Учёные выяснили, что птицам с тёмным оперением летать легче

Тёмный цвет перьев помогаем птицам в полёте. Фото CC0 Public Domain.

Птицы вдохновляли людей на создание летательных аппаратов веками. Физики и орнитологи по-прежнему постоянно исследуют способности пернатых. Недавно учёные из Бельгии экспериментально доказали, что на качество их полёта влияет цвет перьев.

Некоторое время назад исследователи показали, что более тёплая поверхность крыла уменьшает его сопротивление воздуху и повышает эффективность полёта. Не секрет, что более тёмные крылья могут нагреваться быстрее под воздействием солнечного излучения, чем светлые.

Группа учёных из Университета Гента решила продолжить изучение влияния цвета перьев на физику полёта.

Больше всего исследователей интересовали крылья таких птиц, как черноспинные чайки, олуши и скопы. Дело в том, что эти пернатые способны набирать высоту, не делая при этом взмахов крыльями. Помогают им в этом потоки воздуха, которые проходят под крылом и подталкивают его вверх.

Чтобы выяснить, как на эти потоки влияет цвет перьев птиц, группа учёных использовала три метода для проверки влияния цвета на температуру поверхности крыла.

Сначала специалисты смоделировали температуру поверхности крыла, беря в расчёт коэффициент отражения и поглощения тем или иным материалом солнечного света. Затем на живом скопе (Pandion haliaetus) при помощи тепловизора они изучили зависимость температуры поверхности крыла от увеличения количества падающего на него солнечного излучения.

На третьем этапе исследования, учёные поместили крылья, снятые с чучел птиц, в аэродинамическую трубу. Она помогла сымитировать потоки воздуха, которые действуют на крыло птицы в полёте.

Затем специалисты нагрели перья при помощи инфракрасного излучения (в реальности крылья нагревает солнечный свет). Что неудивительно, тёмные перья нагрелись быстрее и сильнее светлых. Но, самое интересное, что изучение движения потоков воздуха близ крыла показало, что те пернатые, чьи крылья имели светлые перья ближе к телу и тёмные – по остальной длине крыльев, получали реальную выгоду от своего окраса.

Оказалось, что разница температуры одного крыла в этом случае может доходить до девяти градусов (между зонами чёрных и белых перьев). А этого, как отмечают учёные, достаточно, чтобы заставить потоки воздуха двигаться от тела птицы к крылу и дальше к его кончику. Таким образом, изменение цвета оперения ускоряет потоки воздуха, что помогает пернатым набирать высоту, регулировать скорость полёта и экономить силы.

Кроме того, градиент температур между разогретыми мышцами крыла и холодными маховыми перьями может замедлять срыв потока воздуха над крылом, делая полёт более эффективным.

Учёные собираются продолжить изучение этого эффекта на живых птицах, чтобы понять какую подъёмную силу обеспечивает различие в цвете оперения, а также может ли цвет снижать скорость полёта птицы.

Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Journal of the Royal Society Interface.