Kinematická data pro oba africké druhy bylo těžké najít, ale vlaštovka obecná nebo evropská (Hirundo rustica) byla intenzivně studována a kinematická data pro tento druh byl snadno dostupný.
Jedná se o jednoduchou otázku hmotnostních poměrů
54letý průzkum mezi 26 285 evropskými vlaštovkami chycenými a uvolněnými Avian Demography Unit of the Univerzita v Capetownu zjistila, že průměrná dospělá evropská vlaštovka má délku křídla 12,2 cm a tělesnou hmotnost 20,3 gramů.4
Protože frekvence úderů křídla a amplituda křídla jsou v měřítku s tělesnou hmotou, 5 a letovou kinematikou údaje jsou k dispozici alespoň pro 22 dalších druhů ptáků, 6 by mělo být možné odhadnout frekvenci (f) a amplitudu (A) evropské vlaštovky srovnáním s podobnými druhy. S těmito dvěma čísly bude možné odhadnout rychlost letu (U).
Aby byla zachována rychlost letu, musí vlaštovka každou sekundu třikrát třikrát porazit svá křídla, ne?
Ve skutečnosti špatně. Porovnáním evropské vlaštovky s druhy ptáků podobné tělesné hmotnosti můžeme odhadnout, že vlaštovka bije svá křídla 18krát za sekundu s amplitudou 18 cm:
| Druhy | Tělesná hmotnost | Frekvence | Amplitude |
| Zebra Finch | 13 g | 27 Hz | 11 cm |
| Evropská vlaštovka | 20 g | ≈ 18 Hz? | ≈ 18 cm? |
| Downy Woodpecker | 27 g | 14 Hz | 29 cm |
| Andulka | 34 g | 14 Hz | 15 cm |
Všimněte si, že i malá Zebra Finch při jízdě klapne křídly ne více než 27krát za sekundu.
Pokud budeme ignorovat tělesnou hmotu a díváme se pouze na ptáka sp U druhů s podobným rozpětím křídel můžeme odhadnout průměrnou frekvenci 14 úderů za sekundu a amplitudu 23 cm:
| Druhy | Rozpětí křídel | Frekvence | Amplitude |
| Andulka | 27 cm | 14 Hz | 15 cm |
| Evropská vlaštovka | ≈ 28–30 cm | ≈ 14 Hz? | ≈ 23 cm? |
| Downy Woodpecker | 31 cm | 14 Hz | 29 cm |
| Evropský špaček | 35 cm | 14 Hz | 26 cm |
Zprůměrováním všech 6 hodnot můžeme odhadnout, že průměrná evropská vlaštovka letí cestovní rychlostí s frekvencí zhruba 15 úderů za sekundu a amplitudou přibližně 22 cm.
Trochu přeskočte, bratře
Minulý měsíc článek o Strouhalově čísle v křižujícím letu ukázal, jak zjednodušené letové křivky, které mohou být pro vizualizaci Strouhalova poměru (fA / U), bezrozměrné, užitečné při amplitudě grafu proti vlnové délce parametr, který má tendenci klesat v rozmezí 0,2–0,4 během efektivního cestovního letu.
Pro evropskou vlaštovku létající s naší odhadovanou amplitudou úderu křídla 24 cm se předpokládaný vzorec cestovního letu pohybuje od Strouhalova čísla ( St) 0,2:
… na méně efektivní 0,4:
Pokud je první diagram (St = 0,2) přesný, pak by cestovní rychlost evropské vlaštovky byla zhruba 16 metrů za sekundu (15 úderů za sekundu * 1,1 metru za úder). Pokud je druhý diagram (St = 0,4) přesný, pak by se cestovní rychlost evropské vlaštovky přiblížila k 8 metrům za sekundu (15 úderů za sekundu * 0,55 metru za úder).
Pokud se usadíme na střední Strouhalově hodnotě 0,3:
Rychlost letu evropské vlaštovky můžeme odhadnout na zhruba 11 metrů za sekundu (15 úderů za sekundu * 0,73 metrů za dobu).
Tři budou číslo, které spočítáte
Rychlost vzduchu lze také předpovědět pomocí publikovaného vzorce. Invertováním tohoto středního Strouhalova poměru 0,3 (fA / U ≈ 0,3) Graham K. Taylor a kol. ukazují, že zpravidla je rychlost létajícího zvířete zhruba 3krát vyšší než frekvence krát amplituda (U ≈ 3fA) .5
Nyní potřebujeme pouze připojit čísla:
U ≈ 3fA
f ≈ 15 (tepů za sekundu)
A ≈ 0,22 (metrů za tep)
U ≈ 3 * 15 * 0,22 ≈ 9,9
… odhadnout, že rychlost letu nenaložené evropské vlaštovky je 10 metrů za sekundu.
Ach ano, souhlasím s tím
S nějakou další studií vyšlo najevo, že tyto odhady jsou přesné, i když možná náhodné.
Skutečná studie dvou evropských vlaštovek letících v aerodynamickém tunelu s nízkou turbulencí ve švédském Lundu ukazuje, že vlaštovky mávají křídly mnohem pomaleji, než jsem odhadoval, a to pouze 7–9 úderů za sekundu:
„Ve srovnání s jinými druhy podobné velikosti má vlaštovka poměrně nízkou frekvenci úderů křídel a relativně dlouhá křídla.“ 7
Maximální rychlost, kterou ptáci dokázali udržet, byla 13–14 metrů za sekundu, a přestože Lundova studie konkrétně nehovoří o cestovním letu, nejúčinnější mávání (7 tepů za sekundu) se vyskytly při rychlosti letu v rozmezí 8–11 metrů za sekundu s amplitudou 90–100 & stupňů (17–19 cm).
A došlo k velké radosti
Zprůměrování výše uvedených čísel a jejich zapojení do Strouhalovy rovnice pro cestovní let (fA / U = 7 úderů za sekundu * 0,18 metru za sekundu / 9,5 metru za sekundu) získá Strouhalovo číslo zhruba 0,13:
… což naznačuje překvapivě efektivní letový vzorec, který spadá hluboko pod očekávané rozmezí 0,2–0,4.
Ačkoli definitivní odpověď by samozřejmě vyžadovala další měření, publikované celoplošné průměry délky křídla a tělesné hmotnosti, počáteční Strouhal odhady založené na těchto průměrech a mezidruhových srovnáních, lundský vítr t unnel studie ptáků létajících v různých rychlostech a revidované Strouhal počty na základě této studie vše mě vedlo k odhadu, že průměrná cestovní rychlost letu nenaložené evropské vlaštovky je zhruba 11 metrů za sekundu nebo 24 mil za hodinu.
Jaké je hlavní město Asýrie?
Pro ty, kteří hledají další odpovědi, byly čtyřmi hlavními městy Asýrie Ashur (nebo Qalat Sherqat), Calah (nebo Nimrud), krátkotrvající Dur Sharrukin (nebo Khorsabad) a Nineveh.8 Ruiny všech čtyř starověkých měst spadají do moderního státu Irák.
Děkuji všem, kteří se přihlásili s komentáři a dotazy. Zde jsou zveřejněny odpovědi spolu s revidovaným odhadem Dr. Grahama Taylora a několika alternativními teoriemi.
- Chris & Tilde Stuart
Ptáci Afriky: Od mořských ptáků Seed-Eaters
MIT Press (1999) - G. L. Maclean
Robertsovi ptáci jižní Afriky
John Voelcker Bird Book Fund, Kapské Město, Jihoafrická republika (1985) - Graham Chapman, John Cleese, Eric Idle, Terry Gilliam, Terry Jones , Michael Palin
Monty Python a svatý grál
Python (Monty) Pictures Ltd. (1975) - Avian Demography Unit
SAFRING výsledky evropské vlaštovky (Hirundo rustica)
Katedra statistických věd, Univerzita v Kapském Městě (2002) - Graham K. Taylor, Robert L. Nudds, Adrian LR Thomas
Plavba a plavání zvířat na Strouhalském čísle vyladěném pro vysokou energetickou účinnost
Nature 425, 707–711 (16. října 2003) - E-mailová korespondence s Grahamem Taylorem z katedry zoologie University of Oxford (22. – 23. října 2003)
- Kirsty J. Park, Mikael Rosén, Anders Hedenström
Kinematika letu vlaštovky obecné (Hirundo rustica) v širokém rozsahu rychlostí ve větrném tunelu
The Journal of Experimental Biology 204, 2741–2750 (2001) - Ashur Cherry
Asyrské dějiny
Mezopotámská encyklopedie (2001)