для чего птицы летят клином
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Осень… Стаи птиц Тютчева уже давно улетели за синее море. И уже скоро-скоро наступит зима… А вы когда-нибудь задумывались, почему птицы летают именно клином? Вожак впереди, остальные позади?
Пилоты тратят долгие годы, чтобы научиться летать клинообразной эскадрильей, а птицы наделены этой способностью с рождения. Однако до сих пор оставалось загадкой, почему птицы предпочитают летать именно клином.
Сегодня на этот счет существует две конкурирующих теории.
Есть две гипотезы, касающиеся выбора пернатыми именно этого воздушного построения. Первая — поведенческая: птицы просто следуют за лидером, за тем, кто летит перед ними, и из-за этого автоматически получается клин. Вторая гипотеза затрагивает вопросы аэродинамики: им так проще лететь. Дело в том, что на конце крыльев каждой птицы образуется воздушный вихрь, а это обеспечивает собрату, летящему на полкорпуса позади, дополнительную подъемную силу. Таким образом, сопротивление воздуха снижается для всей стаи, за исключением вожака. Кроме того, птицы получают возможность чаще парить, чем тоже экономят энергию.
Это может показаться странным, но учёные долгое время не могли выбрать из этих двух объяснений верное. Если говорить, например, о самолётах, то в эскадрилье построение клином действительно экономит топливо. Но птицы не самолёты: воздушные потоки, которые создаёт самолёт, стабильны, а воздушные вихри от летящей птицы гораздо более непредсказуемы и непостоянны, ибо те же самолёты крыльями не машут.
Ответить на вопрос, почему птицы выбирают V-образную формацию стаи, попытались ученые Валмир Барбоса и Андре Натан из Федерального университета Рио-де-Жанейро в Бразилии. Они построили компьютерные модели стай из 15-35 птиц, приняв в расчет обе теории. Результат эксперимента показал, что верны оба предположения. Полет клином позволяет птицам расположиться относительно соседа таким образом, чтобы иметь максимальный обзор. А затем пернатые путешественники регулируют свое положение, чтобы попасть в восходящую часть воздушного вихря, образуемого крыльями впереди летящей птицы. Барбоса и Натан отмечают, что стая принимала V-образную форму независимо от того, как изначально были выстроены птицы. Забавно, что в ходе эксперимента компьютерные пернатые даже создавали стаи более сложной формы, в частности, летали W-образным строем.
Еще одно исследование провела Международная команда зоологов под руководством Джеймса Ашервуда (James Usherwood) из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета (Великобритания) увешала 14 молодых лесных ибисов GPS-датчиками, которые фиксировали положение птицы с точностью до 30 см, и акселерометрами, регистрировавшими движения крыльев. Молодым ибисам, выращенным в неволе, предстояло вернуться в естественную среду обитания, проделав путь из Австрии в Италию под руководством «родителей» — людей на параплане. Вот исследователи и решили воспользоваться счастливой возможностью понаблюдать за птичьим клином, так сказать, вплотную.
Аэродинамическая гипотеза в итоге полностью подтвердилась: как пишут авторы работы в журнале Nature, ибисы старались лететь сзади и слегка сбоку впереди летящего товарища, чтобы поймать крылом поднимающиеся вверх вихревые потоки, которые тот оставлял позади себя. Если же ведомый оказывался строго позади ведущего, то характер взмахов менялся так, чтобы минимизировать влияние нисходящих потоков от тела того, кто летел впереди.
В общем, построение при полёте определяется тем, что птицам нужно поймать восходящие потоки от лидера и избежать нисходящих, которые тоже тянутся за тем, кто движется впереди. Кроме того, птицы специально синхронизируют друг с другом движения крыльев — опять же для лучшей настройки на воздушные потоки. В итоге получается, что в полёте они тянут друг друга за собой. Тут должен быть выигрыш в энергии, но таких замеров авторы работы не проводили, ссылаясь на то, что это сильно повредило бы ибисам, которые и так находятся на грани исчезновения.
Авторы подчёркивают, что эти соображения играют роль только для крупных птиц вроде ибисов, аистов, пеликанов, гусей и т. п. Мелким пернатым в силу меньшего размера тела и крыльев приходится иметь дело с иной аэродинамикой, и они уже не могут вот так просто выбрать строй и ритм взмахов крыльями, чтобы ловить одни потоки и избегать других.
Наконец разгадан секрет, почему птицы летают клином
Многие годы люди ломали голову над тем, почему птицы выстраиваются именно таким образом. Это поистине удивительно, ведь природой придуман идеальный способ, который позволяет птицам преодолевать огромнейшие расстояния, при этом не сбиваясь с курса.
В ходе исследования выяснилось, что каждая птица, взмахивая крыльями, обеспечивает подъем для птицы, находящейся непосредственно за ней. Таким образом, благодаря форме клина вся стая увеличивает скорость полета по меньшей мере на 71% по сравнению со скоростью, которую может развить каждая птица в отдельности. Это значительно уменьшает нагрузку для птиц, поэтому они могут совершать перелёты на огромные расстояния.
Порядок построения клином обеспечивает экономию сил и оптимальное командное взаимодействие. Во главе клина — лидер, самый сильный и выносливый. Мах его крыльев создает мощные воздушные потоки, обеспечивая дополнительные воздушные потоки летящим сзади. Второе звено облегчает работу третьему и так далее по списку.
Стоит одному гусю выпасть из общей стаи и попытаться лететь в одиночку, как он сразу же чувствует тяжесть и сопротивление. Поэтому он возвращается в стаю, чтобы воспользоваться подъемной силой, создаваемой птицами, которые летят впереди.
Самые старые и слабые птицы всегда летят в конце клина – там сопротивление воздуху минимально. Пернатые, летящие сзади, буквально парят на воздушных волнах, которые создали впереди летящие.
Поразительно и то, что летящие клином птицы способны развивать скорость 80 км/ч, и поддерживать её всё время перелёта. Некоторые учёные считают, что птицы летят именно клином (чуть в стороне от той, что впереди), чтобы видеть каждого в стае, и главное, видеть лидера. Лидером, как правило, всегда становится старая, но ещё сильная птица, которая совершала перелёт уже не раз, и которая точно знает путь. Таких птиц в клине должно быть несколько, и все они летят во главе. Как только лидер устаёт, он отступает, летит в конец клина на отдых, и место вожака занимает другой. Так они чередуются на протяжении всего пути.
Интересно, что тот крик, который мы слышим от пролетающего в небе клина, издают только летящие позади птицы. Таким образом, они поддерживают летящих впереди птиц, и стимулируют их не сбавлять скорость.
Ещё один удивительный факт о перелётных птицах. Если по каким-то причинам одна птица из стаи не может продолжать путь, то две другие покидают клин вместе с ней. Они оказывают ослабленной птице помощь и находятся возле неё до тех пор, пока она не выздоровеет, или не умрёт. После они продолжают путь, дождавшись другого клина.
Это поучительное наблюдение ученых многому может научить людей. И да, получается, что мигрирующие пернатые занимались тимбилдингом задолго до нас. Разве природа не идеальна?
Усталость из птиц вышибают. клином!
Почему журавли и некоторые другие крупные птицы во время своих миграций выбирают такую форму построения, как клин? Оказывается, этот строй позволяет им экономить энергию, поскольку птицы, выстроившись клином, так оптимизируют возникающие воздушные потоки, что те не мешают, а помогают им лететь. Но такое возможно только у крупных путешественников.
Когда речь заходит о перелетных птицах, почти сразу же вспоминается летящий по небу журавлиный клин. Впрочем, подобное построение используют не только журавли — многие другие крупные птицы, например, гуси, утки, ибисы также предпочитают путешествовать, построившись в виде клина. Таким образом, можно предположить, что этот строй является достаточно удобным для долгих перелетов. Однако сразу же возникает вопрос: почему?
Почему именно клин
Долгое время существовали две гипотезы, которые объясняли выгоду от подобного построения:
Однако обе этих версии совершенно не объясняют того факта, что клин не является единственной формой построения птичьей стаи. Например:
Почему же в таком случае эти птицы позволяют себе так наплевательский относиться к законам аэродинамики — ведь они могли бы, изменив построение, весьма облегчить себе путешествие? Кроме того, необходимость видеть лидера, указывающего направление движения, есть и у этих пернатых, и, более того, судя по всему им это удается и при других формах построения.
И вот ученые из Международной группы зоологов под руководством Джеймса Ашервуда из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета (Великобритания) решила разгадать загадку птичьего клина. Для этого исследователи снабдили 14 молодых лесных ибисов (Geronticus eremita) GPS-датчиками, которые фиксировали положение птицы с точностью до 30 см, и акселерометрами, которые регистрировали движения крыльев. После чего прошлой осенью вернули этих выращенных в неволе птиц в естественную среду обитания — как раз накануне их традиционного путешествия из Австрии в Италию (оно прошло под руководством приемных «родителей», то есть людей на параплане). Во время полета эти «родители» получили уникальную возможность исследовать полет ибисов, находясь вблизи самих птиц.
В итоге, когда ибисы благополучно долетели до приготовленного им места зимовки, а ученые проанализировали данные приборов и результаты собственных наблюдений, выяснилось, что аэродинамическая гипотеза была абсолютно корректной. В статье, которая была опубликована в журнале Nature, ученые пишут про то, что ибисы старались лететь сзади и слегка сбоку впереди летящего товарища, чтобы поймать крылом поднимающиеся вверх вихревые потоки, которые тот оставлял позади себя. Если же ведомый оказывался строго позади ведущего, то характер взмахов менялся — так, чтобы минимизировать влияние нисходящих потоков от тела того, кто летел впереди.
Таким образом было выяснено, что построение при полете определяется в основном двумя факторами:
Также орнитологи выяснили, что при этом птицы специально синхронизируют друг с другом движения крыльев — опять же для лучшей настройки на воздушные потоки. В результате получается, что во время полета ибисы как бы тянут друг друга за собой. Без сомнения, подобное дает немалый энергетический выигрыш, хотя сами авторы работы не проводили измерения расходов калорий путешествующих ибисов, ссылаясь на то, что это сильно повредило бы этим редким птицам, которые и так находятся на грани исчезновения.
Клином летают не только птицы
Любопытно, что результаты исследования группы Ашервуда подтверждают одну закономерность, которая давно уже известна всем военным летчикам — если эскадрилья построена клином, то каждый самолет расходует меньше топлива. Прежде ученые считали подобную аналогию неуместной, поскольку воздушные потоки, которые создает самолет, достаточно стабильны (ведь аэропланы крыльями не машут), а вот вихри от крыльев летящей птицы гораздо более непредсказуемы и непостоянны. Но оказалось, что и птицам подобное построение помогает минимизировать энергетические затраты, вызванные воздушными вихрями.
Почему тогда не все птицы летают клином?
Однако все-таки, почему же далеко не все птицы летают клином, если это таит в себе огромную энергетическую выгоду? Построив модель передвижения подобным строем группы птиц с более и менее большим весом, нежели у ибисов, ученые обнаружили, что такая выгода возникает только у крупных птиц — вроде тех же ибисов, аистов, пеликанов, гусей и т. п. А вот их более мелким пернатым сородичам из-за меньшего веса, а также размера тела и крыльев приходится иметь дело с другими аэродинамическими закономерностями, и они уже не могут вот так просто выбрать строй и ритм взмахов крыльями, чтобы ловить одни потоки и избегать другие. Наверное, именно поэтому у перелетных птиц малого размерного класса и наблюдается такое разнообразие построений для путешествий, тогда как почти все крупные птицы летают клином.
Еще много неясного
Итак, почти все загадки, связанные с тем, почему крупные перелетные птицы летают клином, ученые вроде бы разгадали. Впрочем, кое-что пока осталось неясным.
Как видите, вопросов еще достаточно много, и ученые надеются найти на них ответы во время следующей серии экспериментов, которые собираются провести с другими видами птиц, например, с гусями…
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Почему аисты и журавли летят клином
Главная » Природа » Почему аисты и журавли летят клином | «Зачем и почему»
Приветствуем Вас, дорогие читатели, на нашем сайте!
Здесь вы сможете узнать множество интересных и зажигательных историй, множество фактов и объяснений в мире. На нашем сайте вы найдете много полезной и интересной информации из различных областей науки, спорта, природы, животных и многое многое другое.
Читайте и делитесь с друзьями!
В данной статье мы с Вами узнаем – ПОЧЕМУ АИСТЫ И ЖУРАВЛИ ЛЕТЯТ КЛИНОМ
Осень… Стаи птиц Тютчева уже давно улетели за синее море. И уже скоро-скоро наступит зима… А вы когда-нибудь задумывались, почему птицы летают именно клином? Вожак впереди, остальные позади?
Пилоты тратят долгие годы, чтобы научиться летать клинообразной эскадрильей, а птицы наделены этой способностью с рождения. Однако до сих пор оставалось загадкой, почему птицы предпочитают летать именно клином.
Поведенческая гипотеза
Есть две гипотезы, касающиеся выбора пернатыми именно этого воздушного построения. Первая — поведенческая: птицы просто следуют за лидером, за тем, кто летит перед ними, и из-за этого автоматически получается клин. Вторая гипотеза затрагивает вопросы аэродинамики: им так проще лететь.
Большинство видов перелётных птиц летает стаей в форме клина. Первой во главе клина летит самая опытная и сильная птица — вожак стаи. Когда он совершает мах крылом, позади образуются завихрения воздуха и восходящие потоки, и летящие за ним птицы могут воспользоваться этой подъёмной силой.
Таким образом, каждая птица экономит до 25% энергии на перелёт, а общая мощность полёта всей стаи возрастает на 70%.
Самые слабые, больные и неопытные птицы всегда летят в конце. Большая часть нагрузки во время полёта достаётся вожаку, но когда он устаёт, то улетает в конец клина, а его место занимает птица, летевшая сразу за ним.
Так птицы меняются местами на протяжении всего полёта, и каждая получает возможность отдохнуть. Если же какая-то птица случайно покинет общий строй, то сразу ощутит дополнительную нагрузку и будет вынуждена вернутся в общий поток.
Знакомый всем крик, который издаёт птичья стая — на самом деле звуковой стимулирующий сигнал от летящих в конце птиц: так они поддерживают вожаков и просят их не сбавлять скорость. Если же по каким-то причинам одна из птиц не может лететь дальше, то вместе с ней покидают стаю две птицы, летевшие рядом с ней, и на земле пытаются ей помочь, пока она либо не оправится, либо не умрёт, после чего или летят дальше самостоятельно или прибиваются к другой стае.
Главным ориентиром для птиц служит магнитное поле Земли, так что полёты над океаном не представляют для них никакой сложности.
Дело в том, что глаза птицы содержат белок криптохром, под воздействием света и магнитного поля планеты меняющий свою форму. Мозг птиц распознаёт сигналы, и птица ориентируется по ним.
Почему аисты и журавли летят клином: Аэродинамическая гипотеза
Дело в том, что на конце крыльев каждой птицы образуется воздушный вихрь, а это обеспечивает собрату, летящему на полкорпуса позади, дополнительную подъемную силу. Таким образом, сопротивление воздуха снижается для всей стаи, за исключением вожака. Кроме того, птицы получают возможность чаще парить, чем тоже экономят энергию.
Это может показаться странным, но учёные долгое время не могли выбрать из этих двух объяснений верное. Если говорить, например, о самолётах, то в эскадрилье построение клином действительно экономит топливо. Но птицы не самолёты: воздушные потоки, которые создаёт самолёт, стабильны, а воздушные вихри от летящей птицы гораздо более непредсказуемы и непостоянны, ибо те же самолёты крыльями не машут.
Они построили компьютерные модели стай из 15-35 птиц, приняв в расчет обе теории. Результат эксперимента показал, что верны оба предположения. Полет клином позволяет птицам расположиться относительно соседа таким образом, чтобы иметь максимальный обзор.
А затем пернатые путешественники регулируют свое положение, чтобы попасть в восходящую часть воздушного вихря, образуемого крыльями впереди летящей птицы. Барбоса и Натан отмечают, что стая принимала V-образную форму независимо от того, как изначально были выстроены птицы. Забавно, что в ходе эксперимента компьютерные пернатые даже создавали стаи более сложной формы, в частности, летали W-образным строем.
Еще одно исследование провела Международная команда зоологов под руководством Джеймса Ашервуда (James Usherwood) из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета (Великобритания) увешала 14 молодых лесных ибисов GPS-датчиками, которые фиксировали положение птицы с точностью до 30 см, и акселерометрами, регистрировавшими движения крыльев.
Молодым ибисам, выращенным в неволе, предстояло вернуться в естественную среду обитания, проделав путь из Австрии в Италию под руководством «родителей» — людей на параплане. Вот исследователи и решили воспользоваться счастливой возможностью понаблюдать за птичьим клином, так сказать, вплотную.
Аэродинамическая гипотеза в итоге полностью подтвердилась: как пишут авторы работы в журнале Nature, ибисы старались лететь сзади и слегка сбоку впереди летящего товарища, чтобы поймать крылом поднимающиеся вверх вихревые потоки, которые тот оставлял позади себя.
Если же ведомый оказывался строго позади ведущего, то характер взмахов менялся так, чтобы минимизировать влияние нисходящих потоков от тела того, кто летел впереди.
Какие птицы летают клином
Самый красивый и строгий порядок у журавлей. Они летят клином (углом). Шеренгой, крылом к крылу летят цапли и гуси. Утки при дальних полётах выстраиваются в линию друг за другом. Но есть утки, строй которых напоминает пологую дугу.
У скворцов, дроздов и других мелких птиц никакого порядка не заметно. Так и летят скученной стаей. Только большие хищные птицы (орлы, ястребы) летят самостоятельно, в одиночку.
Сопротивление воздуха при полёте достаточно ощутило… вожак рассекает, за ним, в увлечённом им потоке лететь легче, причём самому последнему в цепи проще всего, там отдыхает уставший ведущий, меняясь с другим матёрым гусем.
Видео
Почему птицы летят клином?
Наступила осень – а вместе с ней пришло и время миграции птиц. Собравшись в огромные стаи, они начинают свой длительный перелет на зимние квартиры. Выстроившись в клин, в теплые краялетят журавли. И в этом нет ничего странного. Сезонные миграции для этих птиц обычное явление. Интерес вызывает вовсе не это, а клиновая форма построения журавлиной стаи. Почему птицы выбрали именно клин? Ученые сходятся во мнении, что при таком построении лететь птицам гораздо легче. И вот почему.
Клиновую форму построения используют все крупные птицы. Клином летят гуси, лебеди, ибисы, утки. Летящие клином птицы создают воздушные потоки, которые помогают им лететь и экономить силы, что во время длительного перелета чрезвычайно важно.
Впрочем, по поводу клинового построения птиц есть различные гипотезы. Одна из них связана с особенностями их поведения. То есть, лидирующую позицию занимает вожак, который летит впереди, а уже за ним выстраивается вся остальная стая. При этом порядок построения имеет иерархический характер, при котором лидер всегда летит впереди, а за ним следуют остальные птицы. В результате клин возникает чисто автоматически.
Однако это не единственное объяснение данного факта. Есть и другое, согласно которому, клиновое построение птичьей стаи связано с аэродинамикой. В таком порядке им просто легче и проще лететь. Но если этот так, тогда как объяснить тот факт, что данной формой построения не пользуются другие птицы. Те же скворцы, например, во время длительных перелетов выстраиваются в ровную линию, кулики летят змейкой, а в стае чаек вообще отсутствует какой — то порядок. Получается, что аэродинамика здесь абсолютно не причем. Возможно, летящий впереди стаи лидер является для остальных птиц ориентиром, указывающим правильное направление полета, но если вернуться к тем же чайкам, то можно заметить, что его там нет. Значит и эта теория не является правильной.
Загадку данного феномена попытались разгадать ученые из Великобритании Они решили проследить за поведением ибисов во время их сезонной миграции. С этой целью было выбрано 14 птиц, к которым прикрепили специальные датчики, с помощью которых можно было ежеминутно фиксировать их положение в стае.
В течение всего перелета ученые фиксировали показания датчиков, и затем провели анализ полученных данных. Результаты подтвердили правильность гипотезы, которая склонялась в сторону аэродинамического характера клинового построения стаи. Летящие сзади лидера птицы, старались выбирать такое положение, чтобы подхватывать крыльями отходящие от него восходящие воздушные потоки, что значительно облегчало полет. Ну а для этого нужно было несколько смещаться в сторону. В результате и образовывался широкий клин.
То, есть, в данном случае мы можем говорить о ведущей и ведомой паре птиц. Стоило ведущей птице сместиться и стать в одну линию с ведомой, как ситуация резко менялась. Вместо восходящих воздушных потоков возникали нисходящие, что затрудняло полет ведомого, и заставляло его корректировать свое положение. То есть, он снова смещался в сторону.
Получается, что клиновое построение стаи обусловлено двумя факторами: наличием восходящих воздушных потоков от ведущих птиц, которые используются ведомыми, для облегчения полета, а также необходимостью избавиться от нисходящих воздушных потоков, которые затрудняют полет. Чтобы максимально эффективно использовать восходящие воздушные потоки, птицы машут крыльями синхронно. В результате таких действий создается дополнительная тяга, которая значительно упрощает полет стаи, и помогает птицам экономить силы.
Справедливость данной гипотезы подтверждает и тот факт, что летящие клином венные самолеты расходуют намного меньше топлива. Хотя, по мнению ученых, эта аналогия, в данном случае, не совсем уместна. Реактивный самолет крыльями не машет, а значит, он не способен создавать разнонаправленных изменяющихся воздушных потоков. За ним возникает стабильный поток воздуха, одного направления. Птицам же просто сложнее маневрировать. Они вынуждены постоянно корректировать свое положение в стае, чтобы использовать энергию восходящего воздушного потока, создаваемого лидером. При этом такая возможность имеется лишь у крупных птиц. Мелкие пернатые во время своих перелетов используют совершенно иную аэродинамику. Но это уже совершенно иная история.