Р. Скорер - Аэрогидродинамика окружающей среды (1115254), страница 91
Текст из файла (страница 91)
12.3. Ласточки и кукушки Это два типичных рода перелетных птиц, которых легко узнать по манере полета и издаваемым звукам. Часто можно видеть, как ласточки парят в восходяших потоках теплого воздуха, несущих вверх тлей и других насекомых, которыми эти птицы питаются. Некоторые возражают, говоря, что ласточки ЛЭРОДИПАМИХЛ И ЖИВЫЕ ОРГАИИЗМЫ не являются в полном смысле слова парящими птицамн, но это пе значит, что они пе используют восходящие потоки воздуха, в которых опп находят свою пищу. В противном случае вряд лн они могли бы находиться в воздухе так долго. Некоторые птицы, например стрижи„могут преодолевать сотни километров, перемещаясь с восходящими потоками холодных фронтов и питаясь насекомыми, поднимающимися с теплым воздухом, вытесняемым вверх наступающей холодной воздушной массой.
Их можно видеть также во фронтах морских бризов и оттоках от грозовых районов (Симпсон, 1967; Берсон н Симпсон, 1971; Харпер, 1958). Так как значительное число ласточек и кукушек не пересекает Брптап1по по путн в другнс страны, а прилетает па определенную часть года, то их прилет н отлет легко паблюдаемы, и давно уже замечено, что опп сопровождаются попутпымн ветрами. Поэтому можно предположить, что в основном опн мигрируют, двигаясь вместе с ветром. Известны и другие птицы, летящие большими стаями по ночаы и совершающие перелеты на зпачнтсльпыс расстояния. Влияние ветра и погоды на пп.. описано Вильямсоном (1969). Открытие, что птицы могут быть причиной сильных отраженных сигналов в безоблачных холодных фронтах, было сделано Харпером (1958) (см. также Харпер, 1957 и 1959).
Результаты этих исследований позволяют сделать вывод, что поведение птиц, вероятно, в зпачптельной мере определяется инстинктивными приемамн полета с использованием воздушных по~оков, а не целенаправленными действиями, осуществляемыми время от времени для достижения требуемого результата. 12.4.
Грифы, канюки и другие хигциые птицы Очень интересные наблюдения полета грифов н подобпыхим птиц выполнил в Индии Хенкин (1913). Оп придерживался мнения, что парящие птицы используют в посредством неизвестного механизма — солнечную энергию, а вовсе не восходящие потоки воздуха. Исключением могут быть очевидные случаи, когда воздушное течение при обтеканни препятствий, например холма, здания нли корабля, направлено вверх. Оглядываясь назад, трудно понять, почему пришлось ждать до 1928 г., когда Вольф Хирт показал, что планер может подняться вверх, попав в течение, созданное термиком.
Ведь в наши дни воображение каждого, кто видит парящих птиц, немедленно дополняет картину поднимающейся массой теплого воздуха. Конечно, и во времена Хенкина широко было распространено мнение, что птицы парят в восходящих потоках воздуха. Тот факт, что очевидное не было 498 глхвх и воспринято как правильное объяснение, наводит на мысль, что научному мышлению может и недоставать остроты. Впрочем, сам Хепкпп был химиком.
Многие детали поведения паряших птиц подтверждают мнение, что прп термической конвекции образуется множество термиков, которые иногда сложным образом взаимодействуют друг с другом и на ранней стадии развития вблизи земли по форме напоминают развнваюшнеся свободные струи (см. гл. 9).
Весьма краткий обзор наблюдений Хештнпа был сделан Скорером (1954) еше когда была обшепрцнятой концепция пузырей и до того, как было вполне понято зпачспне первых экспериментов с тсрмикамп. Тем не менее этн заметки могут оказаться полезными для читателей, которых интересует процесс парения птиц. Наиболее важный вывод, который можно сделать в рсзультате изучения парения, состоит в том, что некоторые птицы, например грифы, обитающие в пустынях, целиком и полностью зависят от способности парить. Подобно канюкам и орлам, они могут жить в гористых местностях, где почти всегда к пх услугам имеются восходяшие воздушные потоки, текушне вдоль склонов гор.
Аналогичным образом, соколы, вороны, вороны н, конечно, многие птицы, гпездяшиеся в прибрежных скалах, используют текушие вверх по склону воздушные потоки, чтобы оставаться в воздухе, пе тратя энергии. Хенкин заметил вблизи Агры, что грифы сильно машут крыльямп лишь возврашаясь вечером к гнездам, когда термики пропадают. Утром можно было видеть, как онн время от времени «пробуют воздух», чтобы выяснить, насколько хорошо развились термикп. В большом количесгве грифы поднимались в воздух лишь после того, как некоторые нз пнх убеждались, что сложились подходяшие условия. Планеристы, видевшие, как грифы «пробуют воздух», высказывали даже предположение, что они обладают способностью «запускать» термики в воздухе, который уже близок к состоянию потери устойчивости.
Некоторыс крупные парящие птицы улетают на зиму нз областей, где термнки в это время года нерегулярны; другие в этот период предпочитают пе летать. В Австралии грифов иет„н это, на первый взгляд, кажется удивительным, так как весь этот континент представляет собой в той пли иной степени пустыню. Однако здесь случаются продолжительные засухи и нет достаточного климатического разнообразия, чтобы обеспечить надежную базу для сушсствовапня грифов, когда ббльшую часть континента охватывает засуха. Обитанию грифов здесь мешают два обстоятельства.
Во-первых, хищные парящие птицы, питавшиеся падалью, не настолько хорошо легчают, чтобы пересечь оксан и достичь Австралии. По- АЭРОДИИАМИКА Р1 ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ этому без вмешательства человека там не может образоваться их колония. К тому же господствующие здесь ветры пс способствуют перелету птиц из Азии. Во-вторых, мухи, в большом количестве обитающие в Австралии, могут очень быстро уничтожить любое количество падали. Пережив засушливый период Рпс. 12,4.1, Крылья птпп, парящих в тсрмиках плм склоповых потоках. Огновенко размаха крыла к корде мадо, а мачоные перья первого порядка на ноццас разлслены, что облегчает аэролпнамнчсскос управление црн малых око!гггстях, сбеспс ~п- аяет мнггнмагьг~ую скорость спин,епня н малы|! Ралпус разаорота. Бзкеамн обозна (ешя костя скелета кры.га 1/ —. плс ~еаза, 11 — лоь~ саа, Я -- лучевая, Π— па.п цы.
Волыной палец (нрылшпкг, а1ц!а! у аскоторык аялон закан и настоя кр и. ным пером, которое, отодаогансь, образует щель, прспятстнующзю отрыну потока йургг малых скор стяк и л та. Попсы гяа крылг.ен прп: ! норма.п,поч а.гепп, б! мннн- мальпап скоростн снял.еппя, а! ботыоой скорости ютаггпггоаапкоя, г! быстром спуске. в виде обезноженных япц, мухи могут очень быстро — за несколько дней — размножиться, когда создадутся благоприятные условия. Их количество можно было бы уменьшить, персселцв с!ода грифов. Однако последних пришлось бы нсскусствеипо подкармливать в засушливые периоды и поддерживать цх чяслепность на высоком уровне, чтобы они могли эффективно уничтожать ресурсы питания мух, когда создаются благопрпятныс условия для размножения этих насекомых. На постоянных соле- ных озерах между горными хребтами в центральной части ГОО ГЛАВА !2 континента обитают немногочисленные, по устойчивые популяции цапель и бакланов, которые питаются рыбой.
' На рис. )2.4.1 показана форма крыльев птшг, в жизни которых главную роль играет парение в восходящих потоках теплого воздуха пли в потоках, поднимающихся вдоль склонов в ограниченных пространствах. Такая форма крыла имеет ряд пропмушеств. Во-первых, кривизна части крыла, образуемой маховымп перьями второго порядка, увеличивается, когда маховые перья первого порядка поляостью расправляются, Прп этом увеличивается цло1цадь крыла и убывает наиболее экономичная скорость полета, т.
е. скорость полета, прп которой скорость снпжсппя относительно воздуха минимальна. Во-вторых, маховые перья первого порядка па концах крыльев раздвигаются и обеспечивают управление пограничным слоем, подобно тому, как это делается на шелсвых крыльях планеров или самолетов; у крупных видов той жс цели, по-видимому, служит так называемое «крылышко» (а)п!а). Все это приводит к снижению скорости, прп которой начинается отрыв потока, особенно на внутреннем крыле при нарспин кругамц в относительно топких термиках с неболыпим поперечным сечением или при развороте в ограниченном потоке, текущем вверх по склону горы, когда болыпой размах крыльев создавал бы неудобства. Сдвинув маховые перья первого порядка вмес~е и отогнув их назад, птица уменьшает кривизну части крыла, образуемой этими перьями, и может развить гораздо большую воздушную скорость. Это особенно важно при пикировании без потери управляемости или нри быстром полете против ветра между термиками, что необходимо для предотвращения сноса по ветру при парении в теплых восходящих потоках воздуха.
Описание наблюдений парящего полета птиц, данное Хенкином, до некоторой с~висни проигрывает пз-за его убежденности, что парение осуществляется вовсе не за счет того, что воздушный поток имеет направленную вверх вертикальную составляющую скорости. Он сам говорит, что не знает, как объяснить парение птиц, н это действительно так, но и в то же время он намеревался опровергнуть ортодоксальное п очень здравое объяснение, принязос в паше время. Феномен парения ои превращает в Лох-Несское чудовище. Восходящие воздушные потоки могут быть разпымн в зависимости от того, какие прнчипы нх вызывают.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
