоломнях. В зимнее время сапсан селится вблизи крупных водоёмов, где охотится на птиц, которые там обитают — чаек. Видовое название сокола сапсана в переводе с латыни означает «странник» или «пилигрим». Сапсана также можно увидеть во время его путешествия в места зимовки и обратно, вблизи озёр и устьев год.

В Центральной Европе перелётными являются только молодые сапсаны, старые же — оседлые. Птицы из северных районов мигрируют на большие расстояния.

САПСАН И ЧЕЛОВЕК

Пернатые хищники, такие как сапсан, являются вершиной пищевой цепочки.

Было доказано, что по цепи питания (насекомые — мелкие птицы — пернатые хищники) токсичные компоненты ДДТ и другие пестициды накапливались в организме сапсана, поражая его систему размножения (падала доля оплодотворённых яиц) и кальциевый обмен (скорлупа яиц делалась тоньше и трескалась).

Это вызвало сокращение численности сапсана. Меры, принятые в 60-70 годы прошлого столетия по сохранению хищных птиц и запрет использования ДДТ положительно повлияли на его популяции.

Сапсана издавна приручали для использования как охотничью птицу в соколиной охоте. Не всех птиц семейства соколиных можно научить охоте на определённые виды животных.

Например, пустельга получила своё название ещё тогда, когда соколиных оценивали только по тому, годятся ли они для охоты.

РАЗМНОЖЕНИЕ

Соколы-сапсаны создают пары на всю жизнь.

Как правило, гнездятся они на труднодоступных скальных выступах или скальных карнизах. Гнездо довольно просторное, в нём помещаются родители и птенцы, оно надёжно защищено от хищников.

Скорость полёта некоторых животных, км/ч

Эти соколы гнезда не вьют, на земле они откладывают яйца в неглубокие выцарапанные когтями ямки, на деревьях же занимают гнезда других птиц. Самки начинают откладывать яйца уже в конце марта. Чаще всего откладывают 2-4 красно-коричневых яиц с красными точками.

Высиживание начинается только тогда, когда снесены все яйца. О птенцах заботятся оба родителя.

ЕДА И ОХОТА

Сапсан питается в основном птицами.

Зимой эти пернатые населяют территории вокруг устьев рек и охотятся главным образом на чаек и уток. Большинство жертв сапсан ловит в воздухе. Заметив жертву, он делает резкое ускорение и в ныряющем полёте бросается на добычу, хватает её за шею, сминая шейные позвонки. С небольшой добычей он летит в гнездо, а крупных птиц убивает в воздухе и опускает на землю. Сапсан съедает в день около 100 г корма.

В период воспитания и кормления птенцов его потребности растут. Охотничья территория сокола колеблется от 40 до 200 км2.

Сапсаны очень редко охотятся на млекопитающих, однако, их жертвами иногда становятся даже кролики.

НАБЛЮДЕНИЯ ЗА САПСАНОМ

Лучшее время для наблюдения за сапсаном — это период гнездования.

В это время птицы не улетают далеко от гнезда. Соколы кружат высоко в небе, то быстро размахивая крыльями, то паря в плавном полёте. По своим размерам сапсаны несколько крупнее домашних голубей. Эту птицу легко отличить в полёте по сильному телу, длинным заострённым крыльям и относительно короткому хвосту.

В другое время сапсанов можно наблюдать возле устьев рек или возле других крупных водоёмов, где они охотятся на уток и других птиц. Определённым признаком присутствия сапсана являются тревожные голоса и стремительные, неожиданные взлёты напуганных этим соколом птиц.

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Воспетый в украинских и российских песнях настоящий сокол, которого часто ещё называют «сапсаном», обитает во многих районах земного шара.

Его можно встретить от заполярных утёсов Скандинавии и Таймыра на севере до фьордов Огненной Земли на юге. Соколы обустраивают гнезда на карнизах обрывов или в заброшенных гнёздах воронов и орланов. Питаются в основном птицами (куликами, воронами, чайками, крячками и утками, реже — гусями), которых хватают на лету. В погоне за добычей сапсан в момент пикирования может достичь огромных скоростей! Максимальная зарегистрированная скорость сокола-сапсана в пике составляет 389 км/ч!

Не всякий самолёт летает с такой скоростью! Этот рекорд был зафиксирован в 2005 году.

Преследование человеком и неумеренное использование ядохимикатов в сельском хозяйстве привели к тому, что эта прекрасная птица везде стала редкой или полностью исчезла.

Повезло лишь сапсанам Арктики. На Севере сокола называют гусиным пастухом и недаром: дикие гуси охотно поселяются рядом с его гнёздами. Ведь на земле он никого не задевает. Но в небе безумных атак соколов не выдержит никто!

• Во время II мировой войны сапсанов убивали, потому что они охотились на почтовых голубей, которые передавали военные сообщения.
• Самец сапсана почти на треть меньше самки, кроме того, он отличается тёмным оперением на вершине головы, по бокам которой чётко выделяются тёмные «усы».
• У этого сокола большие глаза и острое зрение. Свою жертву сапсан может распознать даже с высоты 300 метров.
• Сапсанов издавна использовали для охоты. В наше время охота с соколом является только спортом.
• Сапсану грозит исчезновение. Численность популяции этих птиц неуклонно уменьшается.

БРАЧНЫЙ ПОЛЁТ СОКОЛА САПСАНА

В первой части брачного полёта сапсан передаёт самке добычу.

Самка в это время летит хребтом вниз и принимает добычу из когтей самца.

— Где сокол-сапсан обитает постоянно
— Места зимовок
— Места гнездования

ГДЕ ОБИТАЕТ

Область распространения значительная: от Арктики до Южной Азии и Австралии, от западной части Гренландии почти по всей Северной Америке.

ЗАЩИТА И СОХРАНЕНИЕ

Пары, гнездящиеся в опасных для существования районах, находятся под охраной. В Европе в наши дни проживает около 5000 выведенных пар.

Сокол-сапсан. Видео (00:02:23)

Охотится сапсан с быстротой молнии: высмотрев добычу во время неспешного парения, он надстраивается прямо над ней и стремительно, почти вертикально углом падает на неё сверху.

От сильного удара у несчастной жертвы нередко отпадает голова. Если же ей удалось удержаться на плечах, хищная птица ломает шею бедолаги клювом или пускает в ход свои острые когти.

Соколиная охота с соколом-сапсаном. Видео (00:03:22)

Соколиная охота, ловчие птицы — в этом видео Вы можете увидеть как охотник ловит дичь с помощью сокола, вернее сокол ловит для своего хозяина.

Сокол сапсан.

Самая быстрая птица в мире. Видео (00:03:53)

Самым быстрым животным на Земле является сокол Cапсан. В пикировании он достигает невероятной скорости — 90 м/с (свыше 320 км/ч). В 2005 году был зарегистрирован рекорд — сапсан пикирующий со скоростью 389 км/ч.

Он падает на жертву с неба и сбивает её ударом когтистых лап. Удар бывает настолько силён, что у жертвы часто отрывается голова.
Сапсан — это крупный сокол и в своей группе он уступает по величине лишь кречетам. Размеры одного крыла от 30 до 40 см, размах крыльев достигает 120 см.

Общая длина птицы от 40 до 50 см, его вес до 1200 г.
Стоит отметить, что сокол-сапсан обладает и самым острым зрением в мире.

Сапсан атакует Лабрадора. Видео (00:01:41)

Сапсан атакует Лабрадора, когда тот хотел подойти к его добыче.

Сокол Сапсан, Скорость 183 миль в час. Видео (00:03:01)

Существует несколько принципов классификации полета птиц. Остановимся на двух из них. Первый принцип - аэродинамический. Согласно ему выделяют два основных типа полета - парящий и машущий.

Парящий полет более простой. Это подъем вверх или сохранение набранной высоты на практически неподвижных крыльях. Раньше считали, что воздух внутри воздушных мешков птицы теплее наружного настолько, что он, подобно теплому газу в воздушном шаре, поднимает ее вверх. Однако расчеты показали, что таким образом масса может уменьшиться лишь на 1/12 г на каждый килограмм массы птицы. Это, конечно, совершенно недостаточно для подъема вверх. Н. Е. Жуковский первым показал, что источник энергии парящей птицы лежит вне ее - в энергии движущегося воздуха. Известно, что разные части суши нагреваются и остывают с разной быстротой. От нагретых поверхностей поднимаются мощные вертикальные потоки тепла – термики. Они особенно значительны на большой высоте под облаками. Там их скорость достигает 4-6 м/с. Если птица раскроет крылья и будет парашютировать вниз в совершенно неподвижном воздухе, то скорость снижения при этом у цапли составит 0,68 м/с, аиста - 0,74 м/с, ястреба - 0,75 м/с, альбатроса - 0,51 м/с. В то же время даже самый легкий восходящий поток движется вверх со скоростью 0,5-1 м/с. Если птица «падает» в таком потоке, то она почти или совсем не теряет высоту. Если же ток теплого воздуха сильнее, что бывает довольно часто, то птица будет непрерывно подниматься вверх. Этот тип парения называют статическим . Птицы часто поднимаются в терминах широкими кругами. В теплое время года воздушных «лифтов» в атмосфере бывает довольно много. Коршуны, канюки, чайки пользуются ими помногу часов подряд. Постоянные горячие восходящие ветры Иорданской долины определяют путь пролета белых аистов, которых из года в год встречают на этой «трассе». Птицы обычно опускаются от вершины одного термика к подножию другого, а затем поднимаются вместе с ним. Они умеют пользоваться также вертикальными токами воздуха, обтекающими грозовые тучи, дома, корабли. Подвесившись в таком потоке над мачтой корабля, чайки часами сопровождают его, не взмахивая крыльями, словно привязанные за ниточку. Человек, живя на земле, имеет лишь смутное представление о всевозможных воздушных течениях, которые для пернатых имеют такое же значение, как водные течения для рыб.

Второй тип парения - динамическое . Это передвижение над совершенно ровной местностью за счет энергии неоднородного пульсирующего потока воздуха. Различают три типа его : парение в горизонтальном ветре, дующем слоями, причем скорость ветра с высотой возрастает; парение в горизонтальном порывистом ветре; парение в ветре с вертикальными пульсациями.

В горизонтальном ветре постоянной скорости никакого парения быть не может. Если же скорость ветра возрастает с высотой, то парение возможно. Тогда восходящая часть траектории совершается против ветра, а нисходящая - по ветру. С земли такая траектория представляется рядом петель, расположенных одна над другой и смещенных по ветру. Чаще всего так перемещаются чайки над морем.

В горизонтальном ветре, дующем порывами , тоже возможно парение. Для этого птице надо все время лететь по ветру, пока скорость его убывает, и против ветра, когда она возрастает. Движения птиц при таком парении кругообразны; порывы ветра должны быть достаточно длительны, не менее 10 сек. каждый.

Третий тип динамического парения возможен при ветре, имеющем вертикальные пульсации, нечто подобное морским волнам, но значительно большей длины. Лучше всего их используют птицы с длинными узкими крыльями - альбатросы, буревестники. Когда альбатрос находится у поверхности воды, он помещается обычно между двумя волнами, где ветер слабее. Затем он поворачивается против ветра и поднимается на высоту 10-15 м, используя создаваемую им подъемную силу. Там поворачивается направо или налево и спускается с попутным или боковым ветром до самой воды, а затем снова повторяет тот же маневр. Период маневра довольно постоянен.

Машущий полет с использованием мускульной энергии птицы прежде всего направлен на создание силы тяги, а подъемная сила возникает благодаря поступательному движению. Различают два основных способа машущего полета - пропеллирующий и вибрационный и несколько дополнительных, менее распространенных. У птиц с пропеллирующим полетом крыло функционально неоднозначно по длине: первостепенные маховые создают тягу, а второстепенные служат несущей поверхностью. Птица машет крыльями с небольшой амплитудой, опускает крылья несколько медленнее, чем поднимает. Так летают средние и крупные птицы: чайки, вороны, дрозды, голуби и многие другие.

Вибрационный полет отличается более частыми взмахами крыла - до 30 и более в секунду, большой амплитудой взмаха и недоразвитием на крыле области второстепенных маховых. Вся работа приходится на долго кистевой части крыла и идет па преодоление силы тяжести. Так летают мелкие и очень мелкие птицы, например колибри. Ось тела всегда наклонена.

Волнообразный или пульсирующий полет характерен для многих воробьиных птиц - скворцов и других, а также для стрижей, дятлов . Пропеллирующий полет здесь сменяется небольшим периодом скольжения, во время которого птица теряет высоту. Иногда птица время от времени совсем складывает крылья, что хорошо можно наблюдать, например, у трясогузок.

Хлопающий полет применяют только куриные птицы, способные с места набирать большую скорость. Он характеризуется быстрыми шумными взмахами с большой амплитудой, Долго так лететь птица не может. Примеры - взлет рябчика, фазана .

Трепещущий полет птицы используют в тех случаях, когда надо остановиться в воздухе. Тело принимает почти вертикальное положение, хвост широко развернут, а крылья машут учащенно. Сила тяги совпадает с подъемной и равняется весу тела, в итоге птица «стоит» в воздухе. Из мелких птиц таким образом часто зависают синицы и пеночки при осматривании концевых веточек деревьев, трясогузки и мухоловки - при ловле насекомых в воздухе.

Как летают птицы виды полета птиц — 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.

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

Т. к. 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?

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.

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. 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.

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

Как летают птицы, 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 – , который медленно парит, широко расправив свои крылья. Это демонстрация конюком 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.

Смотрим видео как летают птицы

На всем протяжении девятнадцатого века мы наблюдаем два практически не связанных процесса. С одной стороны, энтузиасты полетов, в основном практичные люди, развивали свои собственные довольно примитивные теории полета птиц и пытались применить свои выводы к требованиям полета человека. С другой стороны, представители науки развивали математическую теорию динамики жидкостей; это развитие не имело отношения к проблеме полета и не дало много полезной информации тем, кто стремился летать.

Исследования, направленные на реализацию желания человека летать, касались главным образом двух проблем: во-первых, определить мощность, потребную для полета; во-вторых, выяснить наиболее рациональные формы крыльев. Рассмотрим вкратце обе задачи и господствующие точки зрения в тот период.

Что касается вопроса мощности, потребной для полета, то тот факт, что птицы действительно летают по воздуху, предоставил определенную твердую поддержку для предположений. Довольно рано было признано, что в расчетах важную роль должны играть две характеристические величины. Одна из них - соотношение между весом W и площадью крыла S. Мы называем это соотношение удельной нагрузкой на крыло: Вторая величина - это соотношение между весом W и располагаемой мощностью Р. Соотношение называется нагрузкой на единицу мощности. В случае полета птицы, располагаемая мощность - это мышечная энергия, которую птица может прилагать в полете. Можно допустить, что последняя величина приблизительно пропорциональна весу птицы.

Тогда основной вопрос заключался в оценке потребной мощности и сравнении ее с располагаемой мощностью. Потребная мощность рассчитывается на основе предположения, что парящая птица, не работая крыльями, потеряла бы определенную высоту в единицу времени; она называется скоростью снижения. Для того чтобы летать горизонтально, птица должна выполнить, по крайней мере, столько работы, сколько необходимо для подъема ее тела со скоростью, достаточной для противодействия скорости снижения. Эта оценка привела к выводу, что потребная мощность на единицу веса (т. е. обратная величина нагрузке на единицу мощности) пропорциональна квадратному корню удельной нагрузки на крыло.

Общий вид этого правила был подтвержден более подробным анализом Шарля Ренара (1847-1905) , одного из лидеров раннего воздухоплавания во Франции. Он выразил мощность, потребную для горизонтального полета, как сумму мощности, необходимой для поддержания, и мощности, необходимой для движения самолета вперед, т. е. лобового сопротивления, умноженного на скорость. Его формула совершенно аналогична формулам, используемым в современной конструкции самолета. Затем он рассчитал скорость, при которой потребная мощность имеет минимальное значение, и подставил это значение в свою формулу. Результат оказался следующим:

и соответствует выражениям, полученным ранее для минимальной необходимой мощности для горизонтального полета (р обозначает плотность воздуха).

Постоянная в формуле Ренара зависит от предположений, сделанных а) для закона поддержания и б) для коэффициента лобового сопротивления самолета. Первое предположение очень важное.

Если для расчета силы поддержания используется закон сопротивления Ньютона, то для необходимой мощности, как мы указывали выше, получается ужасная цифра. Результат вычислений более правдоподобен, если подъемную силу рассчитывают с помощью одной из эмпирических формул, найденных на основе эксперимента. По Генри, современнику Ренара , постоянная в уравнении равнялась бы 0,18.

Если применить формулу Ренара к полету птиц, то очевидно, что потребная мощность на единицу веса птицы возрастает с нагрузкой на крыло. Интересно посмотреть, как нагрузка на крыло птиц фактически изменяется с их общим весом. На рис. 10 содержится информация, которую я подготовил на основе данных в La Machine animal, известной книге, написанной знаменитым французским физиологом Этьеном Жюлем Мареем (1830-1904) . Абсцисса - это вес в фунтах, а ордината - нагрузка на крыло в фунтах на квадратный фут; обе построены в логарифмических шкалах. Проведено различие между птицами, которые обычно парят, и теми, которые взмахивают крыльями. Вообще видно, что нагрузка на крыло возрастает с увеличением веса. Поскольку мы склонны считать, что мощность, которую птица может приложить с помощью грудных мышц, приблизительно пропорциональна ее весу, то отсюда следует, что полет представляет большую проблему для крупной птицы по сравнению с маленькой. Следовательно, делаем вывод, что существует определенный размер, сверх которого живое существо не может летать.

Известный немецкий физик Герман фон Гельмгольц (1821-1894) рассмотрел закон подобия летающих живых существ в статье, опубликованной в 1873 году . Он предположил, что вес животного пропорционален кубу, а площадь его крыла - квадрату его линейного размера. В соответствии с этим предположением, нагрузка на крыло

Рис. 10. Нагрузка на крыло птиц. Нагрузка на крыло в фунтах на квадратный фут построена в зависимости от веса в фунтах; обе в логарифмической шкале. Белые круги обозначают птиц, которые обычно парят, черные круги - тех, которые взмахивают крыльями. Прямая линия наклона 1: 3 соответствует закону подобия Гельмгольца.

увеличивается пропорционально кубическому корню веса. Эта зависимость представлена прямой линией наклона 1: 3 на рис. 10, где использована логарифмическая шкала. Таким образом, частный закон, предложенный Гельмгольцем, по-видимому, подтверждается, если мы рассматриваем только парящих птиц.

В академических кругах Германии ходил анекдот о том, как студент провалился на экзамене у Гельмгольца, так как он не смог доказать, что полет человека никогда не возможен. Сомневаюсь, что этот рассказ верен в этой версии. Возможно, студенту был задан вопрос о возможности полета человека с помощью его мышечной энергии. Рассмотрев влияние увеличения веса на возможность летать в животном царстве, Гельмгольц пришел к выводу, что у человека очень низкий шанс взлететь с помощью своей мышечной энергии.

До сих пор не было ни одной успешной попытки приведения в движение самолета на основе мышечной энергии человека. В 1937 году итальянцы Босси и Бономи успешно выдержали горизонтальный полет на винтовом самолете на расстояние около 2600 футов, хотя воздушные

Рис. 11. Профили крыла, изученные Горацио Филлипсом. (Из American Engineer and Railroad Journal, 67 (1893), 135.)

винты приводились в движение только мышечной энергией. Однако самолет не смог взлететь только в силу мышечной энергии. Некоторые люди верят, что, улучшив аэродинамику крыльев и двигателя и уменьшив вес конструкции, можно было бы сконструировать самолет, управляемый мышечной энергией.

Кроме внимательного изучения полета птиц, первые исследователи в области аэродинамики главным образом занимались определением особенно удобных форм крыла. Подобные исследования проводились как в аэродинамических трубах, так и с помощью реальных полетов на планере. На рис. 11 показан ряд профилей крыла, исследованных в аэродинамической трубе Филлипса . Отметим, что Филлипс исследовал кривые поверхности, у которых оказалось больше преимуществ, чем у плоских пластин. Эти наблюдения полностью подтвердил своими экспериментами полетов на планерах Отто Лилиенталь (1848-1896) . Исследователям того периода представлялись важными два вывода: во-первых, что кривая поверхность показывает положительную подъемную силу в случае нулевого угла атаки, т. е. если передняя и задняя кромки расположены на одинаковой высоте; во-вторых,

что аэродинамическое качество кривых поверхностей в некоторых случаях превосходит этот показатель у плоских пластин. В то время не существовало теоретического объяснения, почему кривые поверхности создают подъемную силу при положении в полете с нулевым углом. Позже мы увидим, как современная теория подъемной силы успешно объясняет этот факт. Однако удивительно найти относительно поздний (1910) следующий комментарий в известной книге Ричарда Ферриса Как он летает: «Последние исследования (он описывает конструкцию аэроплана Хенсона 1843 года) доказали, что верхняя поверхность аэроплана должна быть выпуклой, для того чтобы увеличить влияние подъемной силы. Это один из парадоксов летающих машин, которые никто не может объяснить».

Лилиенталь особо подчеркивал значение кривых поверхностей крыла. Он сделал много других интересных наблюдений в аэродинамике; например, установил, что естественный ветер более благоприятен для парящего полета, чем идеально равномерный воздушный поток. Этого благоприятного воздействия можно достичь, используя восходящие потоки, которые часто существуют в естественном ветре. Однако Лилиенталь обнаружил, что иногда подъемная сила при естественном ветре, даже в отсутствие восходящих потоков, может превосходить силу при равномерном воздушном потоке. Только недавно было признано, что этот эффект возникает благодаря градиенту поперечной скорости, который обычно преобладает при естественном ветре, по крайней мере в нижних слоях атмосферы.

Некоторые теоретические идеи братьев Лилиенталь, Отто и Густава (1849-1933) были довольно туманными. Они посвятили много времени изучению возможности создания отрицательного сопротивления, т. е. движению вперед с помощью особенной формы профиля крыла без обеспечения мощности. Через несколько лет после смерти своего брата Отто, погибшего в результате аварии в 1896 году, Густав Лилиенталь действительно опубликовал «теорию» этого явления, которая несомненно противоречит принципам механики. При упорном поиске научной истины в юношеские годы я однажды назвал его «незначительным братом великого человека», выражение, которое, я считаю, обидело его. Теперь я раскаиваюсь в этом, когда оглядываюсь назад на подростковый период в развитии аэродинамической науки.

В США выдающийся инженер-строитель из Чикаго Октав Шанют (1832-1910) выполнил огромное количество экспериментов по полетам

на планерах. Его внимание в основном привлекала проблема устойчивости. Интересно отметить, что за месяц до несчастного случая с Отто Лилиенталем он высказал мнение о небезопасности планера Лилиенталя .

Рис. 12. Модель самолета Альфонса Пено. (Из American Engineer and Railroad Journal, 66 (1892), 508.)

Кроме пилотируемых планеров летающие модели с двигателями или без них позволили получить важную аэродинамическую информацию. Модель, представленная Альфонсом Пено (1850-1880), является, по-видимому, первой моделью, где успешно обеспечена устойчивость с помощью горизонтальной хвостовой поверхности, расположенной сзади (рис. 12). Пено полагал, что пассажирский самолет с общим весом 2600 фунтов и двигателем от 20 до 30 лошадиных сил можно сконструировать в соответствии с его изобретениями. Его жизнь и работа являются трагической главой в истории аэронавтики. Он был парализован, поэтому свои исследования мог продолжить только дома; бедность, плохое здоровье и недостаток признания сломили его до такой степени, что в возрасте тридцати лет он покончил жизнь самоубийством.

Братья Райт, совершившие первый механический полет на пилотируемом самолете, и Самюэль П. Лэнгли (1834-1906), который близко подошел к подобному практическому результату, следовали направлениям, обозначенными нами в этом коротком очерке. Лэнгли особо подчеркивал аналогию с полетом птицы и полностью осознавал, что теория Ньютона о сопротивлении воздуха не может быть верной, если возможен полет человека на аппарате тяжелее воздуха. После полета модели

с механическим приводом, он пришел к решению построить пилотируемый аппарат. Ему повезло в том, что у него был помощник, обладающий гением в области механики, которому редко оказывали должные почести. Этим помощником был Чарльз М. Мэнли (1876-1927), выпускник Корнеллского университета, построивший бензиновый двигатель, достаточно мощный и легкий, чтобы служить этой цели.

Уилбер (1867-1912) и Орвилл (1871-1948) Райт не были профессиональными учеными. Однако они были знакомы с практическими идеями в области аэродинамики, разработанными до них различными исследователями, и, кроме замечательного таланта конструкторов, у них была возможность использовать эксперименты с моделями для своей натурной конструкции. Фактически для этой цели они использовали простую и малогабаритную аэродинамическую трубу. Более того, они выполнили почти тысячу полетов на планере.

Небезынтересно рассмотреть основные технические характеристики первого самолета братьев Райт в свете теоретических размышлений, приведенных выше. Масса брутто их самолета равнялась 750 фунтам, а крыло имело общую площадь 500 квадратных футов, поэтому нагрузка на крыло составляла 1,5 фунта на квадратный фут. Эта нагрузка на крыло немного больше, чем у грифа (рис. 10), и в семнадцать раз меньше, чем, например, у полностью загруженного Дугласа DC-3. Полезную располагаемую мощность на основе двигателя в 12 лошадиных сил с 66-процентным КПД воздушного винта, заявленную Орвиллем Райтом, можно оценить в 4300 футов-фунтов в секунду. Следовательно, располагаемая мощность на единицу веса равнялась 5,7 футам в секунду. В соответствии с формулой Ренара, значение мощности, потребной на единицу веса, составило бы 4,4 фута в секунду при указанной выше нагрузке на крыло. Интересно также отметить, что Ренар в статье, опубликованной в январе 1903 года , рассчитал, что двигатель пилотируемого летательного аппарата не должен быть тяжелее 17 фунтов на лошадиную силу. Двигатель, используемый братьями Райт, был 15 фунтов на лошадиную силу.

За год до первых успешных полетов братьев Райт немецкий прикладной математик Себастьян Финстервальдер (1862-1951) опубликовал отличный обзор состояния знаний в области аэродинамики в тот период времени . Эта статья содержит много интересных материалов и большое число ссылок на источники, касающиеся этой темы, которую я смог здесь лишь бегло затронуть.