Изучение тактики полёта скалистых ласточек может помочь в проектировании систем наведения ракет

Новое исследование Университета Северной Каролины, проведённое в 2012 и 2013 годах и опубликованное в Journal of Experimental Biology, впервые с высоким разрешением отследило в полевых условиях поведение скалистых ласточек во время тандемных полётов. Учёные изучили время реакции птиц, манёвренность и тенденции преследования, часто происходящие в ходе конфликтов.

Конфликтное поведение и воздушные бои

Исследователи установили три высокоскоростные камеры у моста на озере Джордан. Наблюдения показали, что некоторые ласточки, вернувшись с зимовки в Южной Америке, вместо постройки собственных гнёзд из грязи воруют пищу и стройматериалы, а также подкладывают яйца в чужие гнёзда. Эти конфликты приводят к воздушным погоням. В одном случае преследуемая птица направилась к бетонной опоре и резко отвернула в последний момент, чтобы избежать столкновения.

Физика преследования и проблема downwash

Преследующая птица сталкивается с явлением downwash (нисходящий поток). Она не летит прямо за целью, потому что оказывается в её спутном следе. Птица создаёт подъёмную силу, отбрасывая воздух вниз и назад. Для того, кто летит в этом следе, это создаёт дополнительное сопротивление и давление вниз.

Ключевые данные для инженерии

• Максимальная перегрузка во время манёвров составила 8 G.
• Время реакции: птице требуется 1.1 взмаха крыла, чтобы увидеть что-то и отреагировать. Исследователи предполагают, что птицы не могут изменить взмах в процессе его выполнения.
• Стратегия: Преследующая птица всегда стремится занять позицию выше той, что впереди, подобно пилоту истребителя времен Первой мировой войны.

Эти результаты привлекли интерес и частичное финансирование от Управления военно-морских исследований (Office of Naval Research), которое может использовать данные для создания лучших систем наведения для микроракет. ВМС также интересуются минимальной дистанцией сближения птиц и их "правилами движения".

Отсутствие единой стратегии

Как отметил соавтор исследования, птицы не следуют одним правилам. В рамках одного события они постоянно меняют стратегию, что опровергло первоначальные ожидания учёных найти единый алгоритм поведения.

Ограничения тактики

Попытка резко затормозить, чтобы преследователь пронёсся мимо (аналог воздушного боя), не работает для ласточек. Им легко совершать повороты, но сложно быстро ускориться после замедления, что сделало бы их лёгкой мишенью.