Восхождение на гору Невероятности

Не все птицы машут крыльями, но, вероятно, птичьему парению и планированию предшествовал полет с машущим крылом. Последний довольно сложен и до конца не изучен. Напрашивается мысль, что подъемная сила создается непосредственно при сильных и ритмичных, направленных вниз ударах крыльев о воздух. Отчасти это верно, особенно в момент взлета, но главным образом подъемная сила, как и у самолета, обеспечивается формой крыльев – при достаточной скорости относительно воздуха. Подъемная сила возникает, когда ветер обдувает крылья, которые имеют специфический изгиб или наклонены под нужным углом, – либо, что то же самое, когда птица, неважно, по какой причине, движется вперед относительно воздуха. Взмахи крыльев в основном связаны с созданием необходимой положительной тяги (тяги для движения вперед). Суть в том, что крылья не просто так машут вверх-вниз – это залог их эффективности. Птица искусно производит вращательные движения от плеча при одновременной слаженной работе всех суставов и вдобавок получает дополнительный выигрыш просто за счет изгиба перьев. В результате всех этих вращений, сгибаний и согласованных действий энергия машущих крыльев трансформируется в положительную тягу примерно так же, как это происходит, когда кит бьет хвостом. Крылья создают подъемную силу благодаря поступательному движению в воздухе подобно крыльям самолета, хотя у самолета они неподвижны и потому устроены проще. Чем выше скорость, тем больше подъемная сила – вот почему “Боинг-747” держит высоту, несмотря на свой исполинский вес.

Крупным птицам махать крыльями намного тяжелее: против них работают законы физики. Если птица пропорционально увеличится в размерах, сохранив форму, ее вес вырастет в кубе относительно прироста длины тела, а площадь крыльев по отношению к увеличению их длины – лишь в квадрате. Чтобы не рухнуть вниз, крупная птица должна сама увеличиться непропорционально увеличению крыла и/или непропорционально увеличить скорость полета. Если допустить, что птица будет все расти и расти, рано или поздно наступит момент, когда, не имея в своем распоряжении реактивного или поршневого двигателя, она не сможет удержаться в воздухе, потому что ей попросту не хватит сил. В диапазоне птичьих размеров эта критическая точка находится где‐то чуть ниже крупных грифов и альбатросов. Как мы уже видели, некоторые крупные птицы опускают крылья, прекращая борьбу, и прекрасно живут себе на земле – и даже достигают еще больших размеров, как, например, страусы и эму. Но грифы, кондоры, орлы и альбатросы не отстранены от полетов. Почему?

Они умеют использовать внешние источники энергии. Если бы не жар солнечных лучей и не притяжение Луны, вызывающее приливы и отливы, в воздухе и на море царило бы вечное спокойствие. Внешняя энергия порождает океанские течения, гонит ветра, вздымает пылевые вихри, сотрясает атмосферу мощными толчками, способными сровнять здания с землей и изменить наезженные торговые пути; а кроме того, формирует восходящие тепловые потоки, и если воспользоваться ими с умом, можно подняться вместе с ними к облакам. Грифы, орлы и альбатросы владеют этой техникой в совершенстве. Наверное, только эти представители животного мира могут потягаться с нами в умении управлять энергией атмосферных явлений. Знания о парящих птицах я большей частью черпаю из публикаций доктора Колина Пенникука из Бристольского университета. Сам пилот-планерист, он хорошо понимает, как это делают птицы, а иногда и летает рядом с ними, чтобы изучить их повадки в естественных условиях.

Орлы и грифы извлекают пользу из восходящих воздушных потоков точно так же, как это делают пилоты на планерах. Восходящий воздушный поток представляет собой столб теплого воздуха, поднимающегося, по‐видимому, там, где почва получила влаги больше, чем солнечного тепла. Пилоты безмоторных самолетов, для которых это насущная необходимость, так навострились распознавать восходящие тепловые потоки, что замечают их издалека. На них указывают вроде бы незначительные приметы – характерная форма кучевых облаков над теплым столбом воздуха, особенности ландшафта у его основания. Чтобы совершить длительный авиаперелет на планере, можно прибегнуть к проверенному методу – подняться винтом к верхушке восходящего потока (километра на полтора), а затем парить по прямой вниз в нужном направлении. Спуск будет достаточно плавным и постепенным – гриф обычно теряет около метра высоты на каждые десять метров продвижения вперед. Прежде чем ему понадобится вновь набрать высоту на следующем тепловом потоке, он успеет пролететь больше 15 км.