Активный полет

Забудем на некоторое время все воздушныe маневры типа поворотов, взлетов и приземлений. Активный полет, при котором ловчая птица продвигается вперед с помощью взмахов крыльев, имеет несколько узнаваемых типов. Первый - это размеренный полет, более или менее сравнимый с нашей ходьбой. Исследования Spedding, Pennycuick и Rayner показали, что когда сокол, например, пустельга или сапсан, летит очень медленно, со скоростью менее трех метров в секунду, движения крыльев вверх являются пассивными, не обеспечивающими подъема и не создающими вихрей. Результатом являются тороидообразные вихревые кольца, создаваемые толчками от движений крыльев вниз (рисунок 1.16. 1). При взмахе крыло сгибается очень близко к телу и поджимается, не создавая при этом следовых вихрей воздуха.

Сходным образом летают сарычи и орлы, но взмахи крыльев у них глубже и медленнее, а крылья складываются сильнее. Их крылья движутся вверх быстрее, чем вниз. При напряженном полете весьма вероятно, что взмах становится активен, обеспечивая некоторую подъемную силу, в то время как при более медленном полете, он, вероятно, пассивен. Когда сокол набирает скорость выше 7 метров в секунду, воздушной скорости достаточно, чтобы поднять крылья, что уменьшает нагрузку на надлопаточные мыщцы. Когда взмах активен, он создает следовые завихрения (рисунок 1.16.2). Вместо того чтобы складываться близко к телу, крыло при взмахе удерживается жестче и прямее, что ведет к типичному мерцающему полету крейсирующего сапсана (рисунок 1.16.3).

Когда хищник хочет лететь быстрее, чем при крейсирующем полете, у него есть три возможности: сарычи и крупные орлы не могут развить настоящий спринтерский полет, поэтому для более быстрой атаки они должны атаковать сверху на скоростном планировании (см. 6.13). Соколы и ястребы действительно могут лететь быстрее, но делают они это двумя разными способами. Здесь я, похоже, достиг предела того, что на сегоднящний день известно, поэтому могу только поделиться своим мнением по дaнному вопросу. Проблема состоит в том, что с использованием аэродинамической трубы, и без нее, сложно детально изучить хищника во время спринтерского полета.

Сокол, который летит на такой большой скоpости, что обычные крейсирующие взмахи крыльев будут только затормаживать полет, похож на велосипедиста, который не может крутить педали достаточно быстро, чтобы ускорить движение. Поэтому сокол скользит в воздухе с полузакрытыми крыльями, при этом второстепенные обеспечивают подъемную силу, в остальном минимизируя рычажную нагрузку на грудные мыщцы. Сзади мягко слетают следовые вихри (в центре, рисунок 1.16.4) как при крутом плaнировании (сравните рисунки 1.15.2 и 3). Затем сокол выполняет серию глубоких пульсирующих взмахов, при которых он вкладывает как можно больше силы в несколько быстрых опусканий крыла, более быстрых, чем скорость полета, и которые направлены таким образом, чтобы обеспечить толчок, а не подъем. Результатом, который очень хорошо заметен у кречета на спринтерском полете, является то, что каждый взмах крыльев явно рывками толкает птицу вперед. Выглядит это так, словно кто-то невидимый пинает птицу сзади. Даже небольшой серии таких пульсирующих взмахов достаточно, чтобы сокол набрал такую скорость, при которой дальнейшие взмахи крыльев бесполезны. К тому времени что-нибудь произойдет.

Ястребы тоже способны к спринтерскому полету, но у них немного другая проблема. В то время как крупным соколам необходимо очень быстро преодолевать большие дистанции, ястребам нужно очень быстро летать на короткие дистанции. Они могут выиграть или проиграть схватку в считaнные секунды. Следовательно, у них проблемы не с наибольшей скоростью, а с ускорением. Ястребы начинают спринт со статического положения или во время медленного полета. Поэтому их спринт должен начинаться почти с нуля. В то время как кречет похож на велосипедиста, который выигрывает гонку на длинную дистанцию за счет максимальнай скорости, ястреб напоминает велосипедиста, который ожидает старта для гонки на 50 метров. Возможно, к финишу он даже не успеет набрать свою максимальную скорость. Следовательно, ему нужно полностью выложиться за короткий промежуток времени, поэтому он не может тратить половину этого времени на бесполезные поднятия крыла, которые не содействуют толчкам. Он решает эту проблему используя эластичные крылья с вырезками на первостепенных, которые не только аккумулируют энергию, но и уменьшают тормозной эффект при взмахе.

При опускании крыла (рис. 1.16.5 а-е), создается толчок и подъем, но крыло очень короткое, что дает грудным мышцам техническое преимущество, кончики первостепенных сгибаются назад к тому месту, где угол их наклона достигает 90 градусов к поверхности крыла по вертикали и по горизонтали (рис. 1.16.5 е). Затем птица начинает создавать тягу своими крыльями, активно используя надлопаточныe мышцы (1.16.5 f). Эластичные первостепенные начинают восстанавливать свою нормальную форму, толкая воздух вниз и назад, что обеспечивает подъем и толчки, а также оказывает помощь надлопаточным мышцам. Теперь крыло на полпути назад и наполовину сложено.Края первостепенных направлены вперед и выровнены с углом падения. В верхней точке взмаха они сходятся вместе и снова обеспечивают толчок при опускании крыла.

При условии активного полета в неподвижном воздухе и на одном уровне мы можем построить приближенныe кривые ускорения для различных хищников. Не имея возможности сравнить данныепо ловчим птицам, я скомпилировал эти кривые из нескольких источников, главным образом из работ Н. J. Slijper и Т. А. М. Jack, а также из собственных наблюдений. Хотя они, возможно, не очень точны для абсолютной скорости, они позволяют получить представление о различии между видами, хотя, конечно индивидуальные различия между птицами весьма значительны.

Обыкновенный сарыч (рисунок 1.16.6) относительно плохо летает активным полeтом. Он медленно разгоняется, имеет небольшую максимальную скорость и вскоре выдыхается. Редко можно увидеть, чтобы сарыч пролетел спритерским полетом более 100 м, очень редко 200 метров. Он скоро начинает отдыхать, планируя между взмахами, на графике это начинается на 40 метрах. При горизонтальном полете он может набрать скорость до 10 мeтpов в секунду, делая около 5-6.5 взмахов в секунду. Немного найдется добычи, которая передвигается достаточно медленно, чтобы сподвигнуть сарыча приложить усилия дольше, чем на 80 метров. Большая часть добычи или будет быстро поймана (например, полевки) или при погоне оставит сарыча далеко позади (например, куропатка). В таких случаях сарыч отстает и куда-нибудь садится, в данном случае на 45 метрах.

Мелкие ястребы, такие как перепелятник, напротив, развивают максимальную скорость менее чем за секунду, на первых же метрах. Их взрывной спринт дает им преимущество над всеми другими перечисленными хищниками. Однако немногие сохраняют спринт на предельной скорости больше чем на 100 м. К этому времени полет обычно так или иначе заканчивается, и если он был успешным, то перепелятник примерно через 150 метров садится.

Изучая тетеревятника Slijper обнаружил, что самцы стартуют быстрее, но примерно через 70 метров самки их обгоняют. Встав на крыло, самки летят немного быстрее. Примерно через 130 метров тетеревятники обычно сбрасывают скорость. Если им не удалось поймать жертву в начале спринта, они бросают преследование или летят по инерции, набирая высоту и следя за жертвой.

На первых 20 метрах сапсан летит не намного быстрее сарыча, но на 50 метрах он начинает набирать скорость, примерно на 130 метрах он обгоняет тетеревятника и поддерживает хорошую скорость в течение нескольких сотен метров. При горизонтальном машущем полете на длинной дистанции его, вероятно, обгонит только кречет.

Новозеландский сокол со своим ястребиным профилем и соколиной физиологией, стартует скорее как небольшой самец тетеревятника. К тому времени, когда самка перепелятника пролетит 80 метров, сокол пролетит 100 метров. Примерно к 130 метрам, когда тетеревятник начинает сбавлять скорость, скорость новозеландского сокола остается прежней, но его обгоняет набравший скорость сапсан. К тому времени, когда сапсан достигнет 280 метров, новозеландский сокол будет отставать примерно на 40 метров, и оба исчезнут за горизонтом без признаков усталости.

Ускорение и максимальная скорость у хищников при преследовании должны быть сопоставимы с этими параметрами их жертв. Перепел имеет сходный рисунок полета с перепелятником, фазан с тетеревятником, а голуби (хотя немного быстрее при взлете) как у сапсана. Ястребы быстро бросают сильную, способную к длительному полету добычу, если только не ловят ее на спринте или напав из засады.

Эффект взрывного старта ястребов проявляется в наборе скорости в первые 40 метров. Ястреб Купера, например, обычно делает 4-5.5 взмахов в секунду, а при взлете 7-8 взмахов в секунду, используя грудные мышцы, составляющие около 17% от общего веса тела. Он преодолеет эту дистанцию, когда сарыч и большинство соколов пролетят всего 20 метров. Их мастерство в преодолении дистанции состоит в способности выполнить прямую атаку с лета (см. 6.10) и умении оценить максимальную дистанцию, на которой целесообразно атаковать намеченную добычу. Крупные соколы обычно не предпринимают короткие прямые атаки, а предпочитают более предсказуемые длинные. Сарычи по возможности вообще не используют спринтерский полет, вместо этого они используют высоту, позволяющую атаковать с планирующего полета или спикировать.

Кроме бесконечных преобразований кривых разгона и дистанций атаки, существует проблема маневрености. Здесь наивысшие показатели у ястребов, дербника и новозеландскаго сокола; крупные соколы и ястребы Харриса менее проворны и более громоздки в хвостовой части, чем сарычи. Добыча тоже очень различается по маневрености (см. раздел 7.4). Обычно ценой большей маневрености является меньшая максимальная скорость, длинный хвост способствует верткости, но создает тормозной эффект.

Дата добавления: 2015-07-08