Сколько взмахов колибри. Уникальные способности колибри: как самые маленькие птицы стали мастерами воздушной акробатики

Как колибри удается зависать в воздухе подобно вертолету. Почему их полет отличается от других птиц. Какие анатомические особенности позволяют колибри совершать невероятные маневры.

Удивительные летные способности колибри

Колибри поражают воображение своими уникальными летными способностями. Эти крошечные пернатые способны на то, что недоступно другим птицам:

• Зависание в воздухе на одном месте подобно вертолету
• Полет назад и вбок
• Мгновенная смена направления движения
• Выполнение сложных воздушных маневров и фигур высшего пилотажа

Как же колибри удается достичь такого мастерства в воздухе? Давайте разберемся в особенностях их анатомии и механике полета, которые делают возможными эти удивительные способности.

Анатомические особенности колибри

Уникальные летные качества колибри во многом обусловлены особенностями их строения:

• Очень легкий скелет с полыми костями
• Сросшиеся позвонки и тазовые кости для большей прочности
• Мощные грудные мышцы, составляющие до 30% массы тела
• Крылья, способные вращаться в плечевом суставе на 180 градусов
• Увеличенное сердце для эффективного кровоснабжения мышц

Такое строение тела позволяет колибри развивать невероятную для их размеров мощность при взмахах крыльями.

Уникальная механика полета колибри

Главное отличие полета колибри от других птиц заключается в механике движения крыльев:

• Большинство птиц машут крыльями вверх-вниз
• Колибри двигают крыльями вперед-назад по траектории в форме восьмерки
• Это создает подъемную силу как при движении вперед, так и назад
• Позволяет зависать на месте и менять направление полета мгновенно

Такая техника полета гораздо больше напоминает полет насекомых, чем других птиц. Она дает колибри непревзойденную маневренность в воздухе.

Рекордная частота взмахов крыльев

Еще одна уникальная особенность колибри — невероятная частота взмахов крыльями:

• От 12 до 80 взмахов в секунду у разных видов
• До 200 взмахов в секунду при пикировании
• У мелких видов частота выше, чем у крупных
• Для сравнения, другие птицы делают 2-5 взмахов в секунду

Такая частота взмахов позволяет колибри развивать огромную подъемную силу, несмотря на крошечные размеры.

Рекордные скорости полета

Благодаря уникальной технике полета колибри способны развивать впечатляющие скорости:

• До 95 км/ч при пикировании во время брачных игр
• 30-60 км/ч при горизонтальном полете
• Мгновенное ускорение и торможение

По соотношению скорости к размеру тела колибри превосходят даже реактивные истребители!

Как колибри удается зависать в воздухе?

Способность колибри зависать неподвижно в воздухе подобно вертолету обусловлена несколькими факторами:

• Вращение крыльев в плечевом суставе на 180 градусов
• Движение крыльев по траектории в форме восьмерки
• Создание подъемной силы при движении крыла как вперед, так и назад
• Высокая частота взмахов для создания постоянной подъемной силы
• Наклон тела для изменения плоскости движения крыльев

Это позволяет колибри удерживать стабильное положение в воздухе с ювелирной точностью.

Энергозатратность полета колибри

Уникальные летные способности колибри требуют огромных затрат энергии:

• Частота сердцебиения до 1200 ударов в минуту в полете
• Частота дыхания до 250 вдохов в минуту
• Потребление до 2 раз больше пищи, чем собственный вес, в день
• Необходимость в пище с высоким содержанием сахара (нектар)

Такой высокий метаболизм позволяет поддерживать невероятную интенсивность полета.

Эволюционные преимущества уникального полета

Развитие столь необычных летных способностей дало колибри ряд преимуществ:

• Возможность питаться нектаром из цветов, зависая перед ними
• Способность маневрировать в густых зарослях
• Защита от хищников за счет невероятной маневренности
• Использование сложных воздушных трюков в брачных ритуалах

Это позволило колибри занять уникальную экологическую нишу и широко распространиться по Америке.

Изучение полета колибри

Уникальные способности колибри привлекают внимание ученых:

• Используются высокоскоростные камеры для анализа движений крыльев
• Применяются аэродинамические трубы для изучения воздушных потоков
• Ведется компьютерное моделирование механики полета
• Результаты исследований применяются в робототехнике и авиации

Изучение полета колибри помогает лучше понять аэродинамику и создавать более совершенные летательные аппараты.

Интересные факты о полете колибри

Несколько любопытных фактов о летных способностях этих удивительных птиц:

• Колибри могут летать вверх ногами на короткие расстояния
• Некоторые виды совершают перелеты через Мексиканский залив без остановки
• При зависании колибри расходуют больше энергии, чем при движении вперед
• Во сне колибри снижают частоту сердцебиения до 50 ударов в минуту для экономии энергии

Эти факты еще раз подчеркивают уникальность летных качеств колибри среди птиц.

Заключение

Колибри по праву считаются одними из самых удивительных летунов в мире природы. Сочетание анатомических особенностей и уникальной техники полета позволило этим крошечным птицам достичь невероятного мастерства воздушной акробатики. Изучение их способностей не только расширяет наши знания о природе, но и помогает в развитии авиационных технологий.

вертолёт | Наука и жизнь

Колибри — держатели многих рекордов: самые маленькие и самые быстрые птицы, одни из самых мелких позвоночных с самым активным обменом веществ. В наше время это исключительно американские птицы и за пределами континента не встречаются, хотя ископаемые останки колибри возрастом 30—40 миллионов лет были найдены не так давно в Германии.

Почти полностью перелинявший самец колибри Анны сосёт нектар из цветка кливии.

Самка колибри Анны кормится на цветке мандевиллы.

Линяющий самец колибри Анны слизывает сироп, сочащийся из кормушки.

Линяющий самец колибри Анны отдыхает в кусте камелии в полуденную жару.

Самка охристого колибри подкрепляется на цветках бархатного шалфея.

‹

›

Открыть в полном размере

Ближайшими родственниками колибри считаются стрижи. Как и у стрижей, у них очень длинные крылья и короткие лапки, не позволяющие ходить по земле. Разные исследователи то объединяют колибри и стрижей в один отряд, то выделяют их в самостоятельные отряды. По оценкам орнитологов, колибри около 325—340 видов.

Многие уверены, что колибри — тропические птицы, но это не совсем так. Действительно, наибольшее их разнообразие отмечено в тропических частях обеих Америк. Так, в Колумбии обитает более 160 видов колибри, в небольшом Эквадоре — 130. Однако некоторые виды доходят на севере до Аляски, а на юге — до Огненной Земли; в США их около 25 видов, по 10 видов живёт в Канаде и Чили.

Обитатели Канады и США на зиму улетают в Мексику и Центральную Америку, а есть виды, которые из южных частей Южной Америки на зиму перемещаются севернее, в тропики. Да ведь и в тропиках не везде тепло; в Андах, где некоторые виды заходят на высоту 5200 м, по ночам и заморозки бывают! Горные виды в тропиках зимой тоже мигрируют, только всего лишь вниз по склону, в долины.

Всех колибри скопом принято считать самыми маленькими птицами. Да, это верно, но не совсем. Действительно среди них есть самый маленький вид пернатых — колибри-пчёлка, который водится на Кубе. Длина его тела 5—6 см, а вес — 1,6—2 г. Однако есть и исполинский колибри. Размером он со скворца, но изящнее, длина тела достигает 19—20 см, размах крыльев — 21,5 см, а вес — 20—24 г. Для колибри это действительно великан.

Колибри — самые быстрые создания среди позвоночных. Пикируя во время тока, самец колибри Анны развивает скорость 27 м/с, то есть за секунду пролетает 385 длин своего тела, что в два раза больше, чем скорость пикирующего сапсана. Самолёт-истребитель, например МиГ-25, за секунду пролетает только 40 своих длин. При выходе из пике колибри испытывает перегрузку 10 g.

Колибри — уникумы среди птиц и по частоте взмахов крыльев. В полёте мелкие виды колибри делают до 80—100 взмахов в секунду, крупные — всего лишь 8—10 взмахов, как и другие птицы сходного размера. Для сравнения: ворона делает в секунду 5 взмахов крыльями, а пчела — 250. Звук, издаваемый птицами в полёте, похож на тихое гудение, примерно такое же, как у бражника — бабочки средней полосы России, которая тоже зависает у цветка, когда кормится (см. «Наука и жизнь» № 11, 2009 г.). Именно из-за этой особенности англичане называют их hummingbirds, что можно перевести как жужжащие птицы. Во время полёта колибри способны зависать на одном месте, а также летать хвостом вперёд. Зависание необходимо, чтобы пить нектар из цветов. Ведь не на каждый цветок можно сесть, даже если ты весишь всего 2 г. Зависание стало возможным благодаря «конструктивным особенностям» птиц. На мышцы, обеспечивающие полёт, приходится 25—30% всей массы тела, а крылья крепятся к телу только посредством плечевого сустава, что позволяет крылу поворачиваться вокруг своей продольной оси почти на 180о. В результате крылья колибри могут генерировать подъёмную силу как при движении крыла вниз, так и при его поднимании. Исследования полёта колибри Анны в аэродинамической трубе показали, что 75% подъёмной силы птицы получают при опускании крыла и 25% при его подъёме. Эффективность колибри при зависании на 20% больше, чем у вертолётов.

У колибри во время полёта самый высокий уровень метаболизма среди животных, исключая насекомых, что связано с необходимостью быстрого биения крыльев при зависании. Частота сердцебиения в полёте может достигать 1260 ударов в минуту, а частота дыхания даже в состоянии покоя — 250 вдохов и выдохов в минуту.

• 1
• 2
• 3
• Следующая страница

10 удивительных фактов из жизни колибри

Сапфировая вспышка, трепет крыльев — и крошечное существо исчезает, как мимолетное видение. Мгновение — и оно появляется снова. Эта малютка размером с большой палец — действительно настоящая птица. Ее крылья с едва слышным жужжанием совершают восемьдесят взмахов в секунду. Хвостовые перья, подобно веслам, загребают воздух, помогая птице перемещаться сразу в трех измерениях. Заглянув в воронку ярко-оранжевого цветка, она высовывает из клюва-иголочки тоненький, похожий на ниточку язычок. Перья переливаются, отражая солнечные лучи. Даже ученые, говоря о них, используют эпитеты «прекрасный», «поразительный» и «экзотичный».

От них невозможно оторвать взгляд — яркие, блестящие, переливающиеся всеми цветами радуги. Эти птицы настолько восхитительны, что их невозможно описать сухим научным языком.

— всего в мире насчитывается около 330 видов колибри. Эти хрупкие на вид существа — самые выносливые в животном мире. Они встречаются в очень разном, нередко даже суровом климате от Аляски до Аргентины, от пустынь штата Аризона до побережья Новой Шотландии, от бразильской сельвы до снеговой линии Анд, однако живут эти птицы живут только в Новом Свете;

— вес колибри равен 1,6 г, а длина — 5,7 см, при этом половину длины тельца составляют хвост и клюв. Длина тела гигантского колибри – около 20 см. Максимальная продолжительность жизни колибри составляет 9 лет;

— из анатомических признаков следует упомянуть чрезвычайное развитие сердца: оно по объему почти втрое больше желудка и занимает половину полости тела. Это связано с большой подвижностью птиц и быстрым обменом веществ. Добавим, что красных кровяных шариков у колибри больше, чем у других птиц;

— частота сокращений сердца у колибри чрезвычайно высока – 500 ударов в минуту. И это в состоянии покоя! У некоторых видов она доходит до 1000 в минуту. За всю свою жизнь оно сокращается 4,5 миллиарда раз — почти вдвое больше, чем сердце человека в течение семидесяти лет жизни;

— колибри очень много едят: за сутки употребляют примерно в 2 раза больше, чем весят сами. Только таким образом они могут поддерживать усиленный обмен веществ и постоянную температуру тела. Питаются они нектаром цветов и насекомыми;

— полет колибри чрезвычайно быстрый (до 80 км/ч), они делают до 80-100 взмахов в секунду. Движение крыльев так быстро, что очертания их совершению сливаются; очень часто они неподвижно держатся перед цветами благодаря быстрым взмахам крыльев;

— Кристофер Кларк из Калифорнийского университета в Беркли при помощи камер, способных делать сверхбыстрые последовательности кадров, запечатлел моменты вхождения колибри в пике. В результате Кларк вычислил: колибри достигали скорости почти в 400 своих корпусов в секунду. Сопоставив длину тела колибри с его скоростью, Кристофер Кларк заявил, что их отношение «больше, чем у истребителя при включенном форсаже, и больше, чем у космического челнока в момент вхождения в земную атмосферу». На последней стадии пике, когда колибри раскрывают крылья, они демонстрируют такое мгновенное торможение, какое недоступно ни одному другому живому организму, осуществляющему воздушные маневры;

— пар колибри не образуют. Все гнездовые дела у них, начиная от сооружения гнезда и кончая воспитанием птенцов, падают исключительно на долю самки. Кладка почти во всех случаях состоит из 2 яиц, очень редко бывает только 1 яйцо;

— в июне 1976 г. охристый колибри залетел на остров Ратманова в Беринговом проливе. Это первая находка колибри на территории России;

— кроме того, «Колибри» — это и музыкальная группа, и российское издательство, основанное в 2004 году, и пистолет системы Пипера, и любительская операционная система (KolibriOS), и семейство гибридных аэростатов, разработаных в ОСКБЭС МАИ, а также и туристическая разборная каркасная байдарка.

ЗЫ: Продолжение следует, следите за событиями!

Метки: colibri comstar, wimax, КОМСТАР, колибри, нетбук

Руководство по полету колибри

Каждый орнитолог, который наблюдает за колибри, восхищается их удивительными способностями к высшему пилотажу, но как летают колибри? Эти крошечные птицы обладают уникальными механизмами полета, которые придают им совершенно другой стиль полета, чем у других птиц. Понимание того, что полет может помочь всем любителям птиц лучше оценить чудо, которым является летающий колибри.

Чем отличается полет колибри

Хотя есть несколько нелетающих птиц, большинство птиц умеют летать. Многие птицы имеют особые формы крыльев и физические приспособления, которые делают их лучшими летунами, будь то широкие крылья парящего стервятника, заостренные крылья проворного сокола или округлые крылья бесшумно охотящейся совы.

Колибри, однако, обладают гораздо более уникальными способностями к полету, чем любая другая птица, поскольку они могут летать не только вперед, но и назад, вбок и прямо вверх. Они также могут долго парить, намного дольше, чем краткосрочные парящие птицы, такие как скопы, пустельги, зимородки и некоторые другие виды. Колибри могут даже выполнять фигуры высшего пилотажа, такие как сальто назад, когда они носятся среди цветов в поисках нектара и насекомых.

Уникальность полета колибри десятилетиями очаровывала орнитологов. Сегодня использование высокоскоростной видеосъемки и передовых методов анализа воздушных потоков вокруг крыльев колибри позволило ученым лучше понять, как летают колибри.

Физиология колибри

Уникальная физическая адаптация колибри является ключевым фактором, объясняющим, почему они летают так не так, как другие птицы. Мало того, что их небольшой размер обеспечивает лучшую маневренность в воздухе, у них также есть много других физиологических приспособлений, которые делают их превосходными летчиками.

• Полые кости, сросшиеся позвонки и сросшиеся тазовые кости позволяют птице получать больше кислорода и избавляются от лишних мышц и связок. Это делает его легче, не жертвуя поддержкой, которая защищает внутренние органы.
• Пропорционально большие грудные (грудные) мышцы отвечают за движение крыльев. На грудные мышцы колибри приходится более 25 процентов массы тела, что выше, чем у любого другого вида птиц.
• Минимальные ножки снижают аэродинамическое сопротивление в полете и уменьшают вес. Ноги колибри не могут ходить, они могут только садиться или слегка двигаться вбок.
• Более длинные и прочные кости в «пальцевой» части крыла сохраняют устойчивость крыла при каждом взмахе и позволяют точнее управлять направлением полета.
• Увеличенное сердце для более эффективного перекачивания крови поддерживает более быстрые взмахи крыльев и более эффективное распределение кислорода в мышцах.

Механика полета колибри

Одних только физических приспособлений недостаточно, чтобы наделить колибри такими уникальными способностями к полету. Большинство птиц летают взмахами вверх и вниз, создавая всю свою подъемную силу и силу при каждом взмахе крыла вниз. Колибри, однако, взмахивают крыльями вперед и назад, поворачиваясь на 180 градусов в плече, чтобы повернуть крыло. Этот рисунок, когда кончик крыла очерчивает в воздухе горизонтальную восьмерку с каждым взмахом крыла, создает подъемную силу как при движении вперед, так и назад, удерживая птицу в воздухе и позволяя ей парить.

Небольшой поворот может изменить угол крыла и повлиять на направление полета, позволяя колибри мгновенно менять направление, независимо от того, в какую сторону взмахивает крыло. Этот тип управления полетом более тесно связан с насекомыми, такими как стрекозы, чем с птицами, и является уникальной адаптацией, которую колибри использует для эффективного полета.

Орнитологи, возможно, расшифровали грубую механику полета колибри, но требуется гораздо больше исследований, чтобы полностью понять уникальные способности этих птиц. Новые методы исследования, включающие ультрафиолетовый свет, аэродинамические трубы и другие технологии, постоянно улучшают наше понимание того, как летают колибри.

Интересные факты о колибри

Что еще вы знаете о летных способностях колибри?

• Колибри взмахивают крыльями от 10 до 200 раз в секунду в зависимости от схемы полета. Меньшие колибри быстрее взмахивают крыльями, чтобы оставаться в воздухе, из-за меньшей площади поверхности, способной выдержать их вес. Ныряющие колибри также бьют крыльями быстрее, чем при обычном горизонтальном полете.
• Колибри может летать со скоростью до 60 миль в час во время крутого брачного пикирования, но скорость от 20 до 45 миль в час более характерна для прямого устойчивого полета.
• Колибри проводят до 90 процентов своего времени полета, паря в воздухе, чтобы поесть. Поскольку при этом сжигаются огромные калории, диета этих птиц, состоящая из высококалорийной сахарной воды, необходима, чтобы дать им достаточно энергии для полета.

Предоставление колибри насестов может дать им место для отдыха после утомительного полета. В то же время, предоставление надежного источника свежего нектара с цветами, удобными для колибри, или чистыми кормушками для колибри также даст им энергию для поддержания их удивительного полета.

Понимая, как летают колибри, орнитологи могут быть готовы помочь им оставаться в воздухе и наслаждаться каждым парящим колибри, которого они увидят.

Звуки, которые издают колибри

Как летают колибри — BirdWatching

Поделись этим:

Поделиться в Facebook
Поделиться в Твиттере
Распечатать эту статью
Поделиться по электронной почте

Я наблюдаю за самцом краснозобого колибри на пчелином бальзаме. Он парит, словно на скайхуке, набираясь нектара. Затем он отступает примерно на 5 дюймов и замирает в пространстве, его крылья расплываются. Затем он исчезает вверх и прочь, словно выстрел из пушки. Я потерял его. Теперь он вернулся, останавливается и взлетает примерно на 6 дюймов, останавливается, а затем летит головой вперед в другой цветок. Я загипнотизирован.

Хотите узнать больше о птицах? Подпишитесь на нашу рассылку, полную советов по орнитологии, новостей и многого другого!

Из всех птичьих качеств ни одно из них не является столь важным, как полет. Для большинства летающих птиц полет — это вариация на общую тему. Но не для колибри; они пошли своим путем. Хаммеры выработали удивительный стиль полета, на фоне которого другие птицы выглядят обычными.

В начале эволюции птиц естественный отбор отдавал предпочтение легким и прочным скелетным системам, обеспечивающим полет, и массивным грудным мышцам, которые служили мощными двигателями, в том числе и для полета. Чтобы питать эти двигатели, у птиц развился высокий уровень метаболизма, который требовал высокой температуры тела и высококалорийной пищи.

Для полета требуется движение крыльев. Поскольку мышцы работают за счет укорочения, они должны располагаться между конструкцией и направлением, в котором ее будут тянуть. Идти вниз было легко. Большая грудная мышца (pectoralis major) прикрепляется к грудине и прикрепляется под и рядом с головкой плечевой кости (плечевой кости). Когда эта мышца сокращается, крыло опускается.

Взмах вверх был проблемой для всех летающих птиц, потому что на верхней части плеча не хватало места, чтобы прикрепить мышцу, достаточно большую, чтобы поднять крыло во время полета. Это инженерное затруднение было решено, когда птицы умело использовали вторую грудную мышцу (надкоракоидную), расположенную на груди под грудной мышцей. Сухожилие на конце этой мышцы проходит через отверстие, образованное костями плечевого пояса, и прикрепляется к вершине плечевой кости, около головки. Отверстие в плече действует как шкив, поэтому, когда эта мышца сокращается, она фактически поднимает крыло, даже если оно расположено ниже остальной части птицы.

Неколючие летающие птицы имеют крылья, которые сгибаются в локтях и запястьях и взмахивают в вертикальной плоскости. Мощность генерируется при движении вниз, а восстановление крыла происходит при движении вверх. Птицы хлопают (и скользят) по воздуху.

Удлиненные крылья колибри жесткие и не сгибаются. Короткие маховые перья придают крылу вид весла. На самом деле, движение жестких крыльев колибри в полете очень похоже на греблю по воздуху. К сожалению, колибри гребут так быстро, что в основном это размыто и их трудно увидеть, хотя, если мы достаточно близко, мы можем услышать характерный гул, в честь которого они названы.

Скорость, с которой колибри взмахивают крыльями, просто поразительна. В целом, более мелкие виды взмахивают крыльями быстрее, чем более крупные, и частота их колеблется от 25 до 80 взмахов в секунду. Напротив, большинство других летающих птиц взмахивают крыльями менее пяти раз в секунду. Медленный взмах крыльев некоторых цапель, например, чуть больше двух в секунду, в то время как у большинства певчих птиц около пяти. Птицы с относительно маленькими крыльями для своего размера, такие как ныряющие утки и фазаны, имеют быстрые взмахи крыльев, но, вероятно, не превышают девяти ударов в секунду.

Еще одно важное отличие колибри от других летающих птиц заключается в том, что у колибри плечевые кости (плечевые кости) вращаются в плечевом суставе. Вращение позволяет хаммерам изменять угол передних кромок крыльев между ходом вниз и вверх. Во время хода вниз передняя кромка наклоняется вниз примерно на 45 градусов, заставляя нижнюю часть крыла толкаться в воздухе. Во время подъема передняя кромка наклоняется вверх примерно на 45 градусов, поэтому верхняя часть крыла давит на воздух. Следовательно, крылья способны генерировать энергию как при движении вниз, так и при движении вверх, что является уникальной птичьей чертой колибри.

Грудная мышца, отвечающая за гребок вверх, у колибри пропорционально намного больше, чем у других птиц, и примерно равна по размеру большой грудной мышце, которая выполняет гребок вниз. Это гарантирует
почти равную мощность двух ударов и имеет решающее значение для следующего шага.

После того, как колибри достигли одинаковой мощности при движении вниз и вверх, они были всего в одном искривлении тела от зависания. Наклоняя тело назад и перемещая взмахи крыльев из вертикальной в горизонтальную плоскость, они напоминают вертолет и могут парить с большой точностью. Более того, перемещая плоскость взмахов крыльев от горизонтальной до незначительного наклона назад, они могут лететь назад и, при разных углах наклона, могут лететь практически в любом направлении. А как всем известно, движения птиц могут быть медленными и плавными или быстрыми и отрывистыми. Парящий полет был включен в их ухаживание и территориальные демонстрации и повысил их эффективность кормления.

Находчивые колибри поднялись в воздух и переписали книгу о полете.