Почему перелетные птицы летят клином, а не друг за другом?

Полагаю, большинство из нас замечали стаи перелетных птиц, гусей или уток, например, летящих определенным строем. Чаще всего мы видим их осенью или ранней весной, в сезон миграций. Они, как правило, перемещаются большими группами, выстраиваясь в V-образный клин, где одна птица лидирует, а остальные летят следом.


Ученые, занимающиеся исследованием этого феномена, утверждают, что существует 2 причины такого поведения птиц.
Первая: подобная формация существенно уменьшает лобовое сопротивление, по сравнению с одиночным полетом. Каким образом?
- Птицы используют завихрения, срывающиеся с концов крыльев.


Эти завихрения в значительной степени расходуют энергию, т. к. создают нисходящий поток и «топят» крыло. С другой стороны, нисходящий вихрь сопровождается возникновением рядом восходящего, который может с успехом использовать соседняя птица, если будет находиться чуть в превышении над первой.


Птица, летящая в зоне восходящего вихря, естественным образом получает «бесплатный лифт» , а значит может лететь с меньшим углом атаки. Меньший угол атаки = меньшее лобовое сопротивление, и ей больше не приходится так усердно работать крыльями, чтобы обеспечить себе прямолинейный полет. Силы расходуются экономнее, что позволяет совершать более длительные перелеты.

Это открытие ученые совершили, наблюдая за частотой сердечного пульса пеликанов во время перелета. Данные показывали, что сердце у птиц, летящих V-формацией, работало спокойнее, нежели у тех, кто летел по одиночке. Другое наблюдение показывает, что группа птиц способна совершить на 70% более далекий перелет, нежели одна, потратив равное количество энергии.
Позже эти наблюдения закрепились теорией. Правильно выстраиваясь относительно друг друга, стая птиц достигает наиболее экономичной и выгодной системы расходования энергии, уменьшая сопротивление. Однако, не каждая птица получает равные условия. Тому, кто летит в пока еще невозмущенном воздухе достается самая тяжелая работа. Тем же, кто следует за ней, уже достается восходящая часть турбулентности друг друга.
Легче всех приходится тем, кто следует сразу за лидирующей птицей. Впрочем, даже лидер получает некоторые преимущества перелета в стае: сопротивление уменьшается благодаря тому, что следующие за ней две соседние птицы махами крыльев разрушают его нисходящий поток. Точно также следующие две помогают предыдущим. В итоге: самая выгодная позиция в стае – в середине V-образной формации. Им достается как восходящая часть турбуленции впереди летящего, так и разрушение нисходящей части по средствам следующей за ней птицей. Последнее преимущество, к сожалению, не получают «замыкающие». Не смотря на все преимущества V-образной формации, лидирующей особи приходится тяжело. Когда она устает – она уступает свое место другой, а сама уходит назад, чтобы отдохнуть. Тоже происходит и с замыкающими.
Навыки этой слаженной командной работы естественным образом приходят каждой молодой птице, ощутившей насколько же проще лететь в стае, чем по одиночке.

По другим предположениям, V-образная формация позволяет стае быстрее обмениваться сигналами и держать друг друга в поле видимости. Это сводит к минимуму вероятность потеряться во время долгой миграции.
Почему птицы летают строем, по форме, напоминающей букву “V”?