Беседы о бионике

В самом деле, для того чтобы при помощи эха можно было определять расстояние до предмета, интервалы между импульсами должны превышать то время, в течение которого звук должен долететь до предмета и вернуться обратно. Если они оказываются короче этого времени, то обнаружение предмета становится весьма затруднительным. Вот пример. За 1 мсек (считая от начала импульса) звук успевает "пробежать" 33 см. Это значит, что уже через 1 мсек в приемник начнет поступать сигнал, отразившийся от предмета, который находится на расстоянии 16,5 см от пасти зверька. Если звуковая посылка длится более 1 мсек, то эхо от предметов, расположенных ближе 16 см, будет заглушаться основным, зондирующим импульсом; если же принять во внимание, что на время посылки импульса уши животного "выключаются", то станет ясно, что летучая мышь попросту не сможет "поймать" начало отраженного импульса. А ведь промежуток времени между началом посылки импульса и началом приема отраженного импульса позволяет достоверно определять расстояние до ближайшей "цели". Поэтому для успешного определения положения близких целей импульсы должны иметь минимально возможную длительность (1 мсек), а переключение локатора "на прием" должно осуществляться за время, меньшее длительности импульса (менее 1 мсек).

Таковы условия оптимальной работы и "тактико-технические данные" эхолокатора. Отсюда следует, что летучие мыши не могут определять положение насекомых или препятствий, которые находятся ближе 16 см, и, стало быть, должны или умереть голодной смертью, или разбиться в первом же полете. С ними действительно иногда происходят несчастные случаи, имеющие разные по степени тяжести последствия. Натуралисты знают, например, что если у входа в убежище нетопырей положить камень побольше, то они будут регулярно разбивать об него свои носы. Описаны также столкновения (со смертельными исходами) двух летучих мышей, занятых охотой. Эти наблюдения было трудно объяснить. Ведь всем известно, как летучие мыши охотятся за насекомыми. Гоняясь за своей ускользающей добычей, они маневрируют, проделывая мгновенные повороты и другие акробатические трюки, и в конце концов ловят на лету порхающих в неправильном полете мелких ночных бабочек, летающих жуков, поденок и комаров. Летучие мыши с исправными локаторами всегда сыты и доживают до глубокой старости. А несчастные случаи? Бывают. Но только тогда, когда локатор не работает. Недавно было установлено, что при приземлении летучие мыши почти не пользуются локатором, так как они уверены, что опускаются в нужное место. Потому они натыкаются при возвращении в гнездо на камень у входа, которого не было при их вылете. По той же причине происходят их столкновения в воздухе во время охоты: когда летучая мышь хватает свою жертву, она лишается возможности пользоваться локатором. Если пережевыванием заняты одновременно две летучие мыши, локаторы которых в это время не работают, а скорость полета составляет 4 м/сек, то вполне понятно, что возникает некоторая опасность столкновения.

Ну, а как обстоит дело с определением положения и преследованием целей, расстояние до которых не превышает 16 см? Ведь летучая мышь гонится за насекомым до тех пор, пока ей не удастся его поймать, причем от момента обнаружения и до момента "поражения цели" преследование имеет активный характер: в каждый момент времени летучая мышь знает, где находится жертва и в соответствии с этим изменяет направление своего полета. Значит, локатор летучей мыши оказывается эффективным вплоть до того момента, когда она настигает и хватает добычу.

Работа локатора летучей мыши в режиме обнаружения и сопровождения близких целей до сих пор не вполне ясна. Предполагают, что способность летучей мыши "видеть" то, что делается у нее под носом, связана с частотной модуляцией зондирующих импульсов ее локатора. Каждый импульс начинается с очень высокой частоты, а заканчивается на вдвое меньшей (падает на целую октаву). Нетопыри, например, начинают импульс с частоты около 100 кгц и заканчивают его на частоте 45 кгц. При длительности сигнала в 1 мсек изменение частоты оказывается очень быстрым. За этот короткий промежуток времени звук пробегает диапазон, вдвое превышающий область слышимых человеком частот.