• 4-01-2013, 05:43
  • | Views: 1013


Пассивный полет

Пассивный полет

Большинство летающих нектеров способны только к пассивному полету. Таковы все летающие Teuthoidea, а из рыб — Hemirhamphidae, Exocoetidae и Pantodontidae. Поскольку пассивный полет состоит в выпрыгивании из воды и последующем планировании, он не предполагает создания движущей силы в воздушной среде. Разгон в воде, предшествующий взлету, всегда осуществляется за счет работы обычных движителей водной среды (у Teuthoidea — гидрореактивного, у рыб — осевого ундуля-ционного).

Среди Teuthoidea способностью к полету обладают только немногие виды, причем преимущественно небольшие особи длиною до 30 см, в частности представители родов Ommastrephes, Symplectoteuthis, Todaro-des и Onychoteuthis, отличающиеся наибольшей быстроходностью (Ver-rill, 1879—1882; Rush, 1892; Abel, 1916; Rees, 1949; Arata, 1954; Lane, 1957; Хейердал, 1962; Акимушкин, 1963; Clarke, 1966).

Спасаясь от врагов или в погоне за добычей, кальмары способны выпрыгивать из воды на высоту до 7 ж и пролетать планируя расстояние до 50 м и более, что в значительной степени зависит от направления и скорости ветра (Rush, 1892; Rees, 1949; Arata, 1954; Акимушкин, 1963, и др.). Перед выпрыгиванием из воды кальмар должен развивать скорость не менее 14—16 м/сек. Во время планирования мантийные плавники широко раскрыты и выполняют функцию несущих плоскостей. Отмечено (Зуев, 1966а) некоторое удлинение плавников у летающих форм, в чем можно видеть аналогию с летучими рыбами. Несомненно, что в филогенезе Teuthoidea, в ходе приспособления к полету, развитие поддерживающей функции мантийных плавников было ограничено их терминальным положением: они могли увеличиться лишь настолько, чтобы образуемая ими подъемная сила не создавала заметного кабрирующего момента. Перемещение же мантийных плавников ближе к центру тяжести, т. е. ближе к голове, осложняло бы выполнение их функций как рулей (см. главу VI) и аппаратов, активно создающих поддерживающую силу при определенных режимах плавания (см. главу III) и, кроме того, вошло бы в противоречие с функцией мантии как растяжимого мешка, заметно меняющего свою форму при работе гидрореактивного движителя (рис. 63).

У приспособленных к пассивному полету рыб — Hemirhamphidae, Exocoetidae и Pantodontidae — грудные плавники расположены не так терминально, как мантийные плавники Teuthoidea, а у Exocpetidae — в непосредственной близости от центра тяжести (рис. 64, Б—Г), т. е. в этом смысле ничто не препятствует развитию функции несущих плоскостей на основе грудных плавников. К тому же у некоторых Exocoetidae (Hirundichthys, Cypselurus, Cheilopogon) существенную роль в создании подъемной силы играют и брюшные плавники, благодаря чему согласование точки приложения суммарной подъемной силы с расположением центра тяжести еще более упрощается. Изменяя степень раскрытия грудных плавников, т. е. отводя их от тела или приводя к телу, планирующая рыба способна значительно менять точку приложения создаваемой плавником подъемной силы, причем при одном и том же изменении в степени отведения грудного плавника от тела продольное смещение точки приложения создаваемой плавником подъемной силы тем значительнее, чем длиннее грудные плавники (рис. 64, В, Г; а\ < йг). Следует также отметить, что тонкие, упругие, нежно армированные лучами плавники Hemirhamphidae, Exocoetidae и Pantodontidae обеспечивают относительно большую вертикальную прочность на излом, чем толстые, студенистые плавники кальмаров. Все это обусловило возможность значительно более глубокого приспособления представителей названных семейств рыб и прежде всего Exocoetidae к планирующему полету, чем это оказалось возможным на основе морфологической организации Teuthoidea.

Описанию строения и планирующего полета морских летучих рыб — Hemirhamphidae и Exocoetidae — в той или иной мере посвящено множество исследований, что перед взлетом рыба развивает в воде скорость около 10 м!сек, причем парные плавники в это время плотно прижаты к телу. После этого рыба выходит на поверхность воды и, когда корпус уже находится в воздушной среде, раскрываются грудные плавники, а затем и брюшные (если они участвуют в создании подъемной силы). Установка грудных плавников под небольшим положительным углом атаки обеспечивает создание необходимой подъёмной силы, поддерживающей рыбу в воздухе; уплощенная брюшная сторона тела играет роль дополнительной несущей поверхности.

В течение короткого времени, измеряемого долями секунды, когда тело рыбы уже целиком находится в воздухе, нижняя лопасть хвостового плавника еще остается в воде и продолжает работать, создавая движущую силу (рис. 65). В этот момент движитель работает с частотой до 50—70 Гц, что, вероятно, является для рыб своеобразным «рекордом». Именно в этот короткий период и происходит основной «разбег» рыбы перед взлетом: скорость движения возрастает с 10 м/сек до 16—20 м/сек, после чего рыба взлетает. Более сильное хразвитие нижней лопасти хвостового плавника у Exocoetidae и летающих Hemirhamphidae (Euleptor-hamphus и Oxyporhamphus) (рис. 66, А—Б) связано с тем, что в момент взлета эта нижняя лопасть играет роль основного движителя. Отрыв корпуса рыбы от поверхности воды в момент взлета облегчается, возможно, специальным выступом на нижней поверхности головы рыбы (рис. 66, Б), играющим роль «редана» (Шулейкин, 1928), что, однако, не является общепризнанным (Breder, 1930; Ларин, 19616). Рыба планирует с неподвижными широко раскрытыми плавниками, пока скорость движения не уменьшается до определенных пределов, ниже которых полет уже не может продолжаться. Обычная длительность «беспосадочного» полета не превышает 2 сек при его дальности до 50 л и высоте над поверхностью моря до 6—7 м. Касаясь хвостом гребней волн, рыба может создавать новые импульсы движущей силы и тогда общая длительность полета может превышать 15 сек, а его суммарная дальность увеличивается до 400 м и более, в зависимости от направления и скорости ветра.

У летающих Hemirhamphidae (Oxyporhamphus micropterus и Eulep-torhamphus viridis) морфологические приспособления, связанные с полетом, развиты значительно слабее, чем у Exocoetidae, что прежде всего выражается в относительно малой длине грудных плавников (рис. 64, В; 65, А). Соответственно этому и способности к полету у Hemirhamphidae сравнительно невелики: дальность полета (Парин, 1971а) не превышает 50—60 м.

Среди связанных с полетом приспособлений Exocoetidae и Hemirhamphidae в первую очередь должно быть отмечено чрезвычайно сильное удлинение парных, особенно грудных, плавников (рис. 66, Б); у Exocoetus, например, длина грудных плавников доходит до 80% длины тела до конца позвоночного столба. Не менее характерна дорсовентраль-ная вытянутость поперечных сечений лучей грудных плавников, увеличивающая дорсовентральную жесткость плавника (Breder, 1930). По мере прогрессивного развития грудных плавников как несущих плоскостей у Exocoetidae и Hemirhamphidae увеличивается число лучей в них (Парин, 19616): у Oxyporhamphus, имеющего наиболее короткие грудные плавники, число лучей в плавнике составляет 11—13, у наиболее «длиннокрылых» Exocoetus, Cypselurus, Cheilopogon, Prognichthys, Hirun-dichthys — 13—20. Высокое расположение оснований грудных плавников, свойственное представителям Exocoetidae и Hemirhamphidae, увеличивает поперечную устойчивость рыбы в полете (центр тяжести расположен ниже несущих плоскостей).

У пресноводных африканских рыбок Pantodon buchholtzi (Pantodontidae), имеющих длину 10—12 см, способности к полету весьма ограничены. Обитая в стоячих заросших водоемах, в погоне за воздушными насекомыми они могут выпрыгивать из воды, пролетая над ее поверхностью всего 2—3 м. Увеличенные грудные плавники Pantodon во время такого «полета» широко раскрыты и выполняют функции несущих ^плоскостей, оставаясь неподвижными. Предположение о машущем полете Pantodon (Greenwood, Thomson, 1960) опровергается (Herald, 1962; Бек-кер, 1971).




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Функциональный смысл гипоцеркии


    Функционально - морфологическая специфика плавников


    Функциональное значение гетероцеркии


    Активный полет


    Функции передних рулей нектонов

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры