คุณสมบัติของการบินของนกชนิดต่าง ๆ เที่ยวบินของนก โครงสร้างภายในของนก

มันอยากรู้อยากเห็นมากที่จะสังเกตการบินของนก มันน่าสนใจเป็นพิเศษเมื่อคุณยืนอยู่ที่ท้ายเรือที่กำลังเคลื่อนที่และในเวลานั้นนกนางนวลบินตามเขามา บางคนกระพือปีกอย่างรวดเร็วและบางคนสงบนิ่งและสง่างามในกระแสอากาศ อะไรทำให้พวกเขาทำเทคนิคที่น่าเหลือเชื่อสำหรับมนุษย์ ลองคิดดูสิ

หลักการบินนก

นกบินได้อย่างไร ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจว่าการโบยบินและการร่อนมีสองวิธี เกี่ยวกับแต่ละคำสั่ง:

วิธีการวางแผนการบิน

เพื่อให้เข้าใจหลักการของปีกนกคุณจะต้องจดจำเส้นทางการเรียนพลศาสตร์ หลักการพื้นฐานของวิทยาศาสตร์นี้คือ: สำหรับการก่อตัวของการยกใต้ปีกเครื่องบินนั้นต้องการความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความกดอากาศเหนือปีกและใต้ปีก อากาศที่อยู่ใต้ปีกยิ่งหนาแน่นมากเท่าไรเครื่องบินก็ยิ่งเร็วขึ้นและสูงขึ้นสู่ท้องฟ้า

ทำไมเราถึงพูดถึงเครื่องบิน ความจริงก็คือผู้คนมักจะสร้างสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขาเริ่มต้นจากโลกภายนอก ตัวอย่างของเครื่องบินนั้นสะท้อนถึงหลักการทำงานของปีกนกได้อย่างสมบูรณ์แบบ เที่ยวบินดังกล่าวเรียกว่าการวางแผน: นกเพิ่งแขวนอยู่ในอากาศโดยใช้แรงลมเพื่อไปในทิศทางที่ถูกต้อง หากต้องการสูงขึ้นพื้นผิวด้านหลังของปีกจะตกลงสู่พื้นดินและจะลดลงในทางตรงกันข้าม คุณอาจสังเกตเห็นว่านกนางนวลพับปีกในเวลาที่ตกลงมาอย่างรวดเร็ว

วิธีการกระพือของการบิน

วิทยาศาสตร์ยังคงพยายามที่จะคลี่คลายมุมมองของนกตัวนี้ เป็นที่ทราบกันดีว่า ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน เที่ยวบินนกสูงกว่าประสิทธิภาพของเครื่องบินทุกลำสิบเท่า เป็นไปได้อย่างไร?

เมื่อเห็นแวบแรกเห็นได้ชัด - การเคลื่อนไหวของปีกที่กระพือปีกด้วยตำแหน่งที่เหมาะสมควรขยับนกไปข้างหน้า อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นรายละเอียดที่สำคัญ จากมุมมองของฟิสิกส์มุมของการหมุนของปีกของนกจะต้องเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้เที่ยวบินตรงในแนวนอน - ในคำอื่น ๆ เพียงไปข้างหน้า มิฉะนั้นเราจะสังเกตการเคลื่อนไหวของนกบนโลกตามแนวโค้ง (วิถีโค้ง) หรือการเคลื่อนไหวเดียวกัน อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ได้อธิบายถึงการบินจริงของนกธรรมดา! และมุมการหมุนของปีกของเธอไม่เปลี่ยนแปลง

เป็นเวลานานปัญหานี้ไม่สามารถแก้ไขได้จนกว่าจะมีทฤษฎีแปลก ๆ ปรากฏขึ้น

ตามที่ผู้สร้างทฤษฎีซึ่งอาจกลายเป็นกุญแจสำคัญในการบินนกที่สมดุลเรื่องนี้อยู่ในลักษณะทางสรีรวิทยาของปีก ปีกและขนของนกมีความยืดหยุ่นที่ขอบ ด้วยการเคลื่อนไหวโบกที่ใช้งานปลายปากกาจะย้ายไปในทิศทางตรงกันข้ามจากการเคลื่อนไหวหลัก ตัวอย่างเช่นเมื่อปีกเคลื่อนตัวลงปลายขนของมันขยับขึ้น คุณสมบัติตามหลักอากาศพลศาสตร์ของปีกจะเปลี่ยนไปตามธรรมชาติซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนที่ในแนวราบสม่ำเสมอไปข้างหน้า โครงสร้างปีกและขนที่ยืดหยุ่นช่วยให้นกบินไปข้างหน้าได้อย่างอิสระโดยไม่ล้มหรือขึ้น

ทำไมเครื่องบินไม่บินเหมือนนก

ทุกวันนี้วิทยาศาสตร์การตระหนักถึงลักษณะโครงสร้างของนกยังไม่สามารถทำซ้ำได้ เครื่องยนต์และวัสดุดังกล่าวยังไม่ได้ถูกสร้างขึ้น ตรงไปตรงมานี้ไม่จำเป็น เครื่องบินปัจจุบันประสบความสำเร็จอย่างมากในการบินกับเจ็ทแรงขับ

อย่างไรก็ตามการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์ในทิศทางนี้ไม่ได้หยุด ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้นประสิทธิภาพของการบินของนกสูงกว่าตัวบ่งชี้เดียวกันของเครื่องมือทางเทคนิคหลายครั้ง ดังนั้นการศึกษาหลักการบินนกคุณสามารถลองลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานของเครื่องบินและเพิ่มขีดความสามารถในการบรรทุกระยะการบินและตัวชี้วัดอื่น ๆ

ผู้ที่สนใจเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของการบินดูนกเราขอแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคย

เที่ยวบินของนกสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: มันทะยานหรือ passive, flight และ waving หรือ active, flight เมื่อทะยานนกจะลอยขึ้นไปในอากาศ เวลานานโดยไม่ต้องปีกกระพือปีกและใช้กระแสอากาศจากน้อยไปมากซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนของพื้นผิวโลกโดยดวงอาทิตย์ ความเร็วของกระแสอากาศเหล่านี้เป็นตัวกำหนดระดับความสูงของนก

หากอากาศที่ไหลขึ้นสูงขึ้นด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของการตกของนกแล้วนกสามารถบินได้ในระดับเดียวกัน หากอากาศเพิ่มขึ้นด้วยความเร็วสูงกว่าความเร็วของการตกของนกก็จะเพิ่มขึ้น การใช้ความแตกต่างของความเร็วของการไหลของอากาศสองประการผลกระทบที่ไม่สม่ำเสมอของลม - การขยายและการอ่อนตัวการเปลี่ยนแปลงทิศทางลมการสั่นของอากาศ - นกที่พุ่งสูงขึ้นไม่เพียงอยู่ในอากาศเป็นเวลานานหลายชั่วโมง ความพยายามพิเศษแต่ยังเพิ่มขึ้นและลดลง สายพันธุ์ที่ถีบตัวขึ้นบกเช่นแร้งซากศพและอื่น ๆ มักใช้กระแสอากาศที่มากไปหาน้อยเท่านั้น รูปแบบที่ทะยานของทะเล - อัลบาทรอส, สัตว์ทะเลชนิดหนึ่งกินสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กและมักจะถูกบังคับให้จมลงไปในน้ำและเพิ่มขึ้น - มักจะใช้ผลกระทบของลม, ความแตกต่างในความเร็วของกระแสอากาศ, จังหวะลมและหมุน

สำหรับนกที่ทะยาน ขนาดใหญ่ปีกยาวไหล่ยาวและปลายแขนเป็นลักษณะ (การพัฒนาขนาดใหญ่ของพื้นผิวที่รองรับของมู่เล่เล็กน้อยจำนวนที่แร้งถึง 19-20 และในอัลบาทรอสแม้ 37) มือค่อนข้างสั้นขนาดค่อนข้างเล็กของหัวใจ การทำงานของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้น) ปีกกว้างบางครั้ง (สายพันธุ์บก) แล้วแคบ ( สัตว์ทะเล) เที่ยวบินที่กระพือปีกมีความซับซ้อนและหลากหลายกว่าทะยาน มันเป็นการเปรียบเทียบที่คุ้มค่ากับการบินอย่างรวดเร็วการบินของอีกาจะค่อยๆขยับปีกของมันอย่างช้าๆชวาที่กระพือปีกอยู่ในอากาศและเพเรกรินวิ่งเหยาะๆอย่างรวดเร็วเป็ดที่บินเร็วและไก่ฟ้าที่กระพือปีก มีความพยายามที่หลากหลายและค่อนข้างแย้งในการจำแนกประเภทของเที่ยวบินที่กระพือซึ่งเราจะไม่อยู่ที่นี่

โดยปกติแล้วนกจะไม่ใช้เที่ยวบินประเภทใดประเภทหนึ่ง แต่จะทำการบินรวมกันแล้วแต่สถานการณ์ มันควรจะเป็นพาหะในใจว่าการเคลื่อนไหวของการบินประกอบด้วยขั้นตอนการสลับอย่างต่อเนื่อง ปีกของปีกนั้นจะตามด้วยเฟสเมื่อปีกไม่เคลื่อนไหวในการพาย: มันเป็นการบินร่อนหรือบินโฉบ เที่ยวบินนี้ส่วนใหญ่จะใช้โดยนกขนาดกลางและขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนักเพียงพอ โดยทั่วไปแล้วนกตัวเล็ก ๆ จะทำงานปีกของพวกมันอย่างกระฉับกระเฉงอยู่ตลอดเวลาหรือบางครั้งพวกเขาก็สามารถพับปีกของมันได้ โดยเฉพาะนกฟินช์ ความเร่งในการบินทำได้โดยนกโดยการเพิ่มน้ำหนักของพื้นผิวตลับลูกปืนซึ่งจำเป็นต้องพับปีกเล็กน้อย นกที่บินช้ามีหางที่กางออกและปีกกางออกเต็มที่ ในขณะที่การเคลื่อนไหวเร่งความเร็วมันจะพับขนของมันขึ้นและสำหรับนกที่บินได้ทุกตัวพวกมันจะสร้างพื้นผิวที่ต่อเนื่อง

ลมมีความสำคัญอย่างมากต่อความเร็วของนก. โดยทั่วไปแล้วจะมีลมพัดหรือลมพัดค่อนข้างดีสำหรับการบิน แต่ลมแรงนั้นเหมาะสำหรับการบินขึ้นและลงจอด ลมแรงในระหว่างการบินช่วยเพิ่มความเร็วการบินของนก การเพิ่มขึ้นนี้ค่อนข้างสำคัญ: ยกตัวอย่างเช่นจากการสังเกตของนกกระทุงในแคลิฟอร์เนียพบว่าการเพิ่มขึ้นของความเร็วอากาศจากความสงบที่เกิดขึ้นจริงเป็น 90 กม. / ชม. ทำให้ความเร็วในการบินของนกกระทุงเปลี่ยนจาก 25 เป็น 40 กม. / ชม. อย่างไรก็ตาม tailwind ที่แข็งแกร่งต้องใช้ความพยายามอย่างมากจากนกเพื่อรักษาความสามารถในการควบคุมเที่ยวบิน

ระยะเวลาและความเร็วในการบินของนกนั้นยาวมากแม้ว่าความคิดที่พูดเกินจริงมักจะแพร่หลายในเรื่องนี้ ปรากฏการณ์ที่เกิดจากการบินแสดงให้เห็นว่านกสามารถเคลื่อนไหวได้นาน ยกตัวอย่างเช่นนกนางแอ่นในยุโรปฤดูหนาวในแอฟริกาเขตร้อนและฝูงลุยในไซบีเรียตะวันออกเฉียงเหนือบินหนีไปยังนิวซีแลนด์และออสเตรเลียสำหรับฤดูหนาว ความเร็วและความสูงของนกมีความสำคัญถึงแม้ว่าพวกมันจะถูกค้นพบโดยเครื่องบินที่ทันสมัยมานานแล้ว อย่างไรก็ตามกระพือปีกของนกนั้นให้ประโยชน์มากมายในด้านความคล่องแคล่วเมื่อเทียบกับเครื่องบินสมัยใหม่

ทันสมัย วิธีการทางเทคนิค (การสำรวจจากเครื่องบินการยิงด้วยความเร็วสูงเรดาร์ ฯลฯ ) ทำให้สามารถระบุความเร็วการบินของนกได้แม่นยำยิ่งขึ้น ปรากฎว่าในเที่ยวบินนกโดยเฉลี่ยใช้ความเร็วสูงกว่าเมื่อเคลื่อนไหวนอกฤดูการย้ายถิ่น Rooks ในเที่ยวบินเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 65 กม. / ชม. ความเร็วเฉลี่ยของเที่ยวบินของพวกเขานอกเวลาอพยพ - ในช่วงเวลาทำรังและในฤดูหนาว - ประมาณ 48 กม. / ชม. นกกิ้งโครงสำหรับการอพยพนั้นบินด้วยความเร็ว 70-80 กม. / ชม. ในเวลาอื่น ๆ 45-48 กม. / ชม. จากการสำรวจจากเครื่องบินพบว่าความเร็วเฉลี่ยของนกที่เคลื่อนที่ระหว่างเที่ยวบินนั้นอยู่ระหว่าง 50 ถึง 90 กม. / ชม. ดังนั้นนกกระเรียนสีเทานกนางนวลสีเงินนางนวลทะเลขนาดใหญ่บินด้วยความเร็ว 50 กม. / ชม., ฟินช์, ซิสชิน - 55 กม. / ชม., วาฬเพชฌฆาต - 55-60 กม. / ชม., ห่านป่า (สายพันธุ์ต่าง ๆ ) - 70-90 กม. / ชั่วโมง, sviyazi - 75-85 km / ชั่วโมง, ลุย (สายพันธุ์ต่าง ๆ ) - โดยเฉลี่ยประมาณ 90 กม. / ชั่วโมง ความเร็วสูงสุดถูกพบในสวิฟท์สีดำ - 110-150 กม. / ชม. ตัวเลขเหล่านี้หมายถึงเที่ยวบินฤดูใบไม้ผลิซึ่งรุนแรงที่สุดและอาจสะท้อนถึงความเร็วการบินสูงสุดของนก ตัวอย่างเช่นการย้ายถิ่นในฤดูใบไม้ร่วงนั้นช้ากว่ามากเช่นความเร็วในการบินนกกระสาเมื่อการย้ายถิ่นในฤดูใบไม้ร่วงแทบจะไม่เท่ากับความเร็วของการเคลื่อนที่ในฤดูใบไม้ผลิ

คำถามเกี่ยวกับระดับความสูงของเที่ยวบินของนกยังคงไม่ชัดเจน ความคิดเดิมที่การเคลื่อนไหวของนกเกิดขึ้นตามกฎในระดับสูง (500-1600 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล) เป็นที่น่าสงสัย อย่างไรก็ตามการสังเกตทางดาราศาสตร์แสดงให้เห็นว่าในทุกโอกาสความสูงของเที่ยวบินสูงสุดของนกถึง 2,000 และแม้กระทั่ง 3,000 เมตรในระดับหนึ่งสิ่งนี้ได้รับการยืนยันเมื่อใช้เรดาร์ ปรากฎว่าเที่ยวบินในฤดูใบไม้ผลิเกิดขึ้นที่ระดับความสูงมากกว่าในฤดูใบไม้ร่วงที่นกบินในระดับสูงในเวลากลางคืนมากกว่าในระหว่างวัน นกกระจอกเช่นฟินช์บินที่ระดับความสูงต่ำกว่า 1,500 เมตร; passerines ขนาดใหญ่เช่น thrushes อยู่ที่ระดับความสูง 2,000-2500 m. Sandpipers บินที่ระดับความสูงประมาณ 1,500 m. ถึงแม้ว่าการบินเป็นวิธีหลักและลักษณะส่วนใหญ่ของนกเคลื่อนไหวพวกเขายังมีวิธีการเคลื่อนไหวที่หลากหลายมาก

เขตการปกครองที่รู้จักกันดีของนกในน้ำบกและต้นไม้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่รู้จักระหว่างกลุ่มเหล่านี้ด้วยความเคารพต่อการเคลื่อนไหว

พิจารณาการไหลของอากาศแนวนอนที่สัมพันธ์กับพื้นผิวเอียงของปีกในกรณีที่ขอบด้านหน้ายกขึ้นเหนือด้านหลัง ในแง่นี้ปีกทำหน้าที่เป็นระนาบแบริ่ง การไหลของอากาศเหนือปีกนั้นมีความต้านทานน้อยกว่าและพัฒนาความเร็วที่สูงกว่าใต้ปีก (รูปที่ 17.52) เป็นผลให้ความดันอากาศเหนือปีกลดลงและเพิ่มขึ้นภายใต้ปีก ดังนั้นเกิดขึ้น แรงยก. ค่าของมันขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของปีกมุมของความเอียงที่เกี่ยวข้องกับแกนยาวของร่างกาย (มุมของการโจมตี) และความเร็วในการบิน ในอากาศแรงอีกอันทำหน้าที่บนร่างของนกซึ่งมีแนวโน้มที่จะดึงปีกกลับไปในทิศทางของการไหลของอากาศ มันถูกเรียกว่า หน้าผาก, หรือ อากาศพลศาสตร์ลาก. ประสิทธิภาพเชิงกลของปีกขึ้นอยู่กับความสามารถในการพัฒนายกสูงพร้อมกับการลากที่สัมพันธ์กันเล็กน้อย

มีสามประเภทหลักของการบิน: กระพือโฉบ (ร่อน) และโฉบ

กระพือปีกบิน

ในนกเช่นนกพิราบซึ่งปีกทำประมาณสองอวัยวะเพศหญิงต่อวินาทีพลังงานหลักพัฒนาเมื่อปีกลดลง นี่คือสาเหตุที่ลดลงในการพัฒนาขนาดใหญ่ กล้ามเนื้อหน้าอกซึ่งติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของกระดูกและอีกข้างหนึ่งที่กระดูกงูของกระดูกอก เมื่อฉีกพื้นดินปีกที่จุดเริ่มต้นของการแกว่งลงเกือบจะในแนวตั้งและขอบด้านหน้าของมันจะต่ำกว่าด้านหลัง ขนที่มีลำดับที่หนึ่งเบี่ยงเบนขึ้นด้านบนภายใต้ความดันอากาศ พวกเขาจะปิดอย่างแน่นหนาเพื่อให้ความต้านทานสูงสุดต่ออากาศและแรงยกสูงสุด จากนั้นเมื่อมันเคลื่อนลงปีกจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและหมุนในลักษณะที่ขอบชั้นนำของมันเบี่ยงเบนไปด้านบน ในตำแหน่งนี้ปีกสร้างแรงที่ยกร่างกาย อากาศที่ผ่านระหว่างขนนกมีแนวโน้มที่จะแยกพวกมันและโค้งงอขึ้น (รูปที่ 17.53)

การเพิ่มขึ้นของปีกเริ่มต้นเมื่อปีกยังไม่ลดลงอย่างสมบูรณ์ ส่วนด้านในของแขนขึ้นและขึ้นอย่างรวดเร็วและขอบด้านหน้าของปีกอยู่ในตำแหน่งเอียงไปด้านหลัง สิ่งนี้ทำได้โดยกล้ามเนื้อหน้าอกขนาดเล็กที่ติดอยู่กับพื้นผิวด้านหลังของกระดูกต้นแขนและกระดูกอก เมื่อปีกเคลื่อนที่ขึ้นไปมันจะงอที่ข้อมือและแปรงจะหมุนในลักษณะที่แมลงวันเรียงลำดับแรกจะเคลื่อนที่กลับไปกลับมาทันทีจนกระทั่งปีกทั้งปีกยื่นตรงไปทั่วร่างกายของนก ในระหว่างการเคลื่อนไหวนี้มู่เล่ของลำดับที่ 1 จะถูกตัดการเชื่อมต่อเพื่อให้อากาศผ่านระหว่างพวกเขาและความต้านทานลดลง การเคลื่อนไหวของขนเหล่านี้กลับสร้างแรงผลักดันที่มีประสิทธิภาพซึ่งนกใช้ในการแปลไปข้างหน้า แม้กระทั่งก่อนที่มู่เล่ย์ลำดับแรกจะขึ้นไปยังจุดสูงสุดกล้ามเนื้อหน้าอกใหญ่ที่ลดปีกของพวกมันก็เริ่มหดตัวอีกครั้งและกระบวนการทั้งหมดก็ทำซ้ำ

ด้วยปีกเครื่องบินที่ยาวเหยียดงานของปีกได้รับการดัดแปลงอย่างเห็นได้ชัดและใช้พลังงานน้อยกว่าเมื่อมันถูกนำออกจากพื้นดิน อวัยวะเพศหญิงไม่แข็งแรงปีกไม่สัมผัสและไม่มีการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ขั้นตอนสุดท้าย ลดปีก มักจะยืดปีกและอวัยวะเพศหญิงขึ้นและลงเกิดขึ้นในข้อมือ (ในข้อต่อของกระดูกของแขนและข้อมือ) ไม่เกิดคราบตะกั่วขึ้นและกลับ - ปีกเกิดขึ้นอย่างถาวรเนื่องจากแรงดันอากาศบนพื้นผิวด้านล่าง

ในตอนท้ายของการบินนกลงมาลดและกระจายหางของมันซึ่งทำหน้าที่เป็นเบรกและเป็นแหล่งของแรงยก หลังจากสร้างแรงขึ้นขาลงและนกหยุดเคลื่อนไหว หางในเที่ยวบินยังทำหน้าที่เป็นหางเสือและความมั่นคงของนกมั่นใจได้ด้วยการควบคุมประสาทด้วยการมีส่วนร่วมของคลองครึ่งวงกลม แรงกระตุ้นเกิดขึ้นในพวกเขาที่กระตุ้นกล้ามเนื้อเสริมที่เปลี่ยนรูปร่างและตำแหน่งของปีกและอัตราส่วนระหว่างอวัยวะเพศหญิง

นกที่แตกต่างกัน บินด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้เกิดจากรูปร่างของปีกและการเปลี่ยนแปลงของการบินรวมถึงความถี่ของการกระพือ รูปที่. 17.54 ช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบปีกของใบปลิวเร็ว (เช่น swifts) และช้า (เหมือนนกกระจอก)

17.9 รายการ ลักษณะเฉพาะ รวดเร็วทำให้เขาบินเร็ว

การวางแผนและการบินทะยาน

เมื่อมีการวางแผนปีกยังคงแผ่กระจายออกไปในมุม 90 °เมื่อเทียบกับร่างกายและนกจะค่อยๆสูญเสียความสูง เมื่อนกมีการวางแผนลดแรงโน้มถ่วงกระทำบนมันซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนหนึ่งในนั้นคือ (แรงผลักดัน) ไปข้างหน้าตามเส้นทางการบินและอื่น ๆ จะลงที่มุมขวาเป็นครั้งแรก (รูปที่ 17.55) ด้วยการเพิ่มความเร็วในการวางแผนแรงที่สองนี้จะสมดุลโดยแรงยกที่เพิ่มขึ้นและการลากนั้นสมดุลโดยการลากและจากช่วงเวลานี้นกจะวางแผนด้วยความเร็วคงที่ ความเร็วและมุมร่อนขึ้นอยู่กับขนาดรูปร่างและมุมของการโจมตีของปีกและน้ำหนักของนก

นกที่ใช้พื้นดินใช้การไหลของอากาศความร้อนจากน้อยไปหามากเมื่อวางแผนซึ่งเกิดขึ้นเมื่อลำธารในแนวนอนเมื่อพบสิ่งกีดขวาง (เช่นภูเขา) เบี่ยงเบนไปด้านบนหรือเมื่ออากาศอุ่นถูกบีบให้เย็นและขึ้นสูงขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นตัวอย่างเช่นเหนือเมือง นกที่มีลำตัวกว้างและปีกกว้างเช่นอีแร้งและนกอินทรีใช้กระแสความร้อนอย่างคล่องแคล่วและค่อยๆเพิ่มความสูงทำให้วงกลมเล็ก ๆ การวางแผนโดยไม่สูญเสียความสูงและแม้แต่การยกก็เรียกว่าโฉบ

ที่ นกทะเลตัวอย่างเช่นอัลบาทรอสรูปร่างของร่างกายและปีกนั้นแตกต่างกันและพวกมันก็จะแตกต่างกัน (รูปที่ 17.56) อัลบาทรอสมีลำตัวขนาดใหญ่และมีปีกที่แคบยาวมากและมันใช้ลมกระโชกแรงเหนือคลื่น ในช่วงที่ร่อนอยู่เหนือลมจะมีความสูงประมาณ 7-10 เมตร จากนั้นก็หมุนตัวไปตามสายลมแล้วลงด้วยความเร็วสูงบนปีกที่งอกลับ ในตอนท้ายของการร่อนลงอัลบาทรอสอธิบายส่วนโค้งกลับสู่กระแสอากาศที่กำลังจะมาพร้อมกับปีกยื่นไปข้างหน้าเล็กน้อย ตำแหน่งของปีกและการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับอากาศจะทำให้แรงยกที่จำเป็นสำหรับการปีนขึ้นไปก่อนที่จะตกลงมา อัลบาทรอสยังสามารถทะยานขึ้นไปได้ครอบคลุมระยะทางขนาดใหญ่ขนานกับยอดคลื่น ในขณะที่เขาใช้ขนาดเล็ก น้อยไปมากกระแส อากาศจากคลื่นเช่นเดียวกับนกบกใช้ลำธารเหนือเนินเขา

บินอยู่เหนือ

เมื่อนกแขวนปีกมันจะกระพือปีก แต่ในเวลาเดียวกันก็ยังคงอยู่ในที่เดียว ปีกมีการดำเนินการประมาณ 50 จังหวะต่อวินาทีและแรงผลักดันที่พัฒนาโดยพวกมันพุ่งขึ้นไปข้างบนปรับสมดุลน้ำหนักของร่างกาย นกที่มีความสามารถในการแช่แข็งนั้นมีกล้ามเนื้อการบินที่พัฒนาขึ้นอย่างมาก (น้ำหนักตัว 1 ใน 3) ปีกของมันสามารถงอได้เกือบทุกมุม ขนส่วนใหญ่เป็นลำดับที่ 1- ขนนก (มีเพียงหกขนนกบินของลำดับที่ 2) และพวกเขาจะใช้ในการสร้างแรงดึง

ตอนจบในปากเป็นหนึ่งในข้อเสนอที่ได้รับความนิยมอย่างไม่น่าเชื่อของธรรมชาติที่ใกล้ชิดซึ่งมีความตั้งใจที่จะทนต่อท่าทางปกติสามารถทำได้โดยบุคคลจากเว็บไซต์

เอาชนะอากาศ

เที่ยวบินของนก

เที่ยวบินของนกมักจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับเที่ยวบินของเครื่องบิน การเปรียบเทียบนี้สามารถทำได้ถึงขีด จำกัด เนื่องจากมีความแตกต่างมากมายในการบินของอุปกรณ์ที่มีการกระพือและปีกคงที่ ทำไมนกที่หนักกว่าอากาศถึงยังคงบินออกจากพื้นดิน? เช่นเดียวกับในกรณีของเครื่องบินนี่เป็นเพราะการเกิดขึ้นของกองกำลังแอโรไดนามิกในระหว่างการแปล มีสองกองกำลังเหล่านี้: การต่อต้านจากด้านหน้าซึ่งพยายามที่จะชะลอความคืบหน้าและแรงยกที่ยกปีกและกับร่างกายของนก เพื่อติดตามการเกิดของกองกำลังเหล่านี้เราพิจารณาปรากฏการณ์ในรายละเอียดเพิ่มเติม

นำแผ่นแบนแล้วเคลื่อนไปในอากาศ (รูปที่ 7) จากนั้นแรงฉุดและแรงต้านอากาศจะกระทำต่อมัน หลังจะเพิ่มสัดส่วนตามพื้นที่ของแผ่นและสี่เหลี่ยมของความเร็วในการเคลื่อนที่ ด้วยตำแหน่งที่เอียงของจาน (รูปที่ 8) ดูเหมือนว่าจะโยนอากาศที่เข้ามาถึงทางลงและตัวมันเองก็มีแนวโน้มที่จะสูงขึ้น ปฏิกิริยาของอากาศเรียกว่าแรงต้านทาน ในอีกด้านหนึ่งมันไม่ปล่อยให้จานเคลื่อนที่ไปข้างหน้า (ลาก) และในอีกทางหนึ่งมันยกมันขึ้น (ยก) มุมระหว่างแนวนอนและเอียงของแผ่นเรียกว่ามุมของการโจมตี

เราได้แบบปีกเกือบเสร็จแล้ว มันยังคงอยู่เพียงเพื่อเปลี่ยนรูปร่าง ปล่อยให้มันเป็นแผ่นนูนเว้าส่วนหน้าที่โค้งมนและหนาและปลายด้านหลังจะหายไป มันมีลักษณะคล้ายปีกของนก (รูปที่ 9)


ข้อได้เปรียบของมันคือที่มุมศูนย์ของการโจมตีคือเมื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้าขนานกับคอร์ด ab แรงยกยังคงเกิดขึ้นซึ่งเป็นไปไม่ได้ในกรณีของแผ่น เมื่อพบกับปีกอากาศจะเปลี่ยนความเร็วของมันมันจะเพิ่มขึ้นเหนือพื้นผิวของปีกนกและอนุภาคของอากาศที่อยู่ใต้ปีกมีจำนวนน้อยและการเคลื่อนไหวของพวกมันจะช้าลง ความดันอากาศแปรผกผันกับความเร็ว ดังนั้นภายใต้ปีกจะเพิ่มขึ้นและเหนือปีกจะลดลง ความหนาของเครื่องบินไอพ่นและความเร็วที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของพวกเขาที่ด้านหน้าส่วนหนาของปีก ปีกมีแรงยกสูงสุดในมุมของการโจมตีที่ 16-24 ° นี่เป็นมุมสำคัญของการโจมตี

แรงยกที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ระหว่างลำตัวและพับ carpal และแปรงปีกตัวเองถือขนปีกยาวบิดเล็กน้อยในระหว่างเที่ยวบินราวกับว่าเมาในอากาศและสร้างแรงดึง ดังนั้นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างนกกับเครื่องบินก็คือปีกของนกนั้นได้รวมฟังก์ชั่นของทั้งโรเตอร์เครื่องบินกับระนาบแบกซึ่งก่อให้เกิดการยก พวกเขาช่วยกันสร้างคอมเพล็กซ์แอโรไดนามิกที่ซับซ้อนที่สุดด้วยตัวแปรหลายตัวที่ยากต่อการศึกษาและจำลอง ให้เราชี้ให้เห็น: ความคิดที่ว่านกได้รับแรงผลักดันโดยการลดปีกลงและการยกปีกทำให้นกลงต่ำลง ดังนั้นอุปกรณ์ที่ลดแรงต้านอากาศเมื่อเลี้ยงปีกสัตว์เลี้ยงนก และเมื่อปีกถูกยกขึ้นและเมื่อมันถูกลดระดับลงก็จะมีแรงที่ต่อต้านแรงโน้มถ่วง แต่แรงขับเกิดขึ้นเมื่อปีกลดลงและแม้กระทั่งในส่วนท้ายของมันเท่านั้น: มันสมดุลการลากที่ทำหน้าที่ระหว่างแผ่นพับ



ผู้ที่ต้องการเข้าใจกลไกการบินโดยละเอียดเราอ้างอิงถึงหนังสือของ N. A. Gladkov "พื้นฐานทางชีวภาพของการบินของนก" (M. , 1949) แหล่งพลังงานสำหรับการบินอยู่ในกล้ามเนื้อของนกและงานคือการเอาชนะแรงโน้มถ่วง ด้วยปีกคงที่แหล่งพลังงานอยู่นอกตัวนกในการเคลื่อนที่ของมวลอากาศ

นก. การปรับตัวทางสัณฐานวิทยาที่สำคัญที่สุดกับอากาศควรได้รับการพิจารณาจากปีก

ปีก - นี่คือระนาบแบริ่งซึ่งเกิดจากขนนก ที่นิ้วและข้อมือนั้นมีขนของนกบินที่ 11 ของลำดับที่ 1 และที่แขนของมัน - มีขนของแมลงวันที่ 12 ของลำดับที่สอง พื้นฐานของ feathers of feathers เป็นไม้แข็งซึ่ง barbs ที่ประกอบขึ้นเป็นแฟนมีการแนบ symmetrically ทั้งสองด้าน

เพื่อให้ปีกสร้างลิฟท์นกจะต้องได้รับความเร็วเริ่มต้น จากนั้นการไหลของอากาศจะถูกกระจายเมื่อเทียบกับระนาบของปีกเพื่อให้ภายใต้ปีกสร้างแรงดันอากาศที่เพิ่มขึ้น เหนือพื้นผิวด้านบนของปีกอากาศจะเคลื่อนไหวเร็วขึ้น มีแรงยกซึ่งนกปรุงแต่งโดยการเปลี่ยนมุมของการโจมตีพื้นที่ของปีกและการเบรกของขนหาง

ความเร็วของการเคลื่อนที่ในอากาศได้รับการสนับสนุนในรูปแบบต่าง ๆ นกที่แตกต่างกันพัฒนาความเร็วที่แตกต่างกันในอากาศ ขึ้นอยู่กับขนาดและรูปร่างของปีกความสามารถของนกในการเปลี่ยนรูปร่างของปีกในระหว่างการบินความถี่ของปีกที่กระพือปีกและความสามารถของนกในการใช้พลังงานจากการไหลของอากาศ มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะแยกแยะความแตกต่างของการบินหลายชนิด: กระพือร่อน (ลอย) บินโฉบ

กระพือปีกบิน แสดงให้เห็นว่านกนั้นมีปีกที่สั้นและกว้างพอสมควรและมีกล้ามเนื้อหน้าอกที่พัฒนาขึ้นมาอย่างดีเช่นนกพิราบ มวลของกล้ามเนื้อหน้าอกซึ่งสามารถเข้าถึง 30-40% ของน้ำหนักตัว ความถี่ของปีกอวัยวะเพศหญิงในนกพิราบอยู่ที่ประมาณ 2 แผ่นต่อวินาที นกขนาดใหญ่ เธอมีโอกาสน้อยกว่า ในฐานะที่เป็นเบรก, นกใช้หางและปีกบางส่วน

ในองค์กรการบิน บทบาทสำคัญ ขนนกเล่น มันทำให้ร่างกายมีความคล่องตัวลดผลกระทบของกระแสอากาศ ในระหว่างการผลักดันขนจะชิดกันเนื่องจากมีการเกี่ยวพันกับตะขอและร่องและสร้างระนาบที่มีความแข็งของปีก เมื่อปีกขึ้นขนจะเปิดขึ้นส่งผลให้ความต้านทานอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว เมื่อลงจอดนกหยุดปีกโดยจับพวกมันในมุมที่ต้องการ

ในส่วนสุดท้ายขนหางหางและขนปีกปีกถูกใช้เป็นเบรคซึ่งถูกนำไปใช้โดยพื้นผิวหน้าท้องเกือบตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนไหว

วางแผนเที่ยวบิน. เมื่อวางแผนการบินนกใช้พลังงานจากการไหลของอากาศ นกมีพื้นที่ปีกขนาดใหญ่อันเนื่องมาจากความยาว (เรือรบ) หรือเนื่องจากความยาวและความกว้าง (นกอินทรี) เมื่อวางแผนนกปีกจะใช้ความยาวสูงสุดและตั้งอยู่ภายในระนาบการเคลื่อนที่ที่มุม 90 °เทียบกับแกนตามยาวของร่างกาย เมื่อวางแผนนกจะเคลื่อนไหวโดยไม่สูญเสียความสูงหรือเพิ่มความสูงเมื่อ ต้นทุนขั้นต่ำ พลังงาน. การระเหยที่ลดลงยังเป็นไปได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายพลังงานเพิ่มเติมเนื่องจากการไหลของอากาศลง

นกเช่นนกอินทรีว่าวอย่างน้อยกาใช้พลังงานจากน้อยไปหามากและลดลงกระแสอากาศเมื่อวางแผน พื้นผิวโลกอุ่นขึ้นและเย็นลงอย่างไม่สม่ำเสมอ อากาศอุ่นถูกบังคับโดยอากาศที่เย็นกว่าซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของมวลอากาศในแนวดิ่ง นอกจากนี้ยังมีการเคลื่อนไหวของอากาศในระนาบแนวนอน ในพื้นที่ภูเขากระแสอากาศที่เคลื่อนที่ในแนวนอนจะชนกับสิ่งกีดขวาง (เชิงเขา) และสูงขึ้น

ในนกทะเล (albatrosses, frigates) เที่ยวบินนั้นค่อนข้างแตกต่างจากเที่ยวบินวางแผนของนกที่อาศัยอยู่บนบก

พวกมันมีปีกที่ยาวและแคบ (เรือรบและอัลบาทรอสไม่เกิน 4 เมตร) ที่มีลำตัวค่อนข้างใหญ่ นกใช้ประโยชน์จากลมกระโชกที่เกิดขึ้นเหนือคลื่น เมื่อใช้กระแสอากาศที่กำลังมานกจะได้รับความสูง จากนั้นพวกมันจะหมุนรอบ 180 °และด้วยความเร็วสูงพวกเขาวางแผนที่จะล่องลมบนปีกโค้งงอไปข้างหลังในขณะที่สูญเสียความสูง ตามด้วยการเลี้ยวโค้งในแนวกว้างโดยมีปีกยื่นออกไปข้างหน้าสู่การไหลของอากาศ การซ้อมรบที่คล้ายกันนั้นมีให้สำหรับนกบนบก แต่อัลบาทรอสบินสูงเหนือคลื่นเป็นระยะ ๆ เนื่องจากอากาศไหลขึ้นจากผิวน้ำในลักษณะเดียวกับที่นกในแผ่นดินทำ

บินอยู่เหนือ. การเคลื่อนที่ประเภทนี้ในอากาศดูเหมือนจะเป็นการใช้พลังงานมากที่สุด เพื่อที่จะอยู่ในสถานที่และไม่ให้สูญเสียความสูงนกจะต้องสร้างแรงยกขนาดใหญ่พร้อมกันและหยุดการเคลื่อนที่เชิงเส้นโดยการเบรก ในการบินวนเวียนอยู่นกจะแกว่งปีกด้วยความถี่สูง (ประมาณ 50 จังหวะต่อวินาที) ในนกเช่นนี้ (ชวา, นกฮัมมิงเบิร์ด) กล้ามเนื้อที่เคลื่อนไหวปีกจะมีมวลมาก เฉพาะกล้ามเนื้อหน้าอกเท่านั้นที่สามารถมีมวล 1/3 ของน้ำหนักร่างกายทั้งหมด แรงขับถูกสร้างขึ้นโดยการทำงานของปีกที่เบาและเคลื่อนที่ได้ดีซึ่งขนปีกบินที่มีความยาวและค่อนข้างแข็งของลำดับที่หนึ่งเหนือกว่า บินขนของนกลำดับที่ 2 ในนกโดยใช้เครื่องบินที่บินโฉบไม่ใช่ 12 แต่มีเพียง 6

เลี้ยงลูกด้วยนม. การเคลื่อนไหวในอากาศในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นปรากฏการณ์ที่หายาก ปรับให้เข้ากับการบินมากที่สุด ค้างคาว. สัตว์เหล่านี้เคลื่อนไหวอย่างไม่แน่นอนบนพื้นดิน (แม่นยำยิ่งขึ้นบนพื้นผิวแนวตั้งของต้นไม้ถ้ำ) แต่พวกมันเคลื่อนไหวอย่างมิดชิดในกลางอากาศ สัตว์บางชนิด (เช่นปีกยาว) พัฒนาในเที่ยวบินด้วยความเร็วระยะทางสั้น ๆ สูงถึง 35-40 กม. / ชม.

ค้างคาวหรือค้างคาว (Chiroptera) มีเมมเบรนที่บินได้ของพื้นที่ขนาดใหญ่ มันเป็นพับของผิวหนังระหว่าง forelimbs, ลำต้นและขาหลังเช่นเดียวกับระหว่างนิ้วของ forelimbs, ลำต้นและหาง กล้ามเนื้อหน้าอก Hypertrophic และ forelimbs มีการเคลื่อนไหว ในบรรดาค้างคาวขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเยื่อเมมเบรนที่มีปีกแหลมปีกยาวปีกยาวและปีกทื่อมีความโดดเด่น ชีวกลศาสตร์ของการเคลื่อนไหวของค้างคาวในอากาศไม่แตกต่างจากนก

ในค้างคาวเราสามารถสังเกตการบินทั้งสามประเภทได้เช่นเดียวกับในนก: โบกมือ, โฉบ (โฉบ) และการวางแผน

นอกจากค้างคาวแล้วการเคลื่อนไหวในอากาศยังสามารถเข้าถึงกระรอกบินลิงและสัตว์เล็กอื่น ๆ ที่นำวิถีชีวิตของต้นไม้ ในบรรดากระรอกที่ใช้อากาศสำหรับการเคลื่อนไหวเชิงเส้นกระรอกบินเหนือและกระรอกบินยักษ์นั้นมีชื่อเสียงมากที่สุด หลังแม้จะมีขนาดใหญ่ (ความยาวลำตัว 40-50 ซม., ความยาวหางสูงถึง 60 ซม.) ถึงแม้ว่ามันจะไม่สามารถบินได้จริง แต่เนื่องจากการวางแผนมันครอบคลุมระยะทางถึง 500 เมตรในเวลาเดียวกันกระรอกย้ายจากที่หนึ่ง ต้นไม้ไปยังอีก เนื่องจากการเคลื่อนไหวเช่นนี้สัตว์ฟันแทะจะหลีกเลี่ยงเพื่อนบ้านที่อันตรายบนโลกและเปลี่ยนดินแดนของมันโดยไม่ต้องลงไปที่พื้น จากส้นเท้าถึงข้อมือของกระรอกจะมีเยื่อหุ้มกว้างยืดออกไปตามลำตัวซึ่งเมื่อกระโดดจะสร้างระนาบที่มีพื้นผิวค่อนข้างใหญ่

กระรอกบินทางเหนือนั้นเล็กกว่า ความยาวลำตัวของเธอไม่เกิน 25 ซม. หาง - 18 ซม. อย่างไรก็ตามกระรอกตัวนี้บินได้ง่ายจากต้นหนึ่งถึงต้นด้วยความเร็วต่ำประมาณ 100 เมตร / นาที แม้จะมีความจริงที่ว่าเที่ยวบินดังกล่าวเป็นแบบพาสซีฟในธรรมชาติ แต่ก็ช่วยให้โปรตีนในการแก้ปัญหางานที่สำคัญ: ที่จะย้ายออกจากนักล่าหาพันธมิตรทางเพศและพัฒนาแหล่งอาหารใหม่

ปลา. ปลาที่บินได้ยากกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่บินได้ อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพของมันอาจเทียบเคียงได้กับการบินของนก

ปลาใช้ครีบครีบอกในการวางแผนการบิน ดังนั้นการบินด้วยความตกใจเนื่องจากการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อลำตัวกล้ามเนื้อของก้านหางและการทำงานอย่างหนักด้วยกลีบล่างของครีบหางกระโดดออกจากน้ำและบินระยะไกลในอากาศ

บนพื้นผิวน้ำนั้นปลาที่บินได้จะวิ่งหางไปมาเป็นเวลานานโดยพัฒนาเป็นแรงขับขนาดใหญ่ที่ทำให้สามารถเอาชนะแรงดึงดูดได้ ความเร็วการบินของปลาตัวเล็ก ๆ เหล่านี้เกินความเร็วของผู้ไล่ล่า (ปลาทูน่านาก) และระยะทางที่พวกมันบินไปถึงหลายร้อยเมตร

ปลาประเภทอื่น ๆ เช่น fingerwing ไม่เพียง แต่สามารถบินได้ แต่ยังสามารถทำการประลองยุทธ์ที่ซับซ้อนในอากาศ ปีกดิจิตอลขึ้นสู่ผิวน้ำและเลื่อนไปตามความเร็ว 18 เมตร / วินาที อย่างเช่น ความเร็วสูง ปลาได้มาเนื่องจากการเคลื่อนตัวของซิกแซกของครีบหางที่มีติ่งนูนต่ำ

ความเร็วในการบินของปีกนิ้วนั้นเทียบเท่ากับความเร็วในการเคลื่อนที่ของเรือเดินทะเลที่ทันสมัยและมักจะมีจำนวน 60-70 กม. / ชม. แรงที่พัดของหางยกปลาขึ้นไปในอากาศให้สูง 5-7 เมตรปีกดิจิตอลบินในอากาศสูงถึง 200 เมตรโดยใช้กระแสอากาศ ปลาสามารถเปลี่ยนทิศทางการบินได้หากจำเป็นเนื่องจากการเคลื่อนไหวของครีบหาง นอกจากนี้เธอยังมีการเคลื่อนไหวของครีบครีบอก

หากคุณพบข้อผิดพลาดโปรดเลือกข้อความและกด Ctrl + Enter.

 

มันอาจจะมีประโยชน์ในการอ่าน: