Две теории биологической эволюции. Гродницкий Д.Л. - 116 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

быстрое вращение крыльев вокруг их продольной оси — пронацию и супи
нацию (Nachtigall, 1979). Однако этот способ пригоден скорее для насеко
мых, обладающих высокой частотой взмахов, чем для птиц.
Пассивные средства управления пограничным слоем связаны прежде
всего с его турбулизацией. В турбулентном течении скорости обтекания
крыла распределены не плавно, а претерпевают нерегулярные высокочастот
ные пульсации в каждой точке околокрылового пространства. Турбулентный
погранслой подвержен отрыву в гораздо меньшей степени (Кокшайский,
1974). Следовательно, можно ожидать, что животные обладают средствами
турбулизации пограничного слоя (одним из таких приспособлений может быть
повышенная шероховатость поверхности крыльев). Вместе с тем, турбулиза
ция погранслоя увеличивает сопротивление трения, испытываемое крыльями,
и судя по всему, не используется летающими существами (обзор функцио
нальных интерпретаций поверхностной шероховатости крыльев насекомых
см. в: Grodnitsky, 1999; те же соображения во многом приложимы и к птицам).
Мыслимых способов предотвращения отрыва пограничного слоя остает
ся не так много (Кокшайский, 1988а, 1988б). При машущем полете скорость
движения крыла увеличивается от основания к вершине. Как следует из про
стого соотношения векторов, в том же направлении возрастает угол атаки
(рис. 13 Г). По этой причине развитие отрывного обтекания начинается с вер
шины крыла. Следовательно, именно эту часть крыла необходимо предохра
нить от отрыва. Предотвращение отрыва в вершинной области достигается
у разных видов с помощью вырезок в опахалах маховых перьев. Вырезки об
разуют щели, функционирующие как щелевые устройства крыльев самоле
тов: они способствуют ускорению течения в пограничном слое и позволяют
летать с углами атаки, которые в отсутствие щелей являются закритическими.
Есть еще два пути к снижению опасности отрыва: 1) увеличение площа
ди крыльев с частичным отказом от взмахов и переходом к парящему полету;
2) уменьшение используемых углов атаки и укорочение крыльев, связанные
с возрастанием частоты взмахов и скорости полета. Н. В. Кокшайский рас
смотрел распределение трех перечисленных способов в пределах отряда аис
тообразных. Характерно, что щелевые устройства используются в основном
цаплями, парящий полет — аистами, а высокочастотный — ибисами, причем
выбор способа предотвращения отрыва пограничного слоя прямо связан с ти
пичными чертами образа жизни. Например, цаплям свойственно осматривать
наземные участки во время полета на сравнительно небольшой высоте.
По этой причине для цапель не пригоден ни быстрый, ни парящий (хуже уп
равляемый) полет, и щели между маховыми перьями остаются практически
единственным доступным для них средством улучшения функциональных па
раметров крыльев.
Примеры преобразований языка саламандр, полета насекомых и крыль
ев птиц хороши тем, что основаны на понятных физических механизмах, опре
деляющих функционирование этих морфологических аппаратов. Последнее
Глава 9. ТЕОРЕТИчЕСКАЯ МОРФОЛОГИЯ 117

Страницы