Крылья козодоя: почему медленный полёт помогает создавать подъёмную силу

Исследователи Лундского университета выяснили, почему европейский козодой (Caprimulgus europaeus) может медленно маневрировать во время охоты, но платит за это снижением эффективности подъёмной силы на большей скорости. Результаты эксперимента в аэродинамической трубе опубликованы 30 сентября 2026 года в журнале PLOS Biology.

Учёные наблюдали за птицами при скоростях от 2,6 до 11 м/с, снимали движения крыльев двумя высокоскоростными камерами и измеряли вихри в потоке за телом. В итоговый анализ вошли три особи из пяти первоначально участвовавших в работе.

Широкие концы крыла помогают при медленном полёте

Козодой охотится на насекомых в сумерках, умеет лететь очень медленно и ненадолго зависать. Одновременно этот вид ежегодно совершает дальние перелёты между Европой и югом Африки. Такие задачи требуют от крыла разных свойств.

У козодоя широкие концы крыла с разделёнными перьями. Наружная часть крыла движется через воздух быстрее остальных участков, а широкая форма увеличивает её хорду, то есть ширину поперёк потока. Благодаря этому крыло может создавать больше подъёмной силы, когда скорость полёта мала.

На большей скорости эта особенность становится издержкой. За крылом возникают два выраженных концевых вихря и неоднородный нисходящий поток. Часть энергии уходит на боковое движение воздуха, поэтому размах работает менее согласованно. Средняя эффективность размаха при взмахе вниз составила 0,72 и снижалась с ростом скорости. Эффективность вертикальной силы была ещё ниже, 0,45, и также уменьшалась.

Представим условное крыло с широкой лопастью на конце. Если двигать его медленно, лопасть помогает сильнее толкать воздух вниз и поддерживать вес. При резком ускорении края начинают закручивать воздух в неодинаковые вихри. Подъёмная сила сохраняется, но часть движения тратится на боковые потоки. Это условная иллюстрация механизма, а не отдельный эксперимент исследователей.

Тяга появляется даже на взмахе вверх

Исследование выявило ещё одну особенность: наружная часть крыла козодоя создаёт тягу во время взмаха вверх. При этом вертикальная сила становится отрицательной, то есть такой взмах хуже поддерживает птицу снизу.

Авторы связывают результат с ограниченным складыванием длинного ручного крыла. Когда крыло сохраняет большой размах, его конец движется вверх с высокой скоростью. Если не развернуть его под большим углом, поток создаёт направленную вперёд тягу, но одновременно уменьшает поддержку веса. Ранее активную тягу на взмахе вверх чаще описывали у летучих мышей, насекомых и колибри.

Получается, крыло козодоя не настроено на один режим полёта. Оно помогает охотиться на малой скорости, а при ускорении допускает большие потери в создании подъёмной силы. Это не означает, что птица плохо мигрирует. На высокой скорости доля мощности, которая уходит именно на создание подъёма, становится меньше, поэтому птица может принять снижение эффективности подъёмной силы как цену универсального крыла.

У работы есть ограничения. Данные получили только от трёх птиц. Кроме того, на малой скорости крыло могло взаимодействовать с ранее созданным вихревым следом, из-за чего измеренная кинетическая энергия потока могла оказаться ниже. Для уточнения механизма нужны дополнительные расчёты и эксперименты с роботизированными крыльями. Результаты пока относятся к европейскому козодою и не доказывают, что такой же баланс действует у всех птиц.

Описание метода может пригодиться при подготовке собственного обзора или научной статьи. Сам вывод исследования остаётся конкретным: широкие концы крыла поддерживают медленный полёт, а при ускорении усиливают неоднородность вихревого потока и снижают эффективность создания подъёмной силы.