Как многочисленные представители животного мира научились летать? Предположений много, конкретных ответов практически нет. Более того, расчеты физических возможностей животных к полету совершенно не стыкуются с новейшими биологическими данными и палеонтологическими находками. Полет насекомых для современных ученых, вообще, пока еще полностью неразрешимая загадка.
Современное развитие авиации позволило понять многие закономерности полета. Будем считать, что законы полетов или аэродинамики общие, как у самолетов и планеров, так и у многих летающих животных.
Что известно сегодня о полете вообще? Моторный полет самолетов похож, в чем-то, на машущий полет птиц и машущий полет летающих млекопитающих. Но с достаточно сильной двигательной установкой летает все, что угодно. Поэтому рассмотрим безмоторный полет, планирование.
Планирование характеризируется такими величинами как качество, это дальность максимального полета деленная на потерю высоты. Пример: Планер пролетев 25 метров потерял один метр высоты. 25 делим на один, получаем качество равное 25. Это очень большая величина, присущая отличным и дорогим планерам, для примера у первых дельтапланов качество равнялось аж 4, а у современных доходит до 17. Как шутили спортсмены:-,,Качество у первых дельтапланов было как у падающего шифоньера с балкона четвертого этажа.'' Естественно чем больше качество, тем дальше улетит безмоторный планер или птица в без машущем полете.
Воздушная среда сама по себе довольно подвижная. Дуют ветры, над нагретой поверхностью земли возникают восходящие потоки и т.п. Если птица (планер) может длительное время летать в таких восходящих потоках или используя силу ветра, то такой вариант планирования называется парением.
Многие видели и такой вариант полета, когда птица сорвавшись со скалы (дерева) сначала довольно круто планирует к земле, а потом длительное время летит невысоко над землей, на неподвижных крыльях. Кстати, то же можно наблюдать у перелетающих через реки (озера) ворон. Они, подлетая к воде, спускаются к самой поверхности воды и почти задевая крыльями воду летят до другого берега. Вблизи ровной поверхности земли или воды под крылом у птицы (и планера) возникает экранный эффект, дополнительное уплотнение воздуха, повышающее подъемную силу и поддерживающее более длительный полет. Вороны используют этот эффект для экономии сил в полете над ровной поверхностью воды (льда) и как только вылетают на неровный берег, так сразу начинают набирать высоту.
Экранный эффект хорошо изучен и ярко проявляется на высоте равной примерно половине ширины крыла (от передней кромки крыла до задней) и ниже. Следовательно чтобы экранный эффект появился как можно выше, крыло должно быть тоже как можно шире, а вот чтоб планировать с большим качеством, то есть дальше, крыло должно быть с большим относительным удлинением (длину крыла делят на его ширину). Еще одна немаловажная размерность, удельная нагрузка на крыло (вес летательного аппарата или птицы на общую опорную поверхность или площадь крыльев). Скорость полета также важна. Чем выше скорость, те больше подъемная сила крыльев. Есть и много других обязательных условий для полета, но пока их опустим.
Если скажем надо спланировать как можно дальше над ровной поверхностью воды, то нужно крыло как можно шире и одновременно длиннее.
В логических рассуждениях главное не перепутать местами причину и следствие. К примеру в книгах авторитетов от биологии сказано, что ,,Птицы без сомнения произошли от мелких, древесных динозавров, прыгающих с дерева на дерево.'' Проще говоря, динозавры сначала прыгали на дальность и поэтому у них выросли в итоге крылья. А может быть наоборот. Сначала у этих динозавров выросли зачатки крыльев, неизвестно по каким причинам и только потом динозавры воспользовались этими зачатками для удлинения полета в прыжке? Казалось бы какая разница, одно другому не мешает. Нет мешает, выяснить истину.
Есть белки летяги и шерстокрылы, будут ли они в далеком будущем летающими животными? А зачем? Планирование этих животных происходит в основном в густом переплетении ветвей и над травой около земли. Значит этим животным нужна большая ширина крыла, при малом удлинении. Так оно и есть. У этих животных широкая перепонка (шкуры) между передними и задними лапами и пушистый хвост. Большее удлинение (крыльев) будет задевать за сучки и ветки. Имеющегося летательного вооружения вполне достаточно для планирования с дерева на дерево и не мешает зверькам лазать по деревьям, что подтверждается палеонтологическими находками, такие планирующие животные известны более 65 миллионов лет и в дальнейшем, настоящие крылья они так и не приобрели. Если бы птицы повторили эволюцию летяг, или последовали бы совету авторитетов от биологии, то тоже бы не стали летунами. Значит, птицы учились летать не так. А как?
Можно ли считать современных птиц обладателями настоящих крыльев? Если рассуждать логически, то крылья были сначала предназначены для каких-то других целей и лишь только достигнув соответствующей величины, оказались пригодными для полетов. Давайте подрежем крылья у курицы. А она и с не подрезанными крыльями летала не очень, а с подрезанными никакого дискомфорта то же не чувствует. Основной способ передвижения у кур бег и курица с подрезанными крыльями по прежнему бегает также шустро как и бегала. Следовательно крылья курице были изначально нужны для стабилизации во время бега. Можно найти птиц, для которых подрезанные крылья будут также эффективны, как и не подрезанные уже в подводном плавании. Значит, этим птицам крылья изначально были нужны для подводного плавания. Если рассмотрим крылья любых птиц без перьев, то увидим хорошо развитые плавники или хорошо развитые приспособления для плавания. Не значит ли это, что крылья (передние конечности) у всех птиц изначально были приспособлены именно для плавания. Кстати полет и плавание в толще воды или воздуха очень похожи и имеют общие закономерности. Только вода в восемьсот раз плотнее и следовательно для полета (передвижения) в воде крылья могут быть намного меньше по размеру. Но для того чтоб двигать и махать этими крылышками нужно развитие одних и тех же мышц, а заодно и связанного с этими мышцами костями скелета. Грудной киль следовательно у будущих летунов развивался в воде. Еще до крыльев, а не после того как у летунов вдруг ни с того, ни с сего выросли крылья. Присмотревшись к водным обитателям, можно заметить два основных принципа движения. Передвижение с помощью задних конечностей или хвоста: рыбы, киты, тюлени. Либо с помощью передних конечностей как (или) крыльями: птицы, черепахи, скаты. Конечности не участвующие в роли движителя, используются как рули управления Но это, так сказать, классический пример. Многие животные используют все свои конечности и как движители, и как рули управления одновременно, как правило это животные еще не успевшие в своем эволюционном развитии специализировать свои конечности для конкретных условий жизни до конца.
Вернемся к классическим примерам. Вспомним летающих динозавров. Можно предположить, что изначально крылья у них по удлинению были такие же как у шерстокрылов. Но планировали динозаврики предположим над водой, прыгая со скал. Тогда эволюционное удлинение крыльев в дальнейшем динозаврикам не помешало бы. Смогут дальше пролететь и следовательно будут иметь больше шансов увидеть и ухватить рыбку в воде. Опять же кожистые крылья помогут этим динозаврикам приплыть обратно к скале, откуда начали полет. Киль на скелете уже есть, помогает махать крылышками в воде. Объяснимо тогда и почему у этих летающих динозавров не пропали пальчики на крыльях. На скалу-то надо как-то снова взобраться. Когда нет ограничений, крылышки удлинялись и удлинились настолько, что позволили динозаврикам летать туда и обратно уже без приводнения. В итоге динозаврики из водоплавающих превратились в летунов и парителей.
С птицами немного сложней. Вероятно, Вы помните, что одни птицы ходят и бегают как человек, другие прыгают как воробей. Если развитие крыльев у бегунов вполне логично, чем больше крылья, тем ровнее и быстрее бег и дальше планирование и так вплоть до настоящего полета.
Стоп чего-то пропустили. Если есть возможность быстро убегать, то вероятно одновременно появляется возможность и быстро догонять. Значит вполне возможно есть или были птички остановившиеся на какой -то стадии в своем развитии полетам. Так оно и есть можно вспомнить современных страусов и вымерших хищных птиц гигантского роста. Выросли в гигантов, а летать не научились, а зачем им летать, они и без полета кого хочешь догонят. Хорошо, что появились впоследствии современные млекопитающие хищники, полностью уничтожившие этот бегающий кошмар.
А как стали летать те птицы, что прыгают как воробьи?
-А мы, что уже на все вопросы ответили и только этот остался?
Кстати если следовать и дальше логическим рассуждениям, то люди, вернее человекообразные, если бы вдруг не освоили (бы)свою техническую цивилизацию, то вполне возможно (бы) стали летающими животными (или крылатым Человеком?). Для этого имеются и сегодня все предпосылки, но это уже другая история.