Полет птиц. Два типа полета. Сила тяжести

Многие люди любят наблюдать за птицами. Вид порхающих и парящих в небе птиц всегда завораживает существ, рожденных ходить (или ползать) по земле. Наблюдая за ними, мы сами хотим взлететь. Вдохновленный примером птиц, человек с давних времен экспериментировал с разного рода летательными аппаратами. Но пионеры воздухоплавания не могли понять, что позволяет птицам так долго оставаться в воздухе. Потому-то первые попытки человека летать оказались безуспешными.

Дело в том, что людей отвлекало самое очевидное движение птиц — взмахи крыльями. Люди видели, как птицы спокойно сидят в своих гнездах, сложив крылья по бокам, и вдруг, яростно забив крыльями, взмывают в небо. Именно взмахи крыльев казались ключом к полету, и потому на них были сосредоточены первые опыты воздухоплавания. Люди пытались имитировать машущие крылья птиц, и именно это стало причиной неудач. Машущий полет — нечто большее, чем просто движение крыльев вверх и вниз. Это на самом деле сложная операция, а крыло птицы — уникальный механизм, который не так-то легко скопировать.

Полет птиц издавна вдохновляет людей. Древнеегипетские рисунки показывают птицу в машущем и в парящем полете. Этим изображениям шесть тысяч лет — видите, как давно люди научились различать основные типы полета птиц

Два типа полета. Полет птиц бывает двух видов: парящий полет и машущий полет. Все птицы, за исключением колибри, во время каждого перелета попеременно пользуются то тем, то другим типом полета. (Можно выделить, правда; еще два вида полета: полет "на месте", практикуемый многими видами птиц, особенно колибри, и пикирующий полет — разновидность парящего полета, который характерен для хищных птиц).

Различные типы полета требуют от птиц по-разному использовать крылья для достижения желаемого результата. Крыло птицы выполняет две основные функции. Люди не сразу это поняли, потому что быстрота движений крыльев мешает увидеть, как они в действительности работают. Точные наблюдения стали возможны только с развитием фототехники.

Крыло птицы можно сравнить с человеческой рукой, которая состоит из нескольких частей — плечевого сустава, плеча, локтя, предплечья, запястья и кисти. Каждая часть крыла птицы покрыта особым видом перьев. Когда птица машет крылом, разные его части вместе с соответствующими перьями выполняют различные функции.

Если бы древние наблюдатели поняли это, человек научился бы летать намного раньше. Только сосредоточив свои эксперименты воздухоплавания на парящем полете, а не на машущем, люди поняли, каким образом достигается подъемная сила. Никакое порхание не позволило бы птице летать, если бы она не могла парить. Чтобы понять, как птицы летают, нужно осознать, прежде всего, каким образом их крылья создают подъемную силу.

Скелет человеческой руки и крыла птицы. Птичья “кисть” имеет гораздо меньше костей

Однако прежде чем мы изучим все детали птичьего полета, мы должны понять, как воздух взаимодействует с твердыми предметами. Поэтому начнем с аэродинамики. Для начала сравним птицу с самолетом.

Сила тяжести. Сила тяжести наделяет любой объект весом и притягивает его к земле. Эта сила воздействует на все существующие на Земле предметы и порождается самой Землей. У каждого предмета имеется свой центр тяжести — точка, в которой можно представить сконцентрированной всю тяжесть тела и в которой тело сохраняет равновесие. Чтобы птица или самолет могли лететь, именно к данной точке должна прикладываться подъемная сила. Эта подъемная сила, создаваемая крыльями, должна преодолеть силу тяжести.