Голуби закладывают крутые виражи по-вертолетному

Уличные голуби используют ту же технику поворота на большие углы, что и вертолеты - они изменяют положение центра тяжести своего тела для управления аэродинамическими силами, возникающими при заходе на вираж, пишут американские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

© Фото: S.A. Combes

Группа ученых под руководством Иво Роса (Ivo Ros) из Гарвардского университета (США) пришла к такому выводу, проанализировав технику полета голубя при помощи высокоскоростной камеры и компьютерных моделей, построенных на основе ее снимков.

Птицам и рукокрылым млекопитающим приходится учитывать два набора сил - глобальный и локальный - во время полета. В первый входят притяжение Земли и аэродинамические силы, которые не зависят от положения животного. Во второй - подъемные силы, которые возникают благодаря движению крыльев птицы или млекопитающего.

Рос и его коллеги поймали трех молодых голубей (Columba livia) и научили их взлетать и делать крутые повороты на небольшой скорости. Ученые нанесли на их грудь, крылья и голову специальные яркие пятна.

Затем они посадили птиц в просторную клетку и установили по ее периметру девять высокоскоростных камер. Те фиксировали положение птицы в трехмерном пространстве и следили за местонахождением точек на перьях голубей. При помощи этих данных биологи вычисляли расположение центра массы каждой птицы и конфигурацию подъемных сил, действовавших на тело голубя.

Эксперимент показал, что птицы используют два типа сил во время полета: вертикально направленные - для создания подъемной силы, и горизонтальные - для изменения направления движения. При этом направление горизонтальной силы оставалось практически неизменным по отношению к телу, что говорит о том, что голубь корректировал направление своего движения, изменяя направление аэродинамических сил на "глобальном" уровне.

Во время поворота птицы свободно поворачивались по всем трем осям движения, создавая необходимую силу для поворота на нужный угол. Сначала голубь резко поворачивал для достижения нужного угла, а потом постепенно выравнивал свое положение относительно притяжения Земли и продолжал полет по прямой траектории.

Как отмечается в статье, подобный тип виража характерен в большей степени для насекомых и вертолетов, чем для самолетов и большинства других видов птиц. Появление подобного механизма обусловлено анатомическим устройством тела голубя - по расчетам ученых, птица не создает достаточную подъемную силу для "самолетоподобного" поворота.

Тем не менее, биологи не исключают того, что птицы используют "вертолетный" вираж и на высокой скорости, хотя и в меньшей степени, поскольку усиление подъемной силы позволяет им маневрировать без смещения центра тяжести и поворота тела.