Как летают птицы?
Первые птицы появились в начале Юрского периода, примерно 150 млн. лет назад. Между первой пра-птицей археоптериксом и современными орлами или дроздами — огромная дистанция, около 150 миллионов лет эволюции, когда выживали самые приспособленные. Те же перелетные птицы — например, гуси, — когда осенью улетают на юг, а весной возвращаются на север, пересекают за один дневной перелет большие расстояния, летят выше гор в тех местах, где их путь преграждают горы. Какой самолет способен вот так лететь часами и сутками без единой посадки? А ведь ни одна птица не достигает мощностей в те самые сотни и тысячи лошадиных сил, как есть в двигателях самолетов.
Кажется, будто птицы летят просто и легко. Машут крыльями вверх-вниз и все. На заре воздухоплавания люди примерно так и полагали. Увы, первые орнитоптеры (они же махолеты, птицекрылы и так далее) либо не полетели, либо разбились в первом же тестовом полете. Орнитоптеры (сначала модели) люди создавали с XIX века. Маленькие модели могли недолго порхать. А вот когда попробовали сделать орнитоптер в размер человека — он не полетел. Ни в веке XIX, ни в веке XX. И в будущем вряд ли когда полетит. По крайней мере, пока мы досконально не разберемся, как это делают птицы.
Мы думаем, что птицы машут крыльями вверх-вниз, и ошибаемся. При съемке полета птицы на скоростную камеру можно заметить, что крылья совершают очень сложное движение: не только вверх-вниз, но и вперед-назад — и еще есть несколько составляющих. Крылья в полете при взмахе меняют положение так, как будто загребают воздух. Кроме этого, мы знаем, но не придаем этому должного значения, что для полета еще очень важны перья птицы. Когда в середине прошлого века специалисты по орнитологии попробовали к крыльям голубя снизу к перьям приклеить папиросную бумагу, голубь еле взлетел и тут же, опустившись на поверхность, немедленно расклевал бумагу, мешавшую перьям выполнять свою функцию в полете. Функцию, о которой мы пока лишь догадываемся, ибо этот опыт показал, что потоки воздуха, проскальзывающие через щели между перьями, тоже дают добавку и к тяге, и к подъемной силе крыла. Крылья птиц имеют эластично-упругую структуру. Благодаря этому во время взмаха они меняют свой профиль — так, чтобы, с одной стороны, увеличивалась подъемная сила, а с другой стороны, крылья при взмахах сначала аккумулируют силу, а затем отдают ее при следующем взмахе. Перья при взмахах немного закручиваются, так что Жуковский, изучавший особенности полета птиц, назвал их «крылатым пропеллером».
