Статьи

Перо птиці і підводний кайт

Науково - популярні статті Прощай торнадо!

(Чому літають птахи)

Ю.Е.Устюгін, Г.П.Устюгіна

Є пристрій, який називається повітряним змієм або кайтом. Воно широко відоме своєю доступністю виготовлення навіть з підручних засобів, з того, що є в кожному будинку: нитки, папір, тонкі пружні лучінкі і ганчіркова стрічка. Ну і, звичайно, необхідна вітряна погода.

Сьогодні цей пристрій використовується, як забава для дітей і як якесь спортивне пристрій для дорослих, развлекающее і тих і інших у вітряну погоду.

Але, чи можна щось подібне застосувати в рідких середовищах?
Тобто, чи можливо якесь підводне пристрій типу підводного кайта?
Подальше зміст статті дає ствердну відповідь.

рис.1

Почнемо здалеку Почнемо здалеку.

Сьогодні мало знайдеться людей, які не літали б на літаках.
Всі знають, що це дуже зручно за кілька годин польоту виявитися в іншому місці земної кулі, розташованому за багато тисяч кілометрів від місця вильоту.

А як літають птахи?

Можна сказати - дуже просто. Змахнула крилами і злетіла (рис.1). А далі вільний політ з запаморочливими віражами.

Під час линьки звичайний міський голуб втрачає своє пір'я. У місті немає необхідності проводити спеціальний їх пошук. Пір'я, що лежать на доріжках і газонах дуже часто під час прогулянки потрапляють в наше поле зору. Вони різної довжини і ширини. На фотографії (рис.2) в порядку зверху вниз наведені екземпляри добірки пір'я міських голуба і ворони, а також сокола. На фотографії (рис.3) приведена добірка пір'я міської ворони, розташованих в порядку, про який піде мова далі.

рис.2

рис.3

3

Що нам повідомляють біологи про крила і пір'ї?

Виявляється (http: //www/krugosvet.ru/articles/01/10001771000177а16.http), кістки пташиного крила в принципі ті ж, що і в людській руці. Плечова кістка, єдина в верхньому відділі кінцівки, в ліктьовому суглобі сочленена з двома кістками передпліччя - променевої та ліктьової. Нижче, тобто в кисті, багато елементів, присутні у людини, у птахів злиті між собою або втрачені, так що залишаються лише дві кісточки зап'ястя, одна велика п'ястково-зап'ястна кістка, або пряжка і 4 фалангових кісточки, що відповідають трьом пальцям.

рис.4

Літальні пір'я, що відходять від кисті, називаються великими (першорядними) маховими крильми першого порядку Літальні пір'я, що відходять від кисті, називаються великими (першорядними) маховими крильми першого порядку. А прикріплені в зоні ліктьової кістки передпліччя - малими (другорядними) маховими пір'ям другого порядку. Це можна бачити на рис.4, взятому зі статті «Політ на межі можливого»
(http://nauka.relis.ru/cgi/nauka.pl?30+0207+30207142+HTML).

Тоді виходить, що на рис.2 наведені махові пера другого порядку, а на рис.3 в порядку проходження зверху вниз - два махових пера першого порядку і три махових пера другого порядку міський ворони.

рис.5

Тепер, давайте подивимося уважно на махове перо голуба (рис Тепер, давайте подивимося уважно на махове перо голуба (рис.5). Маховий перо грає дуже важливу роль для польоту птаха, а махові руху крилами дозволяють здійснювати далекі перельоти на тисячі кілометрів.

Перо має:
ствол 1 або (L), на якому тримається опахало;
2. Опахало асиметрично ділиться стволом на дві частини - зовнішнє 4 і внутрішнє 3.
Зовнішнє опахало завжди трохи вужчий, ніж внутрішнє.
Задамося питанням, а, власне, чому так?

рис.6

Якщо розсікти перо площиною, перпендикулярної стовбура пера в деякій точці в центральній області опахала, то можна отримати перетин пера, яке виглядає так, як показано на рис Якщо розсікти перо площиною, перпендикулярної стовбура пера в деякій точці в центральній області опахала, то можна отримати перетин пера, яке виглядає так, як показано на рис.6.

Стовбур пера (відповідне йому розтин в точці В) є лінією жорсткості пера, а сама точка В на розрізі буде точкою жорсткості пера, тобто при ударі крилом вгору або вниз все перо матиме вісь обертання, закріплену в безлічі точок В, розташованих уздовж крила за певною кривої лінії, яку представляє собою ствол пера.

Виконаємо нескладні вимірювання, які можна здійснити за допомогою простої лінійки. Виміряємо ширину опахало АС = l або (L). При цьому точці Про відповідатиме середина інтервалу АС = L / 2. Будемо цю точку Про називати геометричним центром. Оскільки перо дуже легке і гнучке і майже плоске, то центр додатки аеродинамічних сил, сил реакції середовища, можемо вважати що збігається з геометричним центром.

Якщо визначити відношення U = δ / L, де δ - величина, що дорівнює довжині відрізка ОВ (рис.6) для різних точок на стовбурі в частині, що несе опахало, то виявляється, що ця величина U регулярно приймає значення в інтервалі 0,27- 0,30. Вимірами піддавалися махові пера міського голуба, ворони, орла і чайки. Однак, дивлячись на фотографію (рис.3) бачимо, що пір'я крила мають різне розташування стовбура і опахало. Тому були проведені вимірювання і розрахунки не вибірковим, а суцільним чином значень показника U. Виміру піддавалися махові пера 2 і 1 порядку, а також пір'я хвоста. Всього було шість пір'я - по три на кожну птицю. Опахало ділилося по довжині на чотири рівні частини. За вимірами обчислювалися середні значення m і середні квадратичні відхилення s. Вимірювання заносилися в «Таблицю вимірювань» і виконувалися в трьох точках перетинів пера:
0,25Y; 0,5Y і 0,75Y, де Y - довжина опахала, початок відліку від кінчика пера, протилежної очинить.

Обчислюється величина - U = δ / L, де δ = k-L / 2, а k = BC (рис.6).

За вимірами обчислюються:
- середня арифметична величина m = ΣUi / n,
- середнє квадратичне відхилення s = [Σ (Ui-m) 2 / (n-1)] ½,
- середня квадратична помилка середнього арифметичного s = s / [n] ½

рис.8

Результати представлені на рис Результати представлені на рис.8.

Для перших махових пір'їн ворони показник U приймає значення від 0,4 на кінчику пера, де стовбур максимально наближений до передньої частини пера, до 0,29 в середній частині в області максимальної ширини пера. Наступні махові пера для показника U мають значення від 0,29 до кінцевої половині пера до 0,22 в частині найближчій до очинить. Пір'я, найближчі до тіла птиці, і хвостові пір'їни мають значення, близькі до 0,1. А пір'я хвоста фактично мають симетрично розділене стволом опахало і значення показника U, близьке до нуля.

Але, чи можна щось подібне застосувати в рідких середовищах?
Тобто, чи можливо якесь підводне пристрій типу підводного кайта?
А як літають птахи?
Що нам повідомляють біологи про крила і пір'ї?
Pl?
Задамося питанням, а, власне, чому так?

Новости

Адрес:
пр. Пушкина 16

Телефоны клуба:
056-79-000-37
099-078-90-99
067-689-07-01
093-403-17-02

Режим работы:
ПН – ПТ: 9.00-21.00 СБ: 10.00-17.00

Следите за нами: