Забудем на некоторое время все воздушныe маневры типа поворотов, взлетов и приземлений. Активный полет, при котором ловчая птица продвигается вперед с помощью взмахов крыльев, имеет несколько узнаваемых типов. Первый - это размеренный полет, более или менее сравнимый с нашей ходьбой. Исследования Spedding, Pennycuick и Rayner показали, что когда сокол, например, пустельга или сапсан, летит очень медленно, со скоростью менее трех метров в секунду, движения крыльев вверх являются пассивными, не обеспечивающими подъема и не создающими вихрей. Результатом являются тороидообразные вихревые кольца, создаваемые толчками от движений крыльев вниз (рисунок 1.16. 1). При взмахе крыло сгибается очень близко к телу и поджимается, не создавая при этом следовых вихрей воздуха.

Сходным образом летают сарычи и орлы, но взмахи крыльев у них глубже и медленнее, а крылья складываются сильнее. Их крылья движутся вверх быстрее, чем вниз. При напряженном полете весьма вероятно, что взмах становится активен, обеспечивая некоторую подъемную силу, в то время как при более медленном полете, он, вероятно, пассивен. Когда сокол набирает скорость выше 7 метров в секунду, воздушной скорости достаточно, чтобы поднять крылья, что уменьшает нагрузку на надлопаточные мыщцы. Когда взмах активен, он создает следовые завихрения (рисунок 1.16.2). Вместо того чтобы складываться близко к телу, крыло при взмахе удерживается жестче и прямее, что ведет к типичному мерцающему полету крейсирующего сапсана (рисунок 1.16.3).

Сокол, который летит на такой большой скоpости, что обычные крейсирующие взмахи крыльев будут только затормаживать полет, похож на велосипедиста, который не может крутить педали достаточно быстро, чтобы ускорить движение. Поэтому сокол скользит в воздухе с полузакрытыми крыльями, при этом второстепенные обеспечивают подъемную силу, в остальном минимизируя рычажную нагрузку на грудные мыщцы. Сзади мягко слетают следовые вихри (в центре, рисунок 1.16.4) как при крутом плaнировании (сравните рисунки 1.15.2 и 3). Затем сокол выполняет серию глубоких пульсирующих взмахов, при которых он вкладывает как можно больше силы в несколько быстрых опусканий крыла, более быстрых, чем скорость полета, и которые направлены таким образом, чтобы обеспечить толчок, а не подъем. Результатом, который очень хорошо заметен у кречета на спринтерском полете, является то, что каждый взмах крыльев явно рывками толкает птицу вперед. Выглядит это так, словно кто-то невидимый пинает птицу сзади. Даже небольшой серии таких пульсирующих взмахов достаточно, чтобы сокол набрал такую скорость, при которой дальнейшие взмахи крыльев бесполезны. К тому времени что-нибудь произойдет.

Ястребы тоже способны к спринтерскому полету, но у них немного другая проблема. В то время как крупным соколам необходимо очень быстро преодолевать большие дистанции, ястребам нужно очень быстро летать на короткие дистанции. Они могут выиграть или проиграть схватку в считaнные секунды. Следовательно, у них проблемы не с наибольшей скоростью, а с ускорением. Ястребы начинают спринт со статического положения или во время медленного полета. Поэтому их спринт должен начинаться почти с нуля. В то время как кречет похож на велосипедиста, который выигрывает гонку на длинную дистанцию за счет максимальнай скорости, ястреб напоминает велосипедиста, который ожидает старта для гонки на 50 метров. Возможно, к финишу он даже не успеет набрать свою максимальную скорость. Следовательно, ему нужно полностью выложиться за короткий промежуток времени, поэтому он не может тратить половину этого времени на бесполезные поднятия крыла, которые не содействуют толчкам. Он решает эту проблему используя эластичные крылья с вырезками на первостепенных, которые не только аккумулируют энергию, но и уменьшают тормозной эффект при взмахе.

При опускании крыла (рис. 1.16.5 а-е), создается толчок и подъем, но крыло очень короткое, что дает грудным мышцам техническое преимущество, кончики первостепенных сгибаются назад к тому месту, где угол их наклона достигает 90 градусов к поверхности крыла по вертикали и по горизонтали (рис. 1.16.5 е). Затем птица начинает создавать тягу своими крыльями, активно используя надлопаточныe мышцы (1.16.5 f). Эластичные первостепенные начинают восстанавливать свою нормальную форму, толкая воздух вниз и назад, что обеспечивает подъем и толчки, а также оказывает помощь надлопаточным мышцам. Теперь крыло на полпути назад и наполовину сложено.Края первостепенных направлены вперед и выровнены с углом падения. В верхней точке взмаха они сходятся вместе и снова обеспечивают толчок при опускании крыла.

При условии активного полета в неподвижном воздухе и на одном уровне мы можем построить приближенныe кривые ускорения для различных хищников. Не имея возможности сравнить данныепо ловчим птицам, я скомпилировал эти кривые из нескольких источников, главным образом из работ Н. J. Slijper и Т. А. М. Jack , а также из собственных наблюдений. Хотя они, возможно, не очень точны для абсолютной скорости, они позволяют получить представление о различии между видами, хотя, конечно индивидуальные различия между птицами весьма значительны.

Обыкновенный сарыч (рисунок 1.16.6) относительно плохо летает активным полeтом. Он медленно разгоняется, имеет небольшую максимальную скорость и вскоре выдыхается. Редко можно увидеть, чтобы сарыч пролетел спритерским полетом более 100 м, очень редко 200 метров. Он скоро начинает отдыхать, планируя между взмахами, на графике это начинается на 40 метрах. При горизонтальном полете он может набрать скорость до 10 мeтpов в секунду, делая около 5-6.5 взмахов в секунду. Немного найдется добычи, которая передвигается достаточно медленно, чтобы сподвигнуть сарыча приложить усилия дольше, чем на 80 метров. Большая часть добычи или будет быстро поймана (например, полевки) или при погоне оставит сарыча
далеко позади (например, куропатка). В таких случаях сарыч отстает и куда-нибудь садится, в данном случае на 45 метрах.

Мелкие ястребы, такие как перепелятник, напротив, развивают максимальную скорость менее чем за секунду, на первых же метрах. Их взрывной спринт дает им преимущество над всеми другими перечисленными хищниками. Однако немногие сохраняют спринт на предельной скорости больше чем на 100 м. К этому времени полет обычно так или иначе заканчивается, и если он был успешным, то перепелятник примерно через 150 метров садится.

Изучая тетеревятника Slijper обнаружил, что самцы стартуют быстрее, но примерно через 70 метров самки их обгоняют. Встав на крыло, самки летят немного быстрее. Примерно через 130 метров тетеревятники обычно сбрасывают скорость. Если им не удалось поймать жертву в начале спринта, они бросают преследование или летят по инерции, набирая высоту и следя за жертвой.

На первых 20 метрах сапсан летит не намного быстрее сарыча, но на 50 метрах он начинает набирать скорость, примерно на 130 метрах он обгоняет тетеревятника и поддерживает хорошую скорость в течение нескольких сотен метров. При горизонтальном машущем полете на длинной дистанции его, вероятно, обгонит только кречет.

Новозеландский сокол со своим ястребиным профилем и соколиной физиологией, стартует скорее как небольшой самец тетеревятника. К тому времени, когда самка перепелятника пролетит 80 метров, сокол пролетит 100 метров. Примерно к 130 метрам, когда тетеревятник начинает сбавлять скорость, скорость новозеландского сокола остается прежней, но его обгоняет набравший скорость сапсан. К тому времени, когда сапсан достигнет 280 метров, новозеландский сокол будет отставать примерно на 40 метров, и оба исчезнут за горизонтом без признаков усталости.

Ускорение и максимальная скорость у хищников при преследовании должны быть сопоставимы с этими параметрами их жертв. Перепел имеет сходный рисунок полета с перепелятником, фазан с тетеревятником, а голуби (хотя немного быстрее при взлете) как у сапсана. Ястребы быстро бросают сильную, способную к длительному полету добычу, если только не ловят ее на спринте или напав из засады.

Эффект взрывного старта ястребов проявляется в наборе скорости в первые 40 метров. Ястреб Купера, например, обычно делает 4-5.5 взмахов в секунду, а при взлете 7-8 взмахов в секунду, используя грудные мышцы, составляющие около 17% от общего веса тела. Он преодолеет эту дистанцию, когда сарыч и большинство соколов пролетят всего 20 метров. Их мастерство в преодолении дистанции состоит в способности выполнить прямую атаку с лета (см. 6.10) и умении оценить максимальную дистанцию, на которой целесообразно атаковать намеченную добычу. Крупные соколы обычно не предпринимают короткие прямые атаки, а предпочитают более предсказуемые длинные. Сарычи по возможности вообще не используют спринтерский полет, вместо этого они используют высоту, позволяющую атаковать с планирующего полета или спикировать.

Кроме бесконечных преобразований кривых разгона и дистанций атаки, существует проблема маневрености. Здесь наивысшие показатели у ястребов, дербника и новозеландскаго сокола; крупные соколы и ястребы Харриса менее проворны и более громоздки в хвостовой части, чем сарычи. Добыча тоже очень различается по маневрености (см. раздел 7.4). Обычно ценой большей маневрености является меньшая максимальная скорость, длинный хвост способствует верткости, но создает тормозной эффект.

Машущий полёт - самый распространённый способ передвижения на Земле. Им пользуются около двух третей существ, населяющих нашу планету. Но машущие крылья для человека всё ещё остаются неосуществлённой мечтой. Задача создать махолёт оказалась невероятно сложной. Так имеет ли смысл тратить силы на разработку столь экзотического летательного аппарата? Стоит ли нам соревноваться с птицами?

САМОЛЁТ ХОРОШО, А МАХОЛЁТ ЛУЧШЕ

На земном шаре обитает не менее девяти тысяч видов птиц и около полутора миллионов видов насекомых. Среди них есть неважные летуны, но есть и виртуозы-рекордсмены. К примеру, воробей - тихоход среди пернатых. Его скорость всего около 20 километров в час. Почтовый голубь летит быстрее. За один час он может преодолеть километров 60. А вот стриж, лучший летун среди птиц, - больше ста сорока.

Летит птица спокойно - одна скорость. Спасается от врага -скорость полёта резко возрастает. Знаменитый сокол-сапсан, олицетворение птичьей удали, заметив на земле добычу, пикирует с высоты со скоростью более 350 километров в час! Я сам видел, как однажды этот грозный воздушный хищник долго кружил над лесом, а затем, сложив крылья, вдруг ринулся вниз и, почти коснувшись вершин деревьев, круто взмыл в небо.

Только на заре авиации птицы могли обгонять «воздушные этажерки» тех лет. Потом, и довольно скоро, положение изменилось. Самолёты стали летать быстрее, выше и дальше птиц.

Монино. Центральный музей ВВС. Махолет «Летатлин» конструкции В. Е. Татлина — летательный аппарат с машущими крыльями, 1932-й год. Скорее арт-объект, чем что-то полезное и реально работающее.

Всё это так. Но вот другие факты. Машущие крылья способны создать подъёмную силу в пять, шесть раз большую, чем неподвижные, самолётные. Машина с машущими крыльями сможет превзойти самолёт по экономичности в полтора, два раза, а вертолёт - в шесть, девять раз. По-видимому, именно это позволяет птицам совершать свои удивительные, сверхдальние перелёты.

Чибисы без посадки перелетают Атлантический океан. Такое путешествие - это сотни тысяч взмахов крыльями. Как утверждают орнитологи, чибисы при попутном ветре за одни сутки покрывают расстояние в 3500 километров. Перелёт мелких певчих птиц через пустыню Сахару продолжатся 30-40 часов. И тоже без промежуточных посадок.

МАХОЛЁТ АЛЕКСАНДРА ПУШКИНА

Нет, не поэта, а другого Пушкина, Александра Николаевича, нашего современника, инженера и талантливого изобретателя. Живёт и работает он в Петербурге. По собственному его признанию, махолётам отдал половину из своих пятидесяти лет.

О небе он начал мечтать ещё в детстве, любил наблюдать за полётом птиц. Когда же и сам стал летать на дельтапланах, то, «спиной ощутил», что машущим крыльям невозможно задать строгий, жёсткий алгоритм махания, что «нет и быть не может даже двух идентичных махов. К машущему полёту надо каждую секунду подстраиваться, приноравливаться, чувствовать воздух».

Так родилась в его голове идея, которая, как убеждал Александр Пушкин, позволит, наконец, разрешить многовековую проблему, создать пилотируемый махолёт.

Идея же состоит в том, что машущий полёт человека возможен лишь при адаптивном управлении. Другими словами, чтобы летать на машущих крыльях, надо знать, как ими махать. Надо слиться с машиной, крылья её должны стать продолжением рук пилота.

Каждый наблюдал, как меняет птица взмахи крыльями, изменяет частоту их и амплитуду. В созданных же ранее махолётах крылья, связанные с мотором механической передачей, шатуно-кривошипным механизмом, машут тупо - однообразно, никак не учитывая зыбкость воздушной среды и намерений лётчика.

ЭТОМУ НАДО УЧИТЬСЯ

«Система управления настоящим машущим полётом, - утверждает Пушкин, - должна замыкаться на пилоте, используя все его сенсорные возможности, мышечное чувство, вестибулярный аппарат, интуицию. Ведь среда полёта - воздушный океан - абсолютно непредсказуема, ежесекундно меняется всё: ветер, вертикальные потоки, плотность воздуха... Чтобы летать в таком хаосе, надо непосредственно «ощущать» махи крыльев, флуктуации среды - и мгновенно на них реагировать».

Одним словом, полёт на машущих крыльях - процесс, отнюдь, не механический. Он сродни большому искусству, которому ещё надо научиться, как мы учимся ходить, ездить на велосипеде или скейтборде. Да ведь и птенцы, повзрослев, не сразу начинают летать, и они тоже учатся.

Конечно, собственной силы человека для полёта не хватит. Это давно стало ясно. В природе нет летающих существ, весящих более 15-16 килограммов. Мешает закон, по которому мощность, необходимая для полёта, стремительно нарастает с увеличением размеров и веса аппарата.

Пушкин - за пневмопривод машущими крыльями, лёгкий, простой и послушный двигатель Управление должно быть выведено на пальцы рук пилота. Нажимая на кнопки клапанов, он будет по своему желанию, по обстановке изменять частоту и амплитуду махов.

Александр Николаевич, проработав десятки вариантов устройства махолёта, пока остановился на самом, по его мнению, оптимальном. Он получил на свой махолёт патент. Изобретением удалось заинтересовать известное НПО «Робототехники и технической кибернетики».

За четыре месяца была построена модель махолёта с размахом крыльев в три метра и весом в 10 километров, она в три раза меньше, чем должна быть настоящая машина.

Для полётов эта модель с красно-жёлтыми крыльями не предназначалась, лишь - для отработки конструкции. Но и нелетающая она производила огромное впечатление и недаром была отмечена двумя золотыми медалями на технических выставках.

Удалось найти спонсоров. Началось строительство полноразмерного махолёта. К сожалению, до конца работу довести не удалось. Охладели к ней спонсоры. Идея же об адаптивном управлении находит сторонников. Московский инженер Борис Дукаревич, горячий сторонник этой идеи, тоже разработал проект махолёта.

Александр СЕДОВ

Существует несколько принципов классификации полета птиц. Остановимся на двух из них. Первый принцип - аэродинамический. Согласно ему выделяют два основных типа полета - парящий и машущий.

Парящий полет более простой. Это подъем вверх или сохранение набранной высоты на практически неподвижных крыльях. Раньше считали, что воздух внутри воздушных мешков птицы теплее наружного настолько, что он, подобно теплому газу в воздушном шаре, поднимает ее вверх. Однако расчеты показали, что таким образом масса может уменьшиться лишь на 1/12 г на каждый килограмм массы птицы. Это, конечно, совершенно недостаточно для подъема вверх. Н. Е. Жуковский первым показал, что источник энергии парящей птицы лежит вне ее - в энергии движущегося воздуха. Известно, что разные части суши нагреваются и остывают с разной быстротой. От нагретых поверхностей поднимаются мощные вертикальные потоки тепла – термики. Они особенно значительны на большой высоте под облаками. Там их скорость достигает 4-6 м/с. Если птица раскроет крылья и будет парашютировать вниз в совершенно неподвижном воздухе, то скорость снижения при этом у цапли составит 0,68 м/с, аиста - 0,74 м/с, ястреба - 0,75 м/с, альбатроса - 0,51 м/с. В то же время даже самый легкий восходящий поток движется вверх со скоростью 0,5-1 м/с. Если птица «падает» в таком потоке, то она почти или совсем не теряет высоту. Если же ток теплого воздуха сильнее, что бывает довольно часто, то птица будет непрерывно подниматься вверх. Этот тип парения называют статическим . Птицы часто поднимаются в терминах широкими кругами. В теплое время года воздушных «лифтов» в атмосфере бывает довольно много. Коршуны, канюки, чайки пользуются ими помногу часов подряд. Постоянные горячие восходящие ветры Иорданской долины определяют путь пролета белых аистов, которых из года в год встречают на этой «трассе». Птицы обычно опускаются от вершины одного термика к подножию другого, а затем поднимаются вместе с ним. Они умеют пользоваться также вертикальными токами воздуха, обтекающими грозовые тучи, дома, корабли. Подвесившись в таком потоке над мачтой корабля, чайки часами сопровождают его, не взмахивая крыльями, словно привязанные за ниточку. Человек, живя на земле, имеет лишь смутное представление о всевозможных воздушных течениях, которые для пернатых имеют такое же значение, как водные течения для рыб.

Второй тип парения - динамическое . Это передвижение над совершенно ровной местностью за счет энергии неоднородного пульсирующего потока воздуха. Различают три типа его : парение в горизонтальном ветре, дующем слоями, причем скорость ветра с высотой возрастает; парение в горизонтальном порывистом ветре; парение в ветре с вертикальными пульсациями.

В горизонтальном ветре постоянной скорости никакого парения быть не может. Если же скорость ветра возрастает с высотой, то парение возможно. Тогда восходящая часть траектории совершается против ветра, а нисходящая - по ветру. С земли такая траектория представляется рядом петель, расположенных одна над другой и смещенных по ветру. Чаще всего так перемещаются чайки над морем.

В горизонтальном ветре, дующем порывами , тоже возможно парение. Для этого птице надо все время лететь по ветру, пока скорость его убывает, и против ветра, когда она возрастает. Движения птиц при таком парении кругообразны; порывы ветра должны быть достаточно длительны, не менее 10 сек. каждый.

Третий тип динамического парения возможен при ветре, имеющем вертикальные пульсации, нечто подобное морским волнам, но значительно большей длины. Лучше всего их используют птицы с длинными узкими крыльями - альбатросы, буревестники. Когда альбатрос находится у поверхности воды, он помещается обычно между двумя волнами, где ветер слабее. Затем он поворачивается против ветра и поднимается на высоту 10-15 м, используя создаваемую им подъемную силу. Там поворачивается направо или налево и спускается с попутным или боковым ветром до самой воды, а затем снова повторяет тот же маневр. Период маневра довольно постоянен.

Машущий полет с использованием мускульной энергии птицы прежде всего направлен на создание силы тяги, а подъемная сила возникает благодаря поступательному движению. Различают два основных способа машущего полета - пропеллирующий и вибрационный и несколько дополнительных, менее распространенных. У птиц с пропеллирующим полетом крыло функционально неоднозначно по длине: первостепенные маховые создают тягу, а второстепенные служат несущей поверхностью. Птица машет крыльями с небольшой амплитудой, опускает крылья несколько медленнее, чем поднимает. Так летают средние и крупные птицы: чайки, вороны, дрозды, голуби и многие другие.

Вибрационный полет отличается более частыми взмахами крыла - до 30 и более в секунду, большой амплитудой взмаха и недоразвитием на крыле области второстепенных маховых. Вся работа приходится на долго кистевой части крыла и идет па преодоление силы тяжести. Так летают мелкие и очень мелкие птицы, например колибри. Ось тела всегда наклонена.

Волнообразный или пульсирующий полет характерен для многих воробьиных птиц - скворцов и других, а также для стрижей, дятлов . Пропеллирующий полет здесь сменяется небольшим периодом скольжения, во время которого птица теряет высоту. Иногда птица время от времени совсем складывает крылья, что хорошо можно наблюдать, например, у трясогузок.

Хлопающий полет применяют только куриные птицы, способные с места набирать большую скорость. Он характеризуется быстрыми шумными взмахами с большой амплитудой, Долго так лететь птица не может. Примеры - взлет рябчика, фазана .

Трепещущий полет птицы используют в тех случаях, когда надо остановиться в воздухе. Тело принимает почти вертикальное положение, хвост широко развернут, а крылья машут учащенно. Сила тяги совпадает с подъемной и равняется весу тела, в итоге птица «стоит» в воздухе. Из мелких птиц таким образом часто зависают синицы и пеночки при осматривании концевых веточек деревьев, трясогузки и мухоловки - при ловле насекомых в воздухе.

Полет птиц можно разделить на две основные категории: это парящий, или пассивный, полет и машущий, или активный, полет. При парении птица движется в воздухе продолжительное время, не делая взмахов крыльями и пользуясь восходящими воздушными потоками, которые образуются вследствие неравномерного нагрева поверхности земли солнцем. Скорость движения этих воздушных потоков определяет высоту полета птицы.

Если двигающийся вверх воздушный поток поднимается со скоростью, равной скорости падения птицы, то птица может парить на одном уровне; если же воздух поднимается со скоростью, превосходящей скорость падения птицы, то последняя поднимается вверх. Используя различия в скорости двух потоков воздуха, неравномерное действие ветра - его усиление и ослабление, перемены направления ветра, пульсации воздуха, - парящая птица может не только часами держаться в воздухе, не тратя особых усилий, но и подниматься и опускаться. Сухопутные парящие виды, например питающиеся падалью грифы и др., пользуются обычно лишь восходящими потоками воздуха. Морские же парящие формы - альбатросы, буревестники, питающиеся мелкими беспозвоночными и вынужденные часто опускаться к воде и подниматься,- используют обычно эффект действия ветра, различия в скорости воздушных потоков, пульсации воздуха и завихрения.

Для парящих птиц характерны крупные размеры, длинные крылья, длинные плечо и предплечье (большое развитие несущей поверхности второстепенных маховых, число которых у грифов достигает 19-20, а у альбатросов даже 37), довольно короткая кисть, относительно малые размеры сердца (так как пассивный полет не требует усиленной работы мускулатуры). Крыло бывает то широким (наземные виды), то узким (морские виды). Машущий полет сложнее и разнообразнее парящего. Стоит сравнить полет стрижа, полет медленно двигающей крыльями вороны, трепещущую в воздухе пустельгу и стремительно бросающегося на добычу сапсана, быстро летящую утку и тяжело хлопающего крыльями фазана, чтобы убедиться в справедливости этого замечания. Существуют различные и довольно противоречивые попытки классификации различных типов машущего полета, останавливаться на которых мы здесь не будем.

Птица обычно пользуется не одним типом полета, а комбинирует их в зависимости от обстоятельств. При этом надо иметь в виду и то, что летательные движения состоят из последовательно сменяющих одна другую фаз. За взмахами крыльев следуют фазы, когда крыло не производит гребных движений: это скользящий полет, или парение. Таким полетом, пользуются преимущественно птицы средних и крупных размеров, с достаточным весом. Мелкие же птицы обычно все время энергично работают крыльями или временами могут складывать крылья, прижимая их к туловищу. Последнее особенно характерно для вьюрковых птиц. Ускорение в полете достигается птицей путем увеличения весовой нагрузки несущей поверхности, для чего необходимо несколько сложить крылья. Медленно летящая птица имеет полностью развернутый хвост и распростертые крылья. По мере ускорения движения она несколько складывает маховые перья, причем у всех хорошо летающих птиц они образуют сплошную поверхность (у сокола, чайки, стрижа, ласточки и т. д.).

Большое значение для скорости движения птиц имеет ветер . Вообще говоря, для полета благоприятен попутный или несколько боковой ветер, но для взлета и посадки благоприятен встречный ветер. Попутный ветер при полете способствует увеличению скорости полета птицы. Увеличение это довольно значительно: например, по наблюдениям над пеликанами в Калифорнии установлено, что увеличение скорости движения воздуха от фактического безветрия до 90 км/час способствовало изменению скорости полета пеликанов с 25 до 40 км/час. Однако сильный попутный ветер требует от птицы больших усилий для сохранения возможности активного управления полетом.

Продолжительность и быстрота полета птиц очень велики, хотя обычно в этом отношении распространены преувеличенные представления. Самое явление перелетов показывает, что птицы могут совершать длительные передвижения. Европейские ласточки, например, зимуют в тропической Африке, а некоторые кулики, гнездящиеся в Северо-Восточной Сибири, улетают на зиму в Новую Зеландию и в Австралию. Скорость и высота полета птиц значительны, хотя уже давно превзойдены современными летательными машинами. Однако машущее крыло птицы дает ей много преимуществ, в первую очередь в маневренности, по сравнению с современными самолетами.

Современные технические средства (наблюдения с самолетов, скоростная съемка, радары и т. д.) позволили точнее определить скорости полета птиц. Выяснилось, что при перелетах птицы в среднем используют большие скорости, чем при перемещениях вне сезона миграций. Грачи на перелетах перемещаются со скоростью 65 км/час. Средняя же скорость их полета вне времени миграций - в гнездовой период и на зимовке - составляет примерно 48 км/час. Скворцы на миграциях летят со скоростью 70-80 км/час, в другое время 45-48 км/час. По наблюдениям с самолетов установлено, что средняя скорость перемещения птиц при перелетах колеблется между 50 и 90 км/час. Так, серые журавли, серебристые чайки, большие морские чайки летят со скоростью 50 км/час, зяблики, чижи - 55 км/час, ласточки-касатки - 55-60 км/час, дикие гуси (разные виды) - 70-90 км/час, свиязи - 75-85 км/час, кулики (разные виды) - в среднем около 90 км/час. Наибольшая скорость отмечена у черного стрижа - 110-150 км/час. Эти цифры относятся к весенним перелетам, проходящим наиболее напряженно и, вероятно, отражающим наибольшие скорости полета птиц. Осенние миграции протекают значительно медленнее, например скорости полета аистов на осенних миграциях составляют едва ли половину скорости их весеннего движения.

Вопрос о высоте полета птиц долгое время оставался неясным. Старое представление о том, что передвижение птиц проходит, как правило, на больших высотах (500-1600 м над уровнем моря), вызывало сомнения. Однако астрономические наблюдения показали, что, по всей вероятности, максимальная высота полета птиц достигает 2000 и даже 3000 м. В какой-то степени это получило подтверждение при использовании радаров. Выяснилось, что перелеты весной протекают на больших высотах, чем осенью, что птицы ночью летят на больших высотах, чем днем. Воробьиные птицы, например зяблики, летят на высотах несколько меньших, чем 1500 м; более крупные воробьиные, например дрозды,- на высоте 2000-2500 м. Кулики летят на высоте около 1500 м. Хотя полет является основным и наиболее характерным способом передвижения птиц, им свойственны и другие весьма разнообразные способы движения.

Общеизвестные подразделения птиц на водных, наземных, древесных указывают на известные различия этих групп и в отношении движения.

Стремление к полету свойственно живому. В воздухе - свобода, относительная безопасность. Насекомые, птицы - для них полет составляет весь смысл жизни. А что же другие животные? Оказывается, среди них настоящих летунов не так уж и много. Из рептилий можно вспомнить, пожалуй, лишь давным-дав- но вымерших птерозавров и птеродактилей, да и то, похоже, основным способом передвижения для них был не активный машущий полет, а планирующий. А среди млекопитающих же воздушную среду смогли освоить по- настоящему одни только летучие мыши.
Освоить-то они ее освоили, а вот каким образом это произошло, до сих пор остается загадкой. Нет, конечно, общая «механика» полета у них та же, что и у птиц, - последовательные взмахи-гребки крыльями. Ho как предки рукокрылых впервые взлетели?
Когда что-то непонятно, ученые ищут ка- кие-нибудь аналогии: похожие организмы, если за них «зацепиться», могут дать подсказку. Так как же обстоят дела с другими обитателями воздушной среды?
С первоптицами-археоптериксами как будто все ясно. Их предки были двуногими, со свободными передними конечностями. Чешуя у этих полурептилий-полуптиц была увеличенной и уплощенной, так что, оттолкнувшись от ветки дерева или подпрыгнув с кочки, животное могло, махая зачаточными крыльями, как бы зависать в воздухе или даже планировать. Дальше - больше, чешуи стали перьями, куцые зачатки крыльев - настоящими крыльями, а перепархивания - полетом.
А теперь посмотрим на летучих мышей. Что же в них загадочного? Первое - то, что задние ноги у них никак не приспособлены к прыжкам. На этих ногах можно висеть вниз головой, с их помощью можно бегать вверх- вниз по стволу или по стене. Ho подпрыгнуть, чтобы полететь?... Предположим, что у предков этих летающих зверьков все начиналось точь-в-точь, как у летяг или у шерстокрыла, - то есть они начинали с планирования..Действительно, мышка бежит по ветке, свисает вниз головой, расправляет боковую складку, отцепляется и... и вместо того, чтобы просто расставить ноги для планирования, начинает ими махать. Разве не правдоподобно?
Ho тут возникает другая загадка. У всех ныне живущих планирующих зверей пятерня на передних конечностях остается свободной от перепонки. И это понятно: ведь эти животные должны прежде всего бегать по деревьям в поисках добычи, планирование для них имеет второстепенное значение. А у летучих мышей крыловая перепонка охватывает не только бока тела с хвостом, но и почти все пальцы «рук», только первый палец сохраняет способность цепляться за ветки или за кору. Как быть с этим? Ведь, если следовать законам эволюции, у примитивных «летучек» уже должны были быть зачатки межпальцевой перепонки, прежде чем они могли начать использовать ее в качестве летательного инструмента. Можно ли где-нибудь отыскать подсказку к разгадке?

I - летучая мышь; 2 - летяга; 3 - Летучий дракон;
4 - веслоногая лягушка

В джунглях Юго-Восточной Азии живут два странных создания, способные к планированию с дерева на дерево, - ящерица и, вы не поверите, лягушка. У ящерицы, которую за ее выдающиеся способности прозвали «летучим драконом» (хотя длины-то в ней всего 40 сантиметров), на боках есть кожистая складка, которую эта рептилия расправляет с помощью ребер. Вот вам и некий аналог летяги. А «летающие» веслоногие лягушки планируют, расправляя перепонки на удлиненных пальцах. Первоначально эти перепонки, конечно, как и полагается лягушкам, были плавательными. А вот, поди ж ты, стали «летательными», стоило амфибиям из жижи мангровых болот перебраться на деревья. Вам это ничего не напоминает?
Вот так и родилась гипотеза, что предки летучих мышей были обитателями заболоченных мангровых зарослей. Они, конечно, вряд ли были полуводными - скорее, древесными, но в поисках пищи могли спускаться с деревьев к вязкой жиже, на поверхности которой ловили всяких мелких беспозвоночных, которых в теплой болотной воде всегда видимо-невидимо. И вот, чтобы не утонуть в болоте, когда нужно было добраться до соседней коряги или перебраться с одного дерева на другое, между пальцев появилась перепонка. А дальше - все по «лягушачьему сценарию». Ho лягушки так и не научились летать, а рукокрылые не ограничились только растопыриванием пальцев пошире, чтобы плавно спуститься с ветки на плавающую кочку. Они в какой-то момент стали часто-часто махать руками - и полетели...
Что, неправда? Может быть... А может, что-то все-таки в этом «эволюционном сценарии» есть всамделишного?