Дык про это и речь и это совершенно очевидно
***
В том то и дело, что не очевидно. Это же не самолет, где подъемная сила крыльев и тяга двигателя раздельны. У птиц же процесс движения крыла относительно воздуха рассматривается как равнодействующая, полученная от сложения двух направлений движений — движения крыла в вертикальной плоскости и поступательного движения крыла вместе с корпусом птицы в горизонтальной плоскости, равного скорости полёта. Если не рассматривать вертикальную составляющую при взмахе крыла и опускании, а учитывать, что при взмахе возникает отрицательная тяга, а при опускании - положительная, то их результирующая дает движение птицы вперед. С этой точки зрения на большей высоте аэродинамическое сопротивление меньше, скорость выше, а частота махов должна быть меньше. С другой стороны, при меньшей высоте, плотность воздуха выше и результирующая вертикальная тяга выше, и частота махов также должна быть меньше. Не зная как распределяется в процентном отношении тяга по вертикали и горизонтали на крыле нельзя с уверенностью говорить, что очевидно, а что нет.
Вот опытным путем и установили, что чем ниже тем меньше придется махать крыльями. Все сказанное относится к гусю, как маломашущей птице. Справедливо ли будет это для грифа, как парящей птице? Может быть и нет.
Что касается восходящих потоков, так я написал - эпизодически, т.е. иногда попадаются участки, где встречный ветер обдувает вершину и возникает восходящий поток. По времени общего полета, это занимает незначительную часть. А так гусь всю дорогу машет веслами как "раб на галерах":)

раз с высотой тут более менее мнения есть

давайте следующее - температура

конечно понятно, они в непрерывном движении, откормленные, оперение, метаболизм
солнышко на 10тыс греет хорошо
но всё таки думаю тут тоже есть какой-то подвох...

Да есть такое направление в современной биологии

Ну так, наверное, "... по биологической теории"? А то метаболизм и аэродинамика как-то в разных областях, на мой взгляд. Но интересно, спасибо!


наверняка и эти вопросы уже проработаны.

"Меня терзают смутные сомнения..."-(с). Дело в том, что для реализации этого эффекта (а он есть, и есть совершенно конкретные цифры), нужно очень сильно перестроить всю инфраструктуру УВД, про обеспечение БП и комфорта я уж не говорю. Перестроить в планетарном масштабе. Плюс - такой "незначительный" нюанс, как конкурентность между а/к. Одной а/к бессмысленно ставить два рейса с интервалом в 5...10 минут на одну и ту же точку. Короче, в краткосрочной перспективе вряд ли что будет. А так - да, потенциально вопрос интересный.

В том то и дело, что не очевидно. Это же не самолет, где подъемная сила крыльев и тяга двигателя раздельны.

ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ

С точки зрения физики перемещения в воздухе, нет абсолютно никакой разницы. Что самолет, что гусь. При махе гуся на крыле образуется АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ сила. Часть её уходит на поддержание гуся в воздухе, часть на поступательное перемещение. Т.о. сумма сил в установившемся ГП, приложенная к ЦМ, одинакова что у самолета, что у гуся: подъёмная уравновешивает вес, тяга - ЛС. При этом абсолютно наплевать на метаболизм, на экономичность перемещения. Рассматриваем не возможность, а ФАКТ.




Если не рассматривать вертикальную составляющую при взмахе крыла и опускании, а учитывать, что при взмахе возникает отрицательная тяга, а при опускании - положительная, то их результирующая дает движение птицы вперед.

ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ

Если под тягой имеется в виду горизонтальная составляющая силы на крыле, то тяга и при подъёме и при опускании крыла положительна. Для отрицательной силы, гусь должен совершать взмах задней кромкой крыла вверх? о_О



С этой точки зрения на большей высоте аэродинамическое сопротивление меньше, скорость выше, а частота махов должна быть меньше. С другой стороны, при меньшей высоте, плотность воздуха выше и результирующая вертикальная тяга выше, и частота махов также должна быть меньше.
ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ

Ну это уже как у Ноздрева: "этот лес, это поле - это всё моё....а вот уже за полем, тот лес, это уже пфррр....ТОЖЕ всё моё"))
Аэродинамическое сопротивление (АС) меньше, скорость выше - это да. Но скоростной напор в результате одинаковый - так что частота взмахов никак меньше быть не может. Там чуть другое - зависимость от скорости квадратичная, НО...скорость и частоту взмахов (при одинаковом q) гусь просто физически не может увеличить на сколько-нибудь длительное время. Там уже кубическая зависимость - на увеличение скорости взмаха вдвое при прочих равных, он должен развить мощность в ВОСЕМЬ раз большую.

Так что частота взмахов на высоте НИКАК не может быть меньше. А, учитывая, что на низкой высоте гусь иногда может планировать (не махать), на высоте это никак невозможно. Вот про что я хочу сказать: если захочет отдохнуть не махая, или начнет махать с меньшей интенсивностью, немедленно начнёт вниз сыпаться.


Не зная как распределяется в процентном отношении тяга по вертикали и горизонтали на крыле нельзя с уверенностью говорить, что очевидно, а что нет.

ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ
Ну эти-то проценты зачем??? Вертикальная составляющая силы на крыле равна весу гуся (5 кГ скажем), горизонтальная - силе ЛС...(1 кГ скажем).

Масса гуся известна, скорость известна, лобовое сопротивление известно (по продувкам)...всё спокойно пересчитывается. Хоть на Ньютоны, хоть на проценты.

Вывод: на высоте падение плотности в три раза, гусь вынужден компенсировать ростом квадрата скорости тоже в три раза. НО...скорость взмаха ВНИЗ (будем рассматривать это как основное ДВИЖУЩЕЕ и НЕСУЩЕЕ движение, а взмах вверх - возвратное) должна быть тоже в корень из трех раз больше. При одинаковых силах НА КРЫЛЕ, мышца должна развивать мощность в НЕСКОЛЬКО раз больше. Теретически в sqrt3 в кубе ~ 5 раз. Вот такой расчет, грубо-прикидочный.))
Оно конечно кратковременно (ну десяток, другой, третий секунд) гусь может развить мощность в несколько раз бОльшую. Но лететь на 10 км сколько-нибудь длительное время (минуты, десятки минут) на первый взгляд не получается.

Вертикальная составляющая силы на крыле равна весу гуся (5 кГ скажем), горизонтальная - силе ЛС...(1 кГ скажем).

ХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХХ

Вертикальная составляющая результирующая конечно имеется в виду, суммарная за весь цикл маха.
Горизонтальная направления не меняет, только величину. Тоже средне значение за цикл.

Блин, сумбурно наверное, хз, как проще объяснить.

Попробую на пальцах так.

У земли, гусь в ГП должен развить силу на крыле m x a.

На высоте 10 км, гусь должен развить такую же силу 1/3m х 3a. И вот на это самое придание утроенного ускорения втрое меньшей массе, (на привод машущего крыла), потребуется гораздо больше энергии, чем в первом случае.

Тем более учитывая никакой КПД машущего полета.

а при забортной температуре в минус 40, энергии надо ещё в разы больше

В связи с этим вопрос: как вожак объясняет новичкам где их место в строю?

примерно так))
http://savepic.net/8583109.jpg

Совершенно верно, подвох есть:) Большинство перелетов гуси предпочитают совершать над Гималаями по ночам и ранним утром, когда температура ниже, плотность воздуха выше, а сам воздух практически неподвижен. В то время как днем и солнышко греет, есть попутные ветры.
Исследователи подсчитали, что ночные условия перелета дают прирост скорости на 0, 8 м/с при одинаковых минимальных затратах энергии на создание тяги. Кроме того, холод увеличивает парциальное давление кислорода, что способствует насыщенности им мышечной ткани и снижению легочной температуры крови.
http://www.pnas.org/content/10 ...

Вообще, аэродинамика как наука сформировалась с изучения аэродинамики полета птиц. Этим вопросом занимались Н. Е. Жуковский, В. П. Ветчинкин, М. К. Тихонравов, не говоря уже о зарубежных авиационных специалистах. А действующие махолеты (орнитоперы) создавались с начала 20-го века и создаются по сей день. А вот биологи подключились к изучению аэродинамике птиц где-то в 60-х годах прошлого столетия. Объектом их интереса стали "планер", "силовая установка" и "топливная система"-метаболизм.
http://biblioclub.ru/index.php ...
Многие создаваемые вещи, такие как автомобили без водителя неизбежно приведут к изменению ПДД, а новые транспортные системы уже становятся реальностью. Технический прогресс повлияет и на правила полетов в авиации и гораздо быстрее, чем Вы предполагаете. Боинг к этому готовится, т.к. конкуренция в области снижения затрат на полеты идет очень жесткая. Если им удастся продвинуть новые правила, обеспечить БП и оптимизировать графики полетов, то они окажутся впереди конкурентов.

KLN-90B
спасибо)

и ещё вопрос, а каков примерный процентный расход массы тушки, к примеру на 100км перелета? т.е. на сколько худеют

Чета синие куры времен застоя вспомнились. Неужели прилетали издалека?

Аэродинамику полета птиц хорошо описал М.К. Тихонравов в книге "Полет птиц и машины с машущими крыльями".
https://www.ozon.ru/context/de ...
В ней он пишет, что если крыло при опускании будет иметь положительный угол атаки "а", то относительно направления скорости в этих условиях обтекания возникнет аэродинамическая сила R, направленная вверх и вперёд. Ее составляющие, вертикальная сила, противодействует весу птицы, и горизонтальную сила создает тягу, тянущую птицу вперёд и уравновешивает лобовое сопротивление.

http://aerodinamika-v-tehnike. ...

При подъёме (при взмахе вверх) (вариант "б") крыло имеет вертикальную скорость Vy , направленную вверх, и одновременно горизонтальную скорость Vx. Результирующая дает истинную скорость. Если крыло к направлению этой скорости расположено под положительным углом атаки "а", то при таком обтекании возникнет аэродинамическая сила, направленная вверх и назад. Т.е. вертикальная сила, поднимает птицу вверх, а горизонтальную сила, тянет крыло назад, т.е. создает отрицательную тягу (вариант "в").
При этом птица получает поддерживающую силу как при опускании, так и при подъёме крыла. Тянущую же силу птица получает только при опускании крыла, которая по величине перекрывает отрицательную тягу, в результате чего птица летит вперёд.
Отсюда логичным образом вытекает, что на более низкой высоте надо меньше махать крыльями при одинаковой скорости.
Однако, возникает парадокс с точки зрения "самолетной аэродинамики". Днем светит солнце, чаще встречаются восходящие потоки и дуют постоянные сезонные попутные ветры, чем и воспользовался бы любой пилот. Исследователи подсчитали, что на одной и той же высоте ночью дикие гуси получают прирост 0, 8 м/сек. при тех же минимальных затратах, хотя путь удлиняется на 112 км. Но и машут крыльями чаще, чем пришлось бы это делать днем используя попутный ветер на этой же высоте. Дикие гуси предпочитают снижение энергетических затрат, вопреки возникающим плюсам при "дневной аэродинамике" и используют "американские горки".
Я, же говорю, хытрые гуси:)

KLN-90B
Аэродинамику полета птиц хорошо описал М.К. Тихонравов в книге "Полет птиц и машины с машущими крыльями".

с другой стороны, мне так и не понятно следующее при полёте клином
- с велосипедистами, машинами и т.п. - ясно, снижение лобового сопротивления
- с летающими объектами, поток у задних это сплошные вихри, турбулентность, а это сильное снижение подъемной силы - разве не так?

Знаю, что худеют, а вот на сколько сказать не могу. Приводятся цифры в энергетических затратах, но как их перевести в кг массы пока не знаю. Приходилось не раз участвовать в "гусиных охотах" как на мигрирующих, так и обычных. Чисто субъективно, теряют в весе около килограмма. Но, как понимаете, эта цифра ничего не означает в объективном плане.
Учитывая "тяговооруженность" гуся в десятки раз лучшую, чем у современных самолетов, КПД мускульной установки махолета 0, 8-0, 9, эффективность "топливной системы" - метаболизма, расход массы не должен быть значительным.
http://aerodinamika-v-tehnike. ...

Вероятно, это зависит насколько мы понимаем те аэродинамические явления, которые возникают при полете клином. Исследования полета канадских гусей показывают, что моделирование на основе "теории вихрей" позволяет им экономить энергию, т.е. создавать тягу с меньшими затратами.
http://jeb.biologists.org/cont ...