Zdjęcie miesiąca

Kanarki - Wortal Jacky & Mark
Marzec 29, 2024, 08:23:03 *
Witamy, Gość. Zaloguj się lub zarejestruj.

Zaloguj się podając nazwę użytkownika, hasło i długość sesji
Aktualności: Tutaj poznasz wszystko o kanarkach i ptakach egzotycznych.
   
  Strona główna Pomoc Linki Zaloguj się Rejestracja  

Nasz serwis używa plików cookies do prawidłowego działania strony. Korzystanie z serwisu bez zmiany ustawień dla plików cookies oznacza, że będą one zapisywane w pamięci urządzenia. Ustawienia te można zmieniać w przeglądarce internetowej. Więcej informacji udostępniamy w naszej Polityce prywatności.

Strony: [1]   Do dołu
  Drukuj  
Autor Wątek: PODSTAWOWE ZASADY LOTU  (Przeczytany 5003 razy)
0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.
aleksanderalien
Gość
« : Marzec 07, 2010, 12:04:56 »

Mechanizm lotu samolotów j ptaków można wyjaśnić na dwóch podstawowych prawach aerodynamiki:prawie ciągłości i Benurliego.

   1. prawo ciągłości: załóżmy, że dwie grupy ludzi A i B (w tej samej liczbie i w tym samym tempie) idą dwoma identycznymi korytarzami (jeśli chodzi o rozmiary tych korytarzy, przepustowość itd i). I nagle grupa A natrafia na dość silne przewężenie. I teraz, żeby dotrzymać kroku grupie B, która ma na swej drodze cały czas tą samą szerokość korytarza bez przewężeń, musi rzecz jasna zwiększyć tempo marszu, bo inaczej zostanie w tyle.
      I oto zasada ciągłości. Tyle, że ludzi dla odmiany zastąpmy strumieniem powietrza. I jeśli ten strumień natrafi na węższy odcinek korytarza którym płynie, to przyspieszy swój bieg, jak grupa A w powyższym przykładzie.
   2. prawo Benurliego: dla jego zobrazowania wykonamy pewne doświadczenie. Dwie np. pocztówki wygięte lekko łukowato, stronami wybrzuszonymi przysuwamy do siebie. W korytarz, który one teraz utworzyły wpuszczamy strumień powietrza. Kiedy powietrze natrafia na wybrzuszone odcinki, to w tak powstałym przewężeniu zgodnie z zasadą ciągłości zaczyna płynąć szybciej. I co się okazuje? Oto dwie pocztówki paradoksalnie wzajemnie „przyciągają się”, choć wydawałoby się, iż zostaną rozepchnięte na boki ! Dzieje się tak, bo wraz z szybszym przepływem powietrza zmniejsza się ciśnienie statyczne między pocztówkami, a ciśnienie na zewnątrz pozostaje takie samo, a więc wyższe. I dlatego widokówki zasysają się.



Przenieśmy ten przykład na profil lotniczego skrzydła, które również jest wybrzuszone z jednej strony - ku górze, a bardziej płaskie na dole. Gdy ten profil wstawimy do tunelu aerodynamicznego, to nad górną zaokrągloną częścią skrzydła strugi powietrza je opływające zwężą się. A wówczas zadziało najpierw prawo ciągłości (przyspieszony przepływ powietrza) i w jego wyniku prawo Benurliego (spadek ciśnienia statycznego nad skrzydłem podczas, gdy pod nim ciśnienie pozostaje bez zmian, czyli jest wyższe). Przy takim układzie: ciśnienie wyższe pod skrzydłem, a niższe nad nim - tworzy się zasysające skrzydło w górę podciśnienie, więc siła nośna. I oto w dużym skrócie tajemnica lotu. A przecież ptasie skrzydła są również wybrzuszone ku górze (patrząc na nie z boku) ….

Cały mechanizm można wyjaśnić nieco prościej, chociaż jeszcze bardziej skrótowo: powietrze opływa profil skrzydła od dołu i górą. Tworzą się więc dwa strumienie i dążą one do tego, żeby spotkać się w centralnym punkcie krawędzi spływu w tym samym czasie. Jednak górny strumień ma dłuższą drogę, bo natrafia na wybrzuszoną część skrzydła. Dlatego przyspiesza i w związku z tym spada ciśnienie statyczne. Powietrze dołem nie ma „tego problemu” i tam ciśnienie pozostaje bez zmian, czyli wyższe niż u góry. No i znów mamy siłę nośną.








Ptak (jak i samolot) do lotu potrzebuje oprócz siły nośnej, jeszcze jednej siły: ciągu. W samolotach wytwarza ją śmigło, którego obrót dookoła własnej osi powoduje okresową zmianę kąta natarcia łopat (pisząc w skrócie).
Ptak musi oczywiście radzić sobie inaczej. Wykonuje zamachy skrzydłami z tyłu i lekko od góry w kierunku do przodu i trochę w dół. Dzięki temu krawędzie spływu (tylne) skrzydła pracują. Przy okazji lotki przekręcają się żaluzjowo: przy opuszczaniu „zamykają”, a w trakcie podnoszenia „otwierają”. Skrzydła działają więc nieco jak zawór. Spójrzmy teraz na ptaka od ogona: gdy opuszcza skrzydła, to ich krawędzie przy lotkach pierwszorzędowych odginają się (wywijają) w górę. I przeciwnie: przy unoszeniu skrzydeł te krawędzie „opadają”. Następuje więc okresowa zmiana kąta natarcia co powoduje powstawanie siły nośnej ! (analogicznie jak w samolocie).
Należy jednak zaznaczyć, że za silę ciągu wytwarzają przede wszystkim lotki pierwszorzędowe (dłoni), a lotki drugorzędowe bardziej odpowiadają za silę nośną mając mniejszą amplitudę ruchu. (J. Piechna 1997)




# PIÓRA

Ptasie pióra są na swój sposób fenomenem przyrody … ale o tym na końcu. Teraz słów kilka o ich budowie. Pochodzą od zrogowaciałej skóry. Trzonem pióra jest dudka i położona nad nią stosina. Przezroczysta dudka posiada rogową pozostałość brodawki pióra zwaną duszą. Z kolei stosina jest wypełniona pęcherzykami powietrza i od spodniej strony ma rowek biegnący przez całą jej długość. Pomiędzy stosiną a dudką znajduje się kołnierzyk pochodzący od naskórka, najlepiej wyczuwalny u świeżo wypierzonych ptaków.
Po obu stronach stosiny rozciągają się chorągiewki: zewnętrzna patrząc od strony skraju skrzydła i wewnętrzna (zwykle szersza) oglądając pióro w kierunku tułowia. Chorągiewki te składają się z większych i widzianych gołym okiem promieni oraz drobnych promyków odchodzących mniej więcej prostopadle do promieni. Promyczki są zakończone haczykami umożliwiającymi szczepienie się z następnymi promykami, a tym samym i promieniami.
Pióra dzielimy na lotki, sterówki, pokrywowe i puchowe. Wśród tych największych i najbardziej charakterystycznych, czyli lotek rozróżniamy: pierwszorzędowe wyrastające z kości dłoni i drugorzędowe osadzone na ramieniu. Niekiedy spotkamy się jeszcze z wydzieloną grupą paru lotek trzeciorzędowych.

# LOTKI

Te największe pióra jak już wspomniałem dzielimy na dwie podstawowe grupy: pierwszorzędowe i drugorzędowe. Lotki pierwszorzędowe charakteryzują się ukośnymi szczytami nadającymi im bardziej opływowy kształt, bo to one jako zewnętrzne w pierwszej kolejności "rozcinają" powietrze. Wśród lotek pierwszorzędowych wyróżniamy też umownie wewnętrzne i najbardziej charakterystyczne zewnętrzne posiadające tzw. emarginacje, czyli zatokowe wcięcia. Sprawiają one, że taką lotkę możemy podzielić na szerszą część dłoniową przy dutce i węższy palec przy stosinie. Zatoka emarginacji może być łągodna (płytka) jak u bocianów, czy głęboka z ostrą ostrogą u min. orła przedniego.
Emarginacja występuje głównie na wewnętrznej chorągiewce, jednak niektóre lotki pierwszorzędowe mają rownież mniejszą emarginację zewnętrzną.
Dzięki takiej budowie pióra, skrajne lotki pierwszorzędowe zewnętrzne są od siebie odzielone i wyglądają jak "rozsunięte palce" co jest szczególnie dobrze widoczne u krążących orłów, sępów czy bocianów. Takie rodzielenie lotek ma jeszcze swoje "lotnicze" uzasadnienie. W czasie krążenia powietrze wpływa między skrajne pierwszorzędowe rozchylone lotki z emarginacjami i naciska na ich wewnętrzne chorągiewki jak na łopaty wiatraka. Tyle, że zamiast obracania się młyńskiego koła wokół osi mamy tu do czynienia z ruchem prostolinijnym i ptak szybuje w ciepłych prądach wznoszących bez poruszania skrzydłami.

Skoro już wspomniałem o krążeniu, to wyjaśnię pobieżnie na czym to polega, co z pewnością wielu z was wie, ale może nie wszyscy. Otóż rozgrzane powietrze tworzy tzw. prądy wznoszące ułożonych mniej więcej kominowo od ziemi do nieba. Te ciepłe kominy graniczą z „zimnymi”, czyli chłodniejszym powietrzem zstępującym czyli spychające ptaka w dół. Kominy ciepłe i zimne są ułożone na przemian. Ciepłe powietrze unosi np. bociana w górę. Nie może on lecieć wówczas zupełnie prostolinijnie, bo wpadłby w zimny komin. Dlatego krąży w ciepłym kominie po spirali tylko trochę przesuwając się do przodu (kominy nie są idealnie prostopadłe). Na razie więc unosi się krążeniem spiralnym w górę. Nabiera wysokości po to, żeby mieć jej zapas. A przyda się to mu w następnym kroku, który podejmie. Ten drugi krok to swobodny lot do przodu. Wówczas bociek ugina skrzydła i świadomie wpada w komin chłodnego powietrza, czyli zstępujący … a prościej spychający go w dół. Tyle, że dzięki zapasowi wysokości leci on również ślizgiem do przodu stopniowo wytracając wysokość. Aż do następnego komina ciepłego, który ponownie wywinduje go w górę. I w ten sposób skacząc od jednego ciepłego komina do drugiego bocian może przebyć wiele kilometrów bez wysiłku, prawie nie poruszając skrzydłami.
Wspomnę jeszcze, że ciepłe prądy wznoszące powstają przede wszystkim nad polanami (łąki, pola itp.), a są gaszone (słabsze) nad wodą, czy lasem. Dlatego ptaki przystosowane do długiego krążenia są nazywane ptakami pól i łąk.




Wracając do tematu: te specyficzne pierwszorzędowe lotki prawdopodobnie spełniają przy okazji jeszcze jedną funkcję. Jeśli dobrze przyjrzymy się szybującemu orłowi czy bocianowi, to zauważymy że ich „palczaste” lotki niekiedy „podwijają się” na wietrze lekko ku górze. Coś podobnego możemy zobaczyć w niektórych samolotach pasażerskich: takie zadarte pionowo „noski” zwane wingletami mają za zadanie rozpraszanie wirów brzegowych powstających na końcach skrzydeł. A skąd biorą się takie zawirowania? Otóż różnica ciśnień pod i nad skrzydłem związana z opływem powietrza w poprzek skrzydła jest niezbędna do powstania siły nośnej. Ale wskutek tego tworzy się również opływ powietrza wzdłuż skrzydła /na dole do jego końca, a górą w kierunku kadłuba samolotu/, a tym samym ciśnienie dąży do wyrównania się na końcach skrzydeł, co łącznie przyczynia się do zaistnienia zjawiska zawirowań brzegowych” w tym miejscu. A to jest zjawisko bardzo niekorzystne z punktu widzenia aerodynamiki lotniczej, znacznie utrudniające lot. Zawirowań brzegowych nie posiada tylko skrzydło doskonałe, czyli nieskończenie długie. Takiego jednak nie mogą mieć samoloty czy ptaki, choć oczywiście możliwie duża rozpiętość skrzydeł wpływa korzystnie na zmniejszenie tych zawirowań.
Dlatego stosuje się tzw. rozpraszacze wirów jak np. wspomniane już winglety. Ich zasada działania w skrócie polega na hamowania niekorzystnego przepływu powietrza wzdłuż skrzydła /stąd jego pionowe ustawienie/, a tym samym niedopuszczaniu do wyrównywania się ciśnienia na końcu skrzydła /winglety doprowadzają do różnicy ciśnień w tym miejscu/. Dzięki temu zawirowania brzegowe zostają znacznie złagodzone, a tym samym tzw. opór indukowany maleje, co znacznie poprawia właściwości lotne.



Na podstawie: Cieślak, Dul. 1999. Atlas piór rzadkich ptaków chronionych. Dział Wydawnictw Instytutu Ochrony Środowiska, s. 13.


Lotki pierwszorzędowe, choć najbardziej charakterystyczne nie są jedyne. Ptaki mają również lotki drugorzędowe o nieco innym kształcie. Nie są ukośnie ścięte na szczycie, jak pierwszorzędówki, lecz zaokrąglone. Lotki drugorzędowe graniczące z pierwszorzędowymi są osobliwie wygięte w łuk, te położone bardziej centralnie nieco mniej, a wyrastające najbliżej tułowia mają stosinę prostą (zwane są też trzeciorzędowymi – z reguły więcej niż 3 pióra).
Ostatnią grupą „sztywnych”, czyli głównych piór są sterówki. Te z kolei mają również wyjątkowe kształty, bo skrajne cechują się znaczną różnicą szerokości chorągiewek zewnętrznych w stosunku do wewnętrznych, przy czym szersze są te wewnętrzne (niekiedy obie chorągiewki różnią się ubarwieniem). Im bliżej środka, to różnice w powierzchni chorągiewek maleją, a centralna jest symetryczna (na niej z kolei może brakować prążkowania charakterystycznego dla pozostałych).
Niektóre ptaki mają specyficzne sterówki, np. głuszec czy cietrzew.

Ale nie samymi lotkami i sterówkami „ptak żyje”. Posiada również nieco delikatniejsze konstrukcyjnie pióra pokrywowe. Promienie tych piór w początkowej części chorągiewki posiadają promyki, którym brakuje haczyków przez co chorągiewka pióra pokrywowego jest luŹniejsza niż np. lotki.
Są one ułożone dachówkowato zachodząc na siebie: największe na dole, średnie w środku i najmniejsze u góry. Pokrywają podstawowe fragmenty lotek od wierzchniej i spodniej strony skrzydła. Podobnie jest ze sterówkami. Poza tym pióra pokrywowe osłaniają tułów ptaka zatrzymując znaczne ilości izolującego od zimna powietrza. Nacierane tłustym łojem z gruczołu kuprowego są wodoodporne, co ma szczególne znaczenie dla ptaków wodnych.
Pióra puchowe są najdelikatniejsze ze wszystkich. Nie mają sztywnej stosiny (jest ona też krótka), a ich promienie nie szczepione haczykami zwisają luŹno przez co są bardzo wiotkie i nie zwiększają powierzchni nośnej. Ich jedyną funkcją jest izolacja cieplna. Puch jest ukryty pod piórami pokrywowymi. U większości ptaków puch nie okrywa równomiernie całego ciała, tylko określone miejsca. Wyjątkiem są przede wszystkim ptaki wodne: nury, wiosłonogie a także zimorodki i drapieżne (szponiaste) – u tej grupy pióra puchowe są rozłożone na całym ciele.

Na kciuku dłoni ptaka jest osadzone malutkie skrzydełko. Właściwie jest to pojedyncze piórko, które ptaki wykorzystują podczas lądowania. W czasie tego manewru zwiększają one tak bardzo kąt natarcia, że na krawędzi spływu skrzydła tworzą się wówczas zawirowania. Tu z pomocą przychodzi rozpostarte skrzydełko dzięki któremu następuje łagodniejszy spływ powietrza za skrzydłem. Dzieje się tak, bo pomiędzy uchylonym skrzydełkiem a piórami skrzydła jest przepuszczana dodatkowa struga powietrza.

Na początku wspomniałem o fenomenie ptasich piór. Można by sobie zadać pytanie dlaczego natura nie wyposażyła ptaki w błonę jaką mają nietoperze? Jaka jest więc przewaga piór nad błoną? WyobraŹmy więc sobie lecącego w powietrzu ptaka i nietoperza, w których skrzydła uderza np. mały kamyk. Błona nietoperza może zostać przebita i tego uszkodzenia nasz latający ssak nie naprawi. Co zaś z ptakiem? Jak wiadomo pióra nie są jednolitym tworem, lecz składają się z szeregu promieni i promyków szczepionych ze sobą za pomocą haczyków. Ich rozerwanie jest z reguły uszkodzeniem krótkotrwałym. Wystarczy klika sprawnych ruchów ptasim dziobem i pióra są naprawione poprzez ponowne „zahaczenie” promyków! łatwo taki eksperyment przeprowadzić na znalezionym w czasie spaceru piórze np. gołębia czy gawrona.
Poza tym piór w skrzydle jest wiele i mogą one względem siebie poruszać się w pewnych zakresach tworząc różne układy płaszczyzn co ma znaczenie w aerodynamice lotu.

# PIERZENIE

Pióra ptaków w przeciwieństwie do włosów, paznokci, pazurów nie rosną stale, lecz do pewnego momentu w którym zostaje odcięty dopływ substancji odżywczych. Wówczas pióra stają się tworem martwym. Poza tym ulegają one zużyciu w trakcie lotu, otarć o gałęzie, walk itd. Dlatego pióra muszą być wymienione na nowe i podlegają procesowi pierzenia. U większości gatunków lotki i sterówki są wymieniane raz do roku stopniowo dzięki czemu ptak nie traci zdolności latania. Często na wiosnę w okresie lęgowym na który głównie przypada pierzenie, możemy zauważyć na niebie „szczerbate” ptaki pozbawione niektórych skrajnie zewnętrznych lotek, tzw. palców. Nierzadko to zjawisko obserwuję u naszego pospolitego myszołowa (wówczas wyraŹnie widać luki między „palcami”).
Niektóre gatunki ptaków jednak w trakcie pierzenia tracą wszystkie lotki i wówczas stają się na okres paru tygodni nielotne. Należą do nich kaczki, gęsi, chruściele czy z dużych gatunków: żuraw. Na ten czas np. krzyżówki chowają się przed drapieżnikami w bujniejszej roślinności wodnej, z tym że wpierw pierzą się samce, a samice ok. miesiąca póŹniej ze względu na wychowanie młodych kaczątek.
Zużyte pióra mają najczęściej ubytki w górnej części, dotyczy to przede wszystkim sterówek (osobiście raz znalazłem sterówkę dorosłego bielika z „obciętym” szczytem). Poza tym są one bardziej wytarte w jasnych fragmentach i mają wyblakłe barwy. Zresztą jasne części piór ścierając się odsłaniają np. u wróbla pod koniec zimy ciemną gardziel. Podobnie jest z młodym orlikiem, którego końcówki ciemniejszych lotek są białawe, czyli uperlone”. Z wiekiem zaś „perełki” ulegają wytarciu odkrywając ciemną barwę.
Pierzenie jest też okazją do zmiany upierzenia juwenalnego u młodego ptaka na szatę ostateczną, bądŹ kolejną przejściową przed uzyskaniem dojrzałości płciowej.
Wiele gatunków ptaków nie pierzy się jednak całkowicie w jednym roku, przez co noszą one pióra dwóch pokoleń.
Ptaki gubią pióra najczęściej przy gniazdach. W bezpośredniej okolicy zniesienia znajdowałem lotki i sterówki myszołowa, lotki jastrzębia i orlika krzykliwego (kolega zaś lotkę bielika - na moich oczach czego nie mogę do dziś „przeżyć”). Z kolei w większej odległości od gniazda trafiłem wspomnianą sterówkę bielika, nieco dalej od komina z budką lęgową lotkę sokoła wędrownego, a zupełnie poza gniazdem na toruńskim lotnisku piękną lotkę kruka z charakterystycznymi znakami „V” na spodniej stronie stosiny.
! - na marginesie wspomnę, że na przebywanie przy gniazdach gatunków mającyh strefy ochronne - np. wspomniany bielik, orlik - trzeba mieć specjalne pozwolenie, które ja posiadam...wiec nie zachęcam do dzikich poszukiwań orlich piór.
Zapisane

Strony: [1]   Do góry
  Drukuj  
 
Skocz do:  

Zdjęcie miesiąca

Działa na MySQL Działa na PHP Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2018, Simple Machines
Kanarki - Wortal Jacky & Mark
Prawidłowy XHTML 1.0! Prawidłowy CSS!