Почему птицы летают клином

Ученые нашли физическое объяснение.

Исследователи из Брауновского университета построили модель полёта ибисов в V-образном строю. Оказалось, что птица позади вожака тратит на 11% меньше энергии, а размах крыльев сокращается почти на треть. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Учёные рассчитали силы, которые действуют на северного лысого ибиса, когда он летит за вожаком чуть сбоку. Это классическая позиция внутри клина. Модель показала, что в таком положении птица тратит на 11% меньше механической энергии.

Главная причина экономии — размах крыльев. У птицы, которая летит следом, он падает примерно до 70% от того, что нужен при одиночном полёте.

Разгадка в вихрях, которые срываются с кончиков крыльев. Позади летящей птицы воздух уходит вниз, а сбоку поднимается вверх. Именно эта боковая зона восходящего потока и помогает тому, кто держится следом. Оставалось понять, что именно она даёт: лишнюю подъёмную силу или лишнюю тягу.

Авторы работы разбили полёт на последовательность мгновенных кадров. Вожак машет крыльями, его воздушный след колеблется. Модель фиксирует положение следа и крыльев ведомой птицы в каждый момент и считает действующие силы.

Выяснилось, что след вожака снижает потребность ведомой птицы в тяге. Она может махать крыльями не так сильно и за счёт этого бережёт энергию. Все выводы модели согласуются с тем, что учёные видят в экспериментах, но впервые объясняют сам механизм.

Авторы считают, что подход пригодится не только для изучения птиц. Те же принципы можно использовать при создании роёв дронов для сельского хозяйства или тушения пожаров. В перспективе модель планируют расширить и добавить в неё социальное поведение стаи.