Якщо уважно дивитися за польотом птахів, то можна побачити, що птахи здійснюють руху крилами вперед, одночасно розсовуючи крила, потім вниз і назад, зрушуючи крила, і, нарешті, вгору (див. Рис 1)
При русі «вниз-назад» створюється розрідження повітря перед крилом, тобто виникає поступальний рух птиці вперед. Очевидно, що, чим частіше руху крил «вниз-назад», тим більше розрідження повітря перед крилом і, отже, більше швидкість польоту птаха.
Але якщо крила рухаються вперед і назад щодо корпусу птиці, то повинна погіршуватися стійкість горизонтального положення корпусу птиці в польоті. Але чому ж цього не відбувається?
Для відповіді на це питання розглянемо будову пір'я, що входять до складу крил птахів.
Перо складається з стержня з прикріпленими до нього приблизно під кутом 45 градусів пластинами (див. Рис 2. А - форма пластин у дрібних птахів, Б - у великих).
Верху пластини скріплені між собою пружними повітронепроникними сполуками. Пір'я накладаються один на одного (рис 2, В-В). Зверху пір'я мають великий коефіцієнт зчеплення між собою (по лінії «а»), а знизу - вільне переміщення. При русі крил вперед площа крил збільшується, пір'я розсуваються і, за рахунок зчеплення пір'я між собою по лінії «а», пластинки пір'я відхиляються від стрижня на більший кут (рис 2, б), А1, Б1). Аеродинамічний якість нижньої поверхні крила погіршується, відбувається гальмування повітря в нижній поверхні крила в задній її частині і, отже:
1. збільшується підйомна сила крила.
2. вектор підйомної сили крила «П» (див. Рис. 3) зсувається назад.
Тобто, при русі крил «вперед-назад» вектор підйомної сили пересувається щодо крила, а щодо корпусу птиці залишається в одному і тому ж місці, тим самим запобігаючи коливання корпусу птиці в польоті.
Таким чином, птах у польоті робить такі рухи крилами:
1. Уперед (рис. 3, 1-2,) Крила розсуваються.
Повітря заповнює крила зверху в місцях з'єднання пір'я з м'язами крила.
Створюється додаткова підйомна сила за рахунок гальмування повітря розсувними пластинками пір'я (рис. 3, а))
2. «Вниз-назад» (рис.3, 2-3) Крила зсуваються.
Створюється підйомна сила
Відбувається розрідження повітря перед крилом (збільшується швидкість польоту)
З крил скидається приєднаний повітря (між пір'ям - зверху і пластинами - знизу, витісняючи в строну, протилежну напрямку польоту).
Швидкість повітря, що обтікає верхню площину крила, збільшується, а отже, створюється додаткове розрідження повітря над крилом.
3. Вгору (рис.3, 3-1)
Крила переміщаються в початкове положення.
З плином часу кромки пір'я (лінія «а») зношуються, тертя між ними зменшується і пір'я починають прослизати між собою. Пластинки пір'я розсуваються на менший кут, стійкість польоту погіршується. Тому птиці змінюють пір'я на нові.
До речі, це положення можна перевірити на живих птахів, виключивши тертя між пір'ям по лінії «а».
З повагою,
Олександр Сергійович Боголюбов
канд. біологічних наук
директор екологічного центру "Екосистема"