|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Два механизма активного взмаха вверх у птицтезисы доклада
- Авторы: Панютина А.А., Размадзе Д.Т.
- Сборник: Тезисы докладов первого всероссийского орнитологического конгресса. 29 янв - 4 февр. 2018
- Том: 4
- Тезисы
- Год издания: 2018
- Место издания: Тверь
- Первая страница: 256
- Последняя страница: 256
- Аннотация: Возможность создавать полезную аэродинамическую силу не только при взмахе вниз, но и вверх, была обнаружена еще в 1982 году, почти сразу после первой регистрации воздушного следа за крылом птицы (Spedding, 1982). Исследования ряда птиц показали, что с увеличением скорости полета вихри, сходящие с крыла, становятся непрерывными, т.е. крыло начинает взаимодействовать с воздухом в течение всего цикла (Rayner, 1988). По мере развития аэродинамики у все большего числа птиц обнаруживали взаимодействие с воздухом при взмахе вверх. Оказалось, что это взаимодействие не ограничивается нежелательным лобовым сопротивлением, а создает "полезную" подъемную силу, хотя и направленную иначе, чем при взмахе вниз. Более того, выяснилось, что это взаимодействие имеется на всех скоростях, а представление о дискретных "воздушных аллюрах" не отражает реальное континуальное изменение характера вихря с увеличением скорости (Spedding et al., 2003, 2008). Оптимальной при равномерном полете является аэродинамическая сила, направленная вверх и немного вперед. При взмахе вверх такую силу произвести невозможно, но направленную вверх и назад – вполне. В полете по воздуху основная борьба ведется с силой тяжести, соответственно любая сила, производимая крылом, если она направлена не вниз, может рассматриваться как в той или иной степени "полезная". Однако мышечный механизм продукции активного аэродинамического взаимодействия при взмахе вверх в литературе практически не рассмотрен. Меж тем, задача генерировать направленную вверх силу на крыле при взмахе вверх не проста. Если крыло движется строго вверх относительно тела птицы, то его скорость относительно воздуха направлена вверх и вперед (поскольку птица движется вперед). Если крыло движется с положительным углом атаки (поток набегает на крыло с брюшной стороны), то подъемная сила (по определению перпендикулярная скорости набегающего на крыло воздуха) направлена вверх и назад, а сила лобового сопротивления крыла (в направлении набегающего воздуха) – назад и вниз. Подъемная сила на крыле больше лобового сопротивления, так что суммарная аэродинамическая сила будет направлена вверх и назад. Передать эту силу на туловище может мускул, который тянет тело вверх, а значит, крыло – вниз (согласно третьему закону Ньютона). Но ни один мускул-подниматель не может тянуть крыло вниз, а тело вверх. Следовательно, активный взмах при такой кинематике крыла возможен только за счет работы грудного мускула в уступающем режиме: при взмахе вверх грудной мускул удлиняется, удерживая крыло с положительным углом атаки. При этом поступательная скорость тела падает, ведь аэродинамическая сила, передаваемая на тело, отчасти направлена назад. Но можно ли активно махать вверх при прямолинейном полете, когда тело горизонтально, без помощи грудного мускула? Если крыло при подъеме движется относительно тела птицы вверх и назад, то относительно воздуха оно движется вверх. Если поставить крыло с положительным углом атаки, подъемная сила потащит птицу назад. А если поставить его с отрицательным... то потащит вперед! Передать на корпус эту силу, направленную вперед, может надкоракоидный мускул в сочетании с задним лопаточноплечевым. Как же выяснить, каким механизмом активного взмаха вверх пользуется конкретная птица? Это можно определить по ее кинематике. Если конец крыла описывает относительно воздуха ровную синусоиду – это активный взмах вверх с положительным углом атаки на уступающем грудном мускуле. Если при взмахе кончик крыла движется более или менее ровно вверх, то вероятно взмах происходит с отрицательным углом атаки. У таких птиц ожидается обнаружение гипертрофированных надкоракоидного и заднего лопаточноплечевого мускулов.
- Добавил в систему: Панютина Александра Андреевна