Насколько сапсан рискует, когда совершает пулеобразные атаки?

сапсан в полете

Когда дело доходит до скорости, людей часто легко опережают другие члены животного мира. Короче говоря, гепард может достигать скорости, которая в четыре раза превышающей скорость Усэйна Болта. Парусник может плыть в десять раз быстрее, чем самый быстрый человеческий пловец.

Однако самое быстрое животное в воздухе — это нечто просто потрясающее. Это животное самое быстрое из всех.

Тело сапсана создано для выполнения высокоскоростных маневров, когда он ныряет, чтобы поймать свою добычу. Специальные крылья и перья уменьшают сопротивление, позволяя соколу превращаться словно в пулю. Большая килевая кость позволяет ему более эффективно махать крыльями и генерировать много энергии. Незначительные изменения в глазах не вызывают высыпания роговицы в полете. Усовершенствованный дыхательный и циркуляторный аппарат дает ему возможность дышать на высоких скоростях, быстро не утомляться.

Эта птица — это чудо эволюции, одаренный хищник, который использует свои особые преимущества для достижения скорости при пикировании более чем в 300 км / час. Это в три раза быстрее, чем скорость гепарда или парусника.

Тем не менее, любопытно, почему сапсан вообще занимается этой замечательной стратегией нападения. Ученые полагают, что пикирование сокола — это выигрыш в неожиданности и риске попасть точно в цель на скорости более 200 км / час. Высокоскоростные пикирования также затрудняют соколу корректировать траекторию в середине полета. В целом, это азартная игра с пикированием.

Изучить воздушную динамику птиц непросто, особенно когда эта динамика происходит на скорости автомобиля Формула-1, движущегося по воздуху. Оценка оптимальности стратегии нападении также сложна, потому что каждая стратегия мотивируется различными изменяющимися факторами, которые работают одновременно.

В результате ученые переключились на использование компьютерных симуляций, чтобы понять, почему сапсаны выполняют свои молниеносные пикирования. Их рабочий вопрос: пикирование повышает шансы на поимку добычи?

Согласно недавно опубликованному исследованию, ответ «да».

Перед столкновением с подвижной жертвой, сапсан набирает высоту, потому что это действительно лучший способ атаки. Исследователи объединили индивидуальную механику полета сокола с навигационной системой и попытались найти условия, при которых атака пикированием давала уникальные преимущества и почему.

Птицы, известные как скворцовые (известны своим пением), имеют три траектории полета: прямой полет, плавные изгибы и короткие повороты. Эти движения в целом используются многими птицами. Сокол сапсан должен сформировать свой пике, чтобы поймать этих птиц, когда они выполняют один из этих трех движений.

В своих симуляциях ученые смоделировали способ, когда сокол исправлял свое пикирование по законам управляемых ракет, чтобы отслеживать свои цели. Этот выбор был вдохновлен результатами исследования, опубликованного в прошлом году, когда различные ученые подключили камеры и устройства GPS к соколам и обнаружили, что их траектория очень похожа на путь, по которым следуют визуально управляемые ракеты. В этих упражнениях они обнаружили, что один параметр, называемый «навигационной константой», мог диктовать, как сокол компенсирует движение своей жертвы.

В текущем исследовании исследователи выбрали одну стратегию полета скворца за один раз и провели симуляции для разных высот, углов атаки и навигационных констант. Спустя миллионы симуляций они смогли перевести сложную динамику хищника-жертвы в набор из трех параметров.

На малой скорости сокол может быть обманут скворцом, потому что последние лучше способны управлять своими телами и выполнять более крутые повороты. Однако на большой скорости сокол убивает его. Когда скворец летит по прямой линии, соколу лучше нырять с малых высот. Как только скворцы начинают немного двигаться, сокол должен увеличить свою высоту пикирования, чтобы достичь высокой скорости перехвата.

Когда скворцы начинают двигаться рывками, наиболее успешной стратегией для сокола является пикирование с высоты почти 5000 футов (1,5 км), мощного пикирования, когда сокол почти достигает максимально возможной скорости в точке перехвата.

Высокая скорость, достигнутая во время этого пикирования, дает соколу отличное аэродинамическое преимущество: сокол способен двигаться с большим ускорением и перехитрить скворцов. У него также больше возможностей для того чтобы пожертвовать скоростью ради подъемной силы, позволяя ему совершать более резкие повороты.

Таким образом, в то время как пикирование оказывает давление на сокола, чтобы точно отслеживать добычу и управлять полетом, оно также дает соколу больше времени, чтобы реагировать на изменения пути своей добычи. Авторы исследования утверждают, что фиксированная навигационная постоянная (близкая к эмпирически выведенному значению для ракетных систем) пикирования становится лучшим способом нападения на маневрирующую жертву.

Несмотря на то, что моделирование, используемое в исследовании, представляло собой идеализированную картину взаимодействия между хищником и жертвой, они обнаружили ранее скрытые сведения о том, почему воздушные хищники принимают рискованные сложные стратегии нападения, когда существуют более простые варианты.

Помимо поведенческих и внешних параметров, которые влияют на способ охоты, существует ясная физическая основа для пикирования, используемого сапсаном. И эти откровения появились из анализа, почти полностью лишенного биологических соображений.

Исследование: journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1006044

Эта запись опубликована в Суббота, 19 мая, 2018 - 15:54. Вы можете оставить комментарий.

 
 

Оставить комментарий

 

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :schu: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :njam: :mrgreen: :lol: :laila: :idea: :grin: :gaf: :foto: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: