Kinematische gegevens voor beide Afrikaanse soorten waren moeilijk te vinden, maar de schuur of Europese zwaluw (Hirundo rustica) is intensief bestudeerd, en kinematische gegevens voor die soort was direct beschikbaar.
Het is een simpele kwestie van gewichtsverhoudingen
Een 54-jarig onderzoek onder 26.285 Europese zwaluwen gevangen en vrijgelaten door de Avian Demography Unit van de University of Capetown stelt vast dat de gemiddelde volwassen Europese zwaluw een vleugellengte heeft van 12,2 cm en een lichaamsgewicht van 20,3 gram.4
Omdat vleugelslagfrequentie en vleugelamplitude zowel schaal met lichaamsgewicht, 5 als vluchtkinematisch zijn er zijn gegevens beschikbaar van ten minste 22 andere vogelsoorten, 6 het zou mogelijk moeten zijn om de frequentie (f) en amplitude (A) van de Europese zwaluw te schatten door een vergelijking met vergelijkbare soorten. Met die twee getallen is het mogelijk om de luchtsnelheid (U) te schatten.
Om de luchtsnelheid te behouden, moet een zwaluw drieënveertig keer per seconde met zijn vleugels slaan, toch?
Eigenlijk fout. Door de Europese zwaluw te vergelijken met vogelsoorten met een vergelijkbaar lichaamsgewicht, kunnen we schatten dat de zwaluw 18 keer per seconde met zijn vleugels slaat met een amplitude van 18 cm:
| Soorten | Lichaamsmassa | Frequentie | Amplitude |
| Zebravink | 13 g | 27 Hz | 11 cm |
| Europese zwaluw | 20 g | ≈ 18 Hz? | ≈ 18 cm? |
| Valse specht | 27 g | 14 Hz | 29 cm |
| Grasparkiet | 34 g | 14 Hz | 15 cm |
Merk op dat zelfs de kleine zebravink tijdens het varen niet meer dan 27 keer per seconde met zijn vleugels klapt.
Als we het lichaamsgewicht negeren en alleen naar vogels kijken sp ecies met een vergelijkbare spanwijdte, kunnen we een gemiddelde frequentie schatten van 14 slagen per seconde en een amplitude van 23 cm:
| Soorten | Spanwijdte | Frequentie | Amplitude |
| Grasparkiet | 27 cm | 14 Hz | 15 cm |
| Europese zwaluw | ≈ 28–30 cm | ≈ 14 Hz? | ≈ 23 cm? |
| Valse specht | 31 cm | 14 Hz | 29 cm |
| Spreeuw | 35 cm | 14 Hz | 26 cm |
Door alle 6 waarden te middelen, kunnen we schatten dat een gemiddelde Europese zwaluw op kruissnelheid vliegt met een frequentie van ongeveer 15 slagen per seconde en een amplitude van ongeveer 22 cm.
Sla een beetje over, broeder
Het artikel van vorige maand over The Strouhal Number in Cruising Flight liet zien hoe vereenvoudigde vluchtgolfvormen die de amplitude uitzetten tegen de golflengte nuttig kunnen zijn om de Strouhal-verhouding (fA / U) te visualiseren, een dimensieloze parameter die neigt te vallen in het bereik van 0,2-0,4 tijdens een efficiënte kruisvlucht.
Voor een Europese zwaluw die vliegt met onze geschatte vleugelslagamplitude van 24 cm, varieert het voorspelde patroon van kruisvluchten van een Strouhalgetal ( St) van 0.2:
… naar een minder efficiënte 0.4:
Als het eerste diagram (St = 0.2) nauwkeurig is, zou de kruissnelheid van de Europese zwaluw ongeveer 16 meter per seconde zijn (15 slagen per seconde * 1,1 meter per slag). Als het tweede diagram (St = 0,4) nauwkeurig is, zou de kruissnelheid van de Europese zwaluw dichter bij 8 meter per seconde liggen (15 slagen per seconde * 0,55 meter per slag).
Als we tot rust komen op een tussenliggende Strouhal-waarde van 0,3:
We kunnen de luchtsnelheid van de Europese zwaluw schatten op ongeveer 11 meter per seconde (15 slagen per seconde * 0,73 meter per slag).
Drie zal het aantal zijn dat u zult tellen
De luchtsnelheid kan ook worden voorspeld met behulp van een gepubliceerde formule. Door deze middelpunt Strouhal-verhouding van 0,3 (fA / U ≈ 0,3) om te keren, hebben Graham K. Taylor et al. laat zien dat als vuistregel de snelheid van een vliegend dier ongeveer 3 keer frequentie maal amplitude is (U ≈ 3fA) .5
We hoeven nu alleen de cijfers in te voeren:
U ≈ 3fA
f ≈ 15 (slagen per seconde)
A ≈ 0,22 (meter per slag)
U ≈ 3 * 15 * 0,22 ≈ 9,9
… om te schatten dat de luchtsnelheid van een onbeladen Europese zwaluw 10 meter per seconde is.
Oh, ja, daar ben ik het mee eens
Met wat verder onderzoek werd duidelijk dat deze schattingen juist zijn, hoewel misschien toevallig.
Een daadwerkelijke studie van twee Europese zwaluwen die vliegen in een turbulente windtunnel in Lund, Zweden, toont aan dat zwaluwen veel langzamer met hun vleugels klapperen dan mijn schatting, met slechts 7-9 slagen per seconde:
“Vergeleken met andere soorten van vergelijkbare grootte heeft de zwaluw een vrij lage vleugelslagfrequentie en relatief lange vleugels.” 7
De maximumsnelheid die de vogels konden aanhouden was 13–14 meter per seconde, en hoewel de Lund-studie niet specifiek over cruisevluchten gaat, is het meest efficiënte klappen (7 slagen per seconde) deden zich voor bij een luchtsnelheid van 8–11 meter per seconde, met een amplitude van 90–100 & graden (17–19 cm).
En er was veel vreugde
De bovenstaande cijfers middelen en ze inpluggen in de Strouhal-vergelijking voor kruisvlucht (fA / U = 7 slagen per seconde * 0,18 meter per slag / 9,5 meter per seconde) geeft een Strouhalgetal van ongeveer 0,13:
… wat wijst op een verrassend efficiënt vluchtpatroon dat ver onder het verwachte bereik van 0,2-0,4 valt.
Hoewel een definitief antwoord natuurlijk verdere metingen vereist, gepubliceerde soort-brede gemiddelden van vleugellengte en lichaamsgewicht, initiële Strouhal-schattingen op basis van die gemiddelden en soortoverschrijdende vergelijkingen, de Lund-wind t Onnatuurlijke studie van vogels die met verschillende snelheden vliegen, en herziene Strouhal-cijfers op basis van die studie leiden me er allemaal toe om te schatten dat de gemiddelde kruissnelheid van een onbeladen Europese zwaluw ongeveer 11 meter per seconde is, of 24 mijl per uur.
Wat is de hoofdstad van Assyrië?
Voor wie op zoek is naar aanvullende antwoorden: de vier hoofdsteden van Assyrië waren Ashur (of Qalat Sherqat), Calah (of Nimrud), de kortstondige Dur Sharrukin (of Khorsabad) en Nineveh.8 De ruïnes van alle vier de oude steden vallen binnen de moderne staat Irak.
Dank aan iedereen die heeft geschreven met opmerkingen en vragen. De reacties worden hier gepost, samen met een herziene schatting van dr. Graham Taylor en enkele alternatieve theorieën.
- Chris & Tilde Stuart
Birds of Africa: From Seabirds aan Seed-Eaters
MIT Press (1999) - G. L. Maclean
Roberts ‘Birds of Southern Africa
John Voelcker Bird Book Fund, Kaapstad, Zuid-Afrika (1985) - Graham Chapman, John Cleese, Eric Idle, Terry Gilliam, Terry Jones , Michael Palin – Monty Python en de Heilige Graal
Python (Monty) Pictures Ltd. (1975) - Eenheid voor vogeldemografie
SAFRING-resultaten van de Europese zwaluw (Hirundo rustica)
Afdeling Statistische Wetenschappen, Universiteit van Kaapstad (2002) - Graham K. Taylor, Robert L. Nudds, Adrian LR Thomas
Vliegende en zwemmende dieren cruisen op een Strouhal-nummer dat is afgestemd op hoge energie-efficiëntie
Nature 425, 707–711 (16 oktober 2003) - E-mailcorrespondentie met Graham Taylor van de afdeling Zoölogie van de Universiteit van Oxford (22–23 oktober 2003)
- Kirsty J. Park, Mikael Rosén, Anders Hedenström
Vliegkinematica van de boerenzwaluw (Hirundo rustica) over een breed scala aan snelheden in een windtunnel
The Journal of Experimental Biology 204, 2741–2750 (2001) - Ashur Cherry
Assyrische geschiedenis
The Mesopotamian Encyclopedia (2001)