Каким способом летают птицы

Парящие птицы – жизнь в полете

Основной способ передвижения для птиц это полет. Находясь в полете, птицы способны преодолевать большие расстояния. Благодаря своим крыльям и общему строению тела, полностью адаптированному для полетов, птицы способны не просто летать, но и красиво парить и выделывать в воздухе различные траектории движения.

Однако не все птицы способны летать, многие виды утратили эту замечательную способность и довольствуются лишь передвижением по земле на задних лапах.

В ветвях, по земле и воде птицы передвигаются с помощью задних конечностей.
До сих пор аэродинамика полета птиц выяснена лишь в общих чертах.

Как летают птицы

Полет птиц можно разделить на два вида:

• Активный полет, или машущий полет, при котором аэродинамические силы возникают при взмахах крыла,
• Пассивный полет, или планирующий полет, когда раскрытые крылья практически неподвижны и используется энергия воздушных потоков и (или) потенциальная энергия собственного веса.

Птицы могут увеличивать или уменьшать подъемную силу и силу тяги, изменяя угол наклона крыла и площадь крыла, раскрывая или складывая его.

• Чем больше масса тела, тем большую подъемную силу нужно развивать в полете.
• Мелкие птицы могут развивать большую скорость, чем крупные, а также диапазон изменения скоростей у них больше.

Каждый вид в процессе своего становления вырабатывал такие способы передвижения, в том числе и тип полета, которые в наибольшей степени соответствуют его морфологическим особенностям и занимаемой экологической нише, всему его образу жизни

Источник

Как и почему птицы летают? Описание, фото и видео

Жарким летним днем, высоко в небе можно увидеть красивое зрелище: медленно парящую кругами хищную птицу. Ее полет, кажется, может длиться бесконечно. Лишь изредка, по необходимости птица взмахивает крыльями.

Сила тяжести, притягивающая любой предмет к земле, оказывает воздействие и на птиц. Поэтому птица, взмахивая крыльями, противодействует этой силе. Для полета необходима подъемная сила (как было описано в статье: как летают самолеты), но как она возникает у птиц?

Как возникает подъемная сила у птиц?

Подъемная сила возникает в крыльях. Крыло птицы не плоское, как кажется на первый взгляд, а имеет выпуклую по направлению вверх форму. Воздух, для того чтобы попасть с переднего края на маховые крылья, должен проделать более длинный отрезок пути по верхней части крыла, чем по внутренней части. Скорость воздушного потока на верхней стороне выше, чем на нижней. На верхней стороне крыла образуется подъемная тяга, а на нижней – давление. Они действуют вертикально вверх в противовес силе тяжести. Подъемная сила, складывающаяся из силы тяги и веса птицы, зависит от размера особи и формы ее крыла.

Как возникает подъемная сила?

Скорость тоже играет не маловажную роль при обтекании крыла воздухом, и под каким углом воздух попадает на передний край крыла. Если измениться этот угол, то измениться и подъемная сила. Если крылья расположены вертикально относительно идущему навстречу воздуху, то поток, что обтекает крылья, тот самый, что держит птицу на лету исчезнет и птица окажется в воздушной яме. Таким образом происходит приземление.

Как птицы парят?

Парение коршуна в восходящем потоке. Коршуны по утрам парят в небе тогда, когда солнце прогреет землю и воздух начнет подниматься вверх. В восходящем потоке они взмывают на высоту свыше 1000 метров и опускаются в следующую зону восходящего потока воздуха. Затем снова поднимаются и так далее. Таким образом они без труда могут пролететь несколько сотен километров.

Как форма крыла влияет на полет?

Способность птицы к полету определяется прежде всего формой крыла. Узкие крылья с острыми кончиками преимущественно у тех птиц, что летают быстрее. Круглые и широкие крылья делает полет легко управляемым. Такие крылья имеют большинство птиц, обитающих в лесах, а также певчие птицы и хищники, ястребы-перепелятники и ястребы. Птицы, для которых предпочтительнее слабо восходящий воздушный поток имеют округлые спереди большие крылья, например орлы. Аисты имеют подобную форму крыльев, но парить как орлы не в состоянии. Для того, чтобы парить сильно восходящем воздушном потоке, нужны длинные, узкие и заостренные крылья, как например у чаек.

Как взлетают и садятся птицы?

Хорошим летунам для взлета достаточно просто оттолкнуться от земли или сучка дерева. Другим пернатым для этого требуется относительно длинный разбег. Большие тяжелые лебеди должны разбежаться по воде, хлопая крыльями, прежде чем смогут подняться в воздух. При посадке на водную поверхность они усиленно машут крыльями, шумно притормаживая лапами.

Передвижение птиц

Передвижение птиц по земле

Те птицы, что чаще обитают на деревьях, в основном прыгают, а наземные бегают. Из этого следует, что наземным особям свойственны длинные ноги. Еще длиннее они у голенастых, таких как аисты и цапли, которые шагают вброд по мелководью и сквозь заросли травы. Ноги лазающих птиц, напротив, короткие, поскольку для удобства природа наградила их маленькими ножками, так им легче лазать по деревьям. Дятлы перемещаются по стволу вверх. Спускаются они задом или слетают.

Передвижение птиц по воде

Плавающим и ныряющим птицам для движения вперед нужен «руль». У каждой водоплавающей птицы пальцы ног соединены перепонкой. Иногда они, как у хохлатых нырков, расширены боковыми плавниками. При движении ногами назад перепонки между пальцами растягиваются, при движении вперед – складываются, благодаря чему создается малое сопротивление.

Нырки и гагары, например гаги, пользуются плавниками даже тогда, когда плывут под водой. Кайры и другие гагары похожи на пингвинов, но в отличие от них могут летать; ныряя, они гребут крыльями.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Физические особенности полета птиц

Одна из самых завораживающих особенностей птиц – способность летать. Объяснить эту способность помогут законы механики.

Изучая особенности крыла, выяснили следующее: есть внутренняя часть (запястье), которая приводиться в действие мускулами плеча и расположена приблизительно посередине крыла; и внешняя часть, которая является продолжением крыла от запястья.

Птица взлетает не только за счет мышечных усилий, которые обеспечивают взмахи крыльями вверх. Раньше считалось, что таким образом она отталкивается от воздуха. Но воздух — не плотная среда и оттолкнуться от него сложно.

Оказывается при взмахе крыльев часть перьев птицы на доли секунды разворачивается под прямым углом к телу птицы и крылу, образуя пропеллеры.

Внутренняя часть крыла отвечает за нужный для полета угол, обеспечивающий подъемную силу. При взмахах, поворачивая перья, птица снижает давление над крылом, а давление снизу, называемое подъемным, позволяет ей взлететь. Давление на переднюю стенку крыла для успешного взлета так же должно быть меньше чем на заднюю.

После взлета внутренней части крыла нет необходимости двигаться, она сравнима с рычагом для наружней части крыла, если птица меняет ее положение, то регулирует скорость своего полета. Хвост птицы служит рулем, он поворачивается в любую необходимую сторону, при взлете же он служит дополнительной плоскостью для подьема. Кости птиц очень легкие и эта природная особенность объясняет незначительную силу тяжести, которая птица преодолевает при взлете.

При перелетах стаями, птицы умело используют средства уменьшения сопротивления воздуха.

Самая сильная птица летает впереди. Воздух обтекает ее под определенным углом. Взмахи крыльев этой птицы порождают воздушную волну, которая переносит некоторую энергию. Если летящая следом птица попадает в эту воздушную волну, ей нужно прикладывать минимум усилий для полета, так как в этой волне сопротивление воздуха минимально. Этим же можно объяснить сопровождение птицами самолетов. Они летят за самолетами для уменьшения затрат энергии на полет, увлекаемые потоками воздуха.

Взмахи крыльев птиц в летящей стае совершаются в резонанс, а если соединить концы крыльев птиц воображаемой линией, то в фиксированный момент можно наблюдать синусоиду

Многие птицы сопровождают морские суда. От работающих двигателей через трубы в воздух над кораблем идут потоки теплого воздуха, попадая в эти потоки, птицы уменьшают свои энергозатраты при полетах.

У земли конвекция помогает птицам взлетать и затем парить высоко в небе.

Воздух у земли (особенно весной и летом) прогревается сильнее и образуются восходящее воздушные потоки.
Расправив крылья, поддерживаемая этими воздушными потоками, птица без усилий поднимает вверх. Крупные птицы при подъеме используют движение по винтовой линии, что позволяет получить значительную скорость и уменьшить прикладываемые усилия, так как облегчается закручивание меховых перьев в пропеллеры.

Кроме полета законы механики птицы используют в плавании, но это уже другая история.

Источник

Как летают птицы

Все ли птицы летают

Летать умеют далеко не все птицы — в ходе эволюции некоторые эту способность утратили. В отряде пингвинов нет летающих видов. В других же группах есть как летающие, так и нелетающие, например бакланы и попугаи. Нелетающие птицы обычно встречаются на островах, где в свое время не водились хищники. Однако в наши дни они могут стать жертвой собак, мангустов и других хищников. Не летают также очень крупные птицы, например страусы, зато они быстро бегают и защищаются с помощью сильных ног.

Чтобы летать, нужно быть сильным, но легким. У многих видов птиц есть полые кости с поперечными перегородками для прочности. Пустоты в костях соединены с системой воздушных мешков — легочных и носоглоточных, что позволяет иметь резервный запас воздуха и вентилировать мускулы.

Для птиц характерно сращение костей, благодаря чему увеличивается жесткость скелета и создается прочная опора движущимся крыльям и ногам. Грудная клетка и позвоночник гораздо менее подвижны, чем у других позвоночных животных. Зато у птиц очень подвижная шея.

Как птицы зависают в воздухе

Обычно, когда птица машет крыльями, она движется вперед. Но некоторые виды, например скопы, нектарницы и зимородки, могут висеть в воздухе.

Удивительны в этом отношении крохотные колибри, которые зависают перед цветком, чтобы выпить нектар. При этом птичка как бы стоит на хвосте, а крылья быстро описывают восьмерку в горизонтальной плоскости. Колибри способны очень долго и с большой частотой махать крыльями благодаря тому, что их грудные мышцы огромны по отношению к размерам тела.

Когда птица летит вперед, тяга создается лишь опусканием крыла, а подъемная сила — опусканием и взмахом. У других птиц подъемная сила возникает только при движении крыла вниз. Когда колибри зависает, туловище и крылья принимают почти вертикальное положение, При этом крылья создают подъемную силу, но не тягу.

Почему парят орлы

Почти все птицы время от времени парят, хотя бы недолго. Даже колибри могут прервать свой жужжащий полет, чтобы спланировать с цветка на цветок на неподвижных крыльях.

Такие тяжелые птицы, как лебеди и дрофы, парят лишь при приземлении. Мелкие птицы, как правило, не могут эффективно скользить по воздуху сколько-нибудь продолжительное время. Для многих птиц парение — это не только альтернатива обычному машущему полету. Некоторые виды ястребов, а также орлы, пеликаны и аисты летают в основном именно паря -скользя по воздуху вверх. Имея длинные по сравнению с телом крылья, эти птицы используют восходящие потоки воздуха (если воздух неподвижен, так летать невозможно).

Восходящие потоки воздуха существуют возле препятствий: в горах, над холмами, обрывами и т.п. — здесь они небольшие, локальные. Кроме того, обширные воздушные массы поднимаются вверх, когда отраженное тепло солнца нагревает воздух у поверхности земли. В таком потоке движение вверх происходит по широкой спирали, при этом поднимающаяся воздушная масса образует как бы большой купол. Термических восходящих потоков обычно нет над большими водными пространствами, а также ночью. За некоторыми исключениями, парящие птицы избегают мест, где море встречается с сушей, и не летают в темноте.

В восходящем потоке птица поднимается кругами на большую высоту, перемещается в нужном направлении по горизонтали в процессе плавного спуска, достигает следующего потока и снова кругами поднимается вверх. Таким способом птицам за один день удается покрыть большое расстояние, преодолеть в итоге тысячи километров

Хищные птицы превосходно летают. Среди них есть настоящие воздушные акробаты, например полевой лунь, который передает пищу своей партнерше в полете. Самец и самка различаются по цвету, но у обоих белая гузка.
Самец бросает добычу самке, которая переворачивается вверх ногами, чтобы ее поймать.

Почему морские птицы так хорошо летают

Восходящие потоки воздуха, обеспечивающие парение птиц над сушей, отсутствуют над морем. Поэтому такие птицы, как альбатросы, буревестники и олуши, используют принципиально иную технику парения.

Морские птицы владеют особым планирующим полетом, использующим силу горизонтальных ветров и отраженных от волн струй воздуха. Воздушные течения у поверхности воды медленнее, чем на высоте. Птица планирует с высоты почти до самой воды, затем за счет ускорения от спуска взмывает вверх и резко поворачивает против ветра. Ветер создает подъемную силу, перенося птицу вверх, в полосу более мощных воздушных потоков. Наконец она разворачивается и снова планирует вниз.

Взлет и приземление птиц

Для многих птиц взлет и посадка являются самым трудным маневром. При взлете птице необходимо придать сильное ускорение, чтобы оторваться от земли или ветке. Например, маленький воробей перед взлетом подпрыгивает и начинает быстро махать крыльями. Более тяжелые пернатые, что бы взлететь, делают разбег с расправленными крыльями. Водоплавающие птицы, чтобы набрать скорость бегут по воде перед взлетом.

Властелины воздуха стрижи и фрегаты не способны подняться в воздух с земли, для взлета эти птицы падают с высоты расправив крылья.

При приземлении птицы планируют с помощью крыльев. Во время посадки их тело разворачивается вертикально, птица распускает хвост, а ноги опускает вниз, выставив вперед. Роль тормоза при приземлении у птиц выполняет крылышко, это пучок перьев на первом пальце крыла.

Для приземления птице нужно трансформировать поступательное движение и смягчить удар о землю. Если движение не замедлится достаточно или помешает порыв ветра, птица может разбиться.

При посадке утка низко летит над водой и приводняется, тормозя своими перепончатыми лапами и создавая крыльями обратный ход, чтобы снизить скорость. Для взлета с воды или с суши птица создает крыльями поток воздуха. Так, нырок бежит по воде, хлопая крыльями, пока не наберет достаточной скорости для отрыва от поверхности.

Ласточки в полете

Ласточки в изящном и долгом полете ловят насекомых, на лету касаются воды, чтобы попить. Здесь изображена ласточка-касатка, распространенная в Европе, Северной Америке, Азии и Африке. Эти птицы редко опускаются на землю, в основном за материалом для гнезда. Этим занимаются самцы, у которых хвост длиннее и вилка на нем глубже, чем у самок, чья задача — строить гнездо.

У ласточек очень длинные сезонные перелеты: ласточки-касатки перелетают из Норвегии в Южную Африку, покрывая 11 000 км. Преследуя летающих насекомых, ласточки почти все время изменяют направление полета. Ласточки на лету не только едят, но и пьют, очень широко раскрывая клюв.

Как птицы обходятся без рук

Поскольку у птиц передние конечности видоизменены в крылья, обычные их функции — ходьба, хватание, лазание, плавание — выполняются иным образом. Для ходьбы, бега и прыжков птицам служат задние конечности. Плавают и лазают они тоже с помощью ног, хотя иногда используются и другие части тела. В тропических лесах Южной Америки птенцы гоацина взбираются на деревья при помощи особых когтей на крыльях, попугаи используют для этой цели клюв. Некоторые водоплавающие птицы полурасправленными крыльями гребут, как веслами, а сухопутные птицы, упав в воду, могут догрести до безопасного места тоже с помощью крыльев. Птицы поднимают предметы клювом. Попугаи, ястребы и вороны могут манипулировать предметами и при помощи ног.

Какие органы чувств нужны для полета

У птиц прекрасное зрение. С помощью глаз они обнаруживают препятствия и пищу, определяют расстояние, ориентируются по звездам. По зрению птицы занимают первое место в животном мире. В полете важно также чувство равновесия и положения тела. Что касается птиц, то у них равновесие заложено анатомически: вес и взаимное расположение органов оптимальны для эффективного полета. Равновесие поддерживается при помощи заполненного жидкостью внутреннего уха, которое действует по принципу гироскопа: птица определяет отклонение от горизонта и может сохранять нужную высоту полета.

Не столь ясна роль осязания в полете. Воздушные потоки, непрерывно меняющие направление и силу, продувают перья птицы. В коже у основания пера имеются нервные окончания, чувствительные к вызванному воздушными потоками движению перьев. Птица может шевелить каждым пером в отдельности, сокращая мышцы у его основания. Осязание помогает уложить перья аэродинамически оптимально.

Мясо домашней птицы — это мышечная ткань, которая может состоять из волокон двух разных типов. В белых мышечных волокнах, способных к быстрому сокращению, источником энергии служит гликоген. Однако их кровоснабжение ограничено, эффективность накопления энергетических запасов и удаления продуктов жизнедеятельности сравнительно невелика. Птицы, у которых в грудных мышцах преобладают белые волокна, не способны к длительному полету.

Красные волокна тонкие, густо пронизаны кровеносными сосудами и сокращаются несколько медленнее. У кур и других нелетающих птиц, которые почти постоянно находятся на ногах, в ножных мышцах преобладают красные волокна и они темнее грудных. Такие птицы, как ласточки, которые почти все время находятся в полете, а ходят мало, имеют темные грудные и светлые бедренные мышцы. В красных волокнах основной источник энергии -жир, они обеспечивают продолжительные полеты.

Почему птицы не устают

Крошечная славка, взмахивая крыльями несколько раз в секунду, может лететь безостановочно 10 часов и долее. Птицы покрывают гигантские расстояния без видимых признаков усталости. Выносливость обеспечивается удивительной синхронизацией всех систем организма. Мышцы, поднимая и опуская крылья, одновременно сжимают и расширяют грудную клетку, наполняя и опорожняя легкие. В результате дыхание совпадает по частоте с движением крыльев.

Строение и функционирование птичьих легких уникально. Когда птица дышит, некоторое количество воздуха через бронхи попадает сразу в легкие, где в губчатой ткани кислород воздуха поступает в кровь. Но большее количество воздуха проходит через легкие насквозь (почти без газообмена) в воздушные мешки, откуда при выдохе попадает в дыхательные трубочки легких и отдает свой кислород. Таким образом, птица получает кислород и на вдохе, и на выдохе.

Источник