Больше, чем ухабистая поездка: турбулентность дает птицам толчок

Большинство разумных путешественников по воздуху боятся турбулентности. Небольшой сбой в атмосфере может сотрясать самолеты, трепать нервы и проливать напитки. Исследование, проведенное под руководством Корнельского университета, показало, что птицы совершенно не против.


Объединив данные о скорости ветра с измеренными ускорениями беркутов, оснащенных приборами GPS-слежения, исследователи предполагают, что турбулентность не препятствует полету, а является источником энергии, который птицы могут использовать в своих интересах.

Это противоречащее интуиции открытие может пересмотреть то, что мы знаем о полетах птиц, и помочь аэрокосмической отрасли разработать более быстрые и эффективные способы полета в турбулентных условиях.

Статья «Турбулентность объясняет ускорение орла в естественном полете», опубликованная в PNAS. Ведущим автором была докторант Кейси Лоран.

По словам Грегори Бьюли, доцента Школы механической и аэрокосмической инженерии Сибли, в то время как полет птиц может показаться приземленным зрителям легким и грациозным, крылатые животные на самом деле управляют воздушным потоком, который структурирован, текстурирован и постоянно меняется команда.

Чтобы вывести свои эксперименты из лаборатории в небо, команда Бьюли объединилась с двумя группами — Conservation Science Global и Cellular Tracking Technologies. Ученые из этих компаний поймали самку беркута в Алабаме, оснастили ее устройством солнечной GPS-телеметрии с акселерометром весом менее 3 унций, а затем выпустили птицу.

В течение 17 дней, когда орел мигрировал на север вдоль Аппалачских гор в сторону Канады, «рюкзак» GPS передал более 200 часов данных, включая координаты местоположения, высоту, путевую скорость и трехосное ускорение — через сотовую связь. сети.

Затем лаборатория Бьюли получила данные о скорости ветра из баз данных истории погоды Национального центра экологического прогнозирования и нанесла их на карту с измерениями полета орла, определив различные варианты поведения птицы в полете и в воздухе.

Они обнаружили «крайне нерегулярный, колеблющийся узор» в ускорениях орла, который напоминает типичные траектории частиц в турбулентных воздушных потоках. При шкале времени от 0,5 до 10 секунд, что соответствует примерно от 1 до 25 взмахов крыльев, ускорения орла и атмосферная турбулентность были полностью синхронизированы.