Сегодня в нашей кунсткамере любопытный образчик - операционная система, написанная на чистом ассемблере. Вместе с драйверами, графической оболочкой, десятками предустановленных программ и игр она занимает меньше полутора мегабайт. Знакомься - исключительно быстрая и преимущественно российская ОС «Колибри».
Развитие «Колибри» шло довольно быстро вплоть до 2009 года. Птичка научилась летать на разном железе, минимально требуя первый «Пентиум» и восемь мегабайт оперативной памяти. Минимальные системные требования «Колибри» таковы:
- ЦП: Pentium, AMD 5×86 или Cyrix 5×86 без MMX с частотой 100 МГц;
- ОЗУ: 8 Мбайт;
- видеокарта: VESA-совместимая с поддержкой режима VGA (640 × 480 × 16).
Современная «Колибри» - это регулярно обновляемые «ночные сборки» последней официальной версии, вышедшей в конце 2009 года. Мы тестировали билд 0.7.7.0+ от 20 августа 2017 года .
WARNING
В настройках по умолчанию у KolibriOS отсутствует доступ к дискам, которые видны через BIOS. Хорошенько подумай и сделай бэкап, прежде чем менять эту настройку.
Изменения в ночных сборках хоть и невелики, но за годы их накопилось достаточно. Обновленная «Колибри» может писать на разделы FAT16–32 / ext2 - ext4 и поддерживает другие популярные файловые системы (NTFS, XFS, ISO-9660) в режиме чтения. В ней появилась поддержка USB и сетевых карт, был добавлен стек TCP/IP и звуковые кодеки. В общем, в ней уже можно что-то делать, а не просто посмотреть разок на сверхлегкую операционку с GUI и впечатлиться скоростью запуска.
Как и предшествующие версии, последняя «Колибри» написана на flat assembler (FASM) и занимает одну дискету - 1,44 Мбайт. Благодаря этому ее можно целиком разместить в какой-нибудь специализированной памяти. Например, умельцы записали KolibriOS прямо во Flash BIOS . Во время работы она может целиком размещаться в кеше некоторых процессоров. Только представь: вся операционка вместе с программами и драйверами кеширована!
INFO
При посещении сайта kolibrios.org браузер может предупредить об опасности. Причина, судя по всему, - это ассемблерные программы в дистрибутиве. Сейчас VirusTotal определяет сайт как совершенно безопасный.
«Колибри» легко загружается с дискеты, винчестера, флешки, Live CD или в виртуальной машине. Для эмуляции достаточно указать тип ОС «другая», выделить ей одно ядро процессора и немного оперативки. Диск подключать необязательно, а при наличии роутера с DHCP «Колибри» моментально подключится к интернету и локальной сети. Сразу при загрузке ты увидишь соответствующее уведомление.
Одна проблема - протокол HTTPS не поддерживается встроенным в «Колибри» браузером. Поэтому сайт посмотреть в ней не удалось, так же как открыть страницы Google, Yandex, Wikipedia, «Сбербанка»… собственно, никакой привычный адрес. Все давно перешли на защищенный протокол. Единственный сайт с олдскульным чистым HTTP, который мне попался, - это «портал Правительства России», но и он выглядел в текстовом браузере не лучшим образом.
Настройки внешнего вида в «Колибри» с годами улучшаются, но все еще далеки от идеала. Список поддерживаемых видеорежимов отображается на экране загрузки «Колибри» при нажатии клавиши с латинской буквой a.
Перечень доступных вариантов невелик, и нужного разрешения в нем может не оказаться. Если у тебя видеокарта с ГП AMD (ATI), то можно сразу добавить кастомные настройки. Для этого нужно загрузчику ATIKMS передать параметр -m
/RD/1/DRIVERS/ATIKMS -m1280x800x60 -1
Здесь /RD/1/DRIVERS/ATIKMS - это путь до загрузчика (RD - RAM Disk).
При работе системы выбранный видеорежим можно посмотреть командой vmode и (теоретически) переключать вручную. Если «Колибри» запущена в виртуалке, то это окно останется пустым, а вот при чистой загрузке драйверы видео Intel можно добавить от i915 до Skylake включительно.
Удивительно, но в KolibriOS уместилась куча игр. Среди них есть логические и аркадные, пятнашки, змейка, танки (нет, не WoT) - целый «Игровой центр»! На «Колибри» портировали даже Doom и Quake.
Еще из важного нашлась читалка FB2READ. Она корректно работает с кириллицей и имеет настройки отображения текста.
Все пользовательские файлы рекомендую хранить на флешке, но подключать ее нужно обязательно через порт USB 2.0. Наша флешка USB 3.0 (в порте USB 2.0) объемом 16 Гбайт с файловой системой NTFS определилась сразу. Если нужно записывать файлы, то стоит подключить флешку с разделом FAT32.
В дистрибутив «Колибри» входит три файловых менеджера, утилиты для просмотра изображений и документов, аудио- и видеоплееры и прочие пользовательские приложения. Однако основное внимание в ней уделено разработке на ассемблере.
Встроенный текстовый редактор имеет подсветку ASM-синтаксиса и даже позволяет сразу запускать набранные программы.
Среди средств разработки есть компилятор Oberon-07/11 для i386 Windows, Linux и KolibriOS, а также низкоуровневые эмуляторы: E80 - эмулятор ZX Spectrum, FCE Ultra - один из лучших эмуляторов NES, DOSBox v.0.74 и другие. Все они были специально портированы на «Колибри».
Если оставить KolibriOS на несколько минут, то запустится скринсейвер. На экране побегут строки кода, в которых можно увидеть отсылку к MenuetOS.
Продолжение доступно только подписчикам
Вариант 1. Оформи подписку на «Хакер», чтобы читать все материалы на сайте
Подписка позволит тебе в течение указанного срока читать ВСЕ платные материалы сайта. Мы принимаем оплату банковскими картами, электронными деньгами и переводами со счетов мобильных операторов.
Колибри - небольшие по размеру птицы, которые живут и в Северной и в Южной Америке. Существует 330 видов колибри, причем подавляющее большинство - это ярко окрашенные птицы очень небольшого размера. Весят колибри всего лишь несколько граммов. Максимальный размер одного из видов колибри почти равен размеру обычного скворца. Самая маленькая колибри весит 2 грамма, длина ее тела всего лишь несколько сантиметров.
Колибри примечательны не только размером. Дело в том, что эти птицы - мастера полета высокого класса. Они могут летать практически в любом направлении, зависать в воздухе, совершать вертикальный взлет и посадку. Зависать на месте могут и некоторые другие птицы, но колибри превосходят все прочие виды, останавливаясь на одном месте надолго и без видимых усилий.
Во время «полета на месте» колибри приходится выписывать крыльями восьмерку. Благодаря этому птица держится в воздухе в вертикальном положении. Скорость взмахов крыльев колибри огромна - около 50-80 взмахов в секунду. Но и это не предел. Ухаживая за самкой самец одного из видов колибри делает более 200 взмахов за секунду. Разгон до максимальной скорости и мгновенная остановка у этих птиц происходит практически мгновенно, всего лишь за несколько секунд. Скорость небольшой птички достигает 50 км/ч, что действительно много для такого небольшого существа.
По словам Дугласа Уоррика из университета Орегона (Oregon State University), колибри используют стиль полета, который является промежуточным между стилем птиц и стилем насекомых. В процессе полета эти животные получают около 25% подъемной силы от движения крыльев вверх и 75% от движения вниз. У насекомых дело обстоит несколько иначе: от движения крыльев вверх и вниз тело получает около 50% подъемной силы. У большинства птиц тело получает подъемную силу преимущественно от движения крыльев вниз.
Кристофер Кларк из Университета Калифорнии при помощи скоростной камеры запечатлел момент вхождения колибри в пике. Проведенные расчёты показали, что колибри развивают скорость в примерно 400 корпусов в секунду. Это больше, чем у включенного на форсаже реактивного истребителя или у шаттла, который входит в атмосферу Земли. Несмотря на скорость, колибри и тормозят практически мгновенно, о чем уже упоминалось. Так быстро останавливать движение могут очень немногие организмы, способные летать.
Колибри превосходят в искусстве полета подавляющее большинство птиц. Да и структура тела, строение крыльев у них отличается от всех других пернатых. Для того, чтобы получить возможность так быстро махать крыльями, колибри должны иметь короткие и прямые кости плеча и предплечья. Кости крыльев - прочные и легкие благодаря тому, что они полые. Структура самого крыла очень жёсткая благодаря тому, что ряд суставов просто не двигается.
Плечевые суставы гибкие. Благодаря этому они могут двигаться в любом направлении. Также они могут вращаться примерно на 180 градусов. Плюс ко всему, колибри могут менять угол крыла для изменения траектории движения. На это способно очень малое число видов птиц. Кроме костей, должны быть и мощные мышцы. У колибри масса мышц крыльев составляют около 40% всей массы тела.
Для обеспечения мышц кислородом во время работы нужен еще и кислород. Его колибри получают благодаря развитой дыхательной системе, которая включает 9 воздушных мешков. Они составляют с легкими единую систему. Во время движения мышцы выталкивают воздух из этих мешочков, благодаря чему легкие получают дополнительные порции кислорода.
Обеспечить весь организм кислородом - непростая задача. Но с ней справляется большое сердце, занимающее примерно половину тела птицы. Оно прокачивает кровь, обеспечивая приток кислорода ко всем тканям и органам колибри. Частота сердечного ритма в случае колибри - 500 ударов в минуту в состоянии покоя. Во время полета пульс птицы ускоряется вплоть до 1200 ударов в минуту. Дыхание тоже очень быстрое - вплоть до 600 циклов вдох-выдох за минуту.
Для такой активной работы нужны и питательные вещества. Большинство колибри получает достаточное количество энергии из нектара - очень калорийного вещества, которое практически моментально перерабатываются пищеварительной системой птицы. За день ряд видов некрупных колибри, которые питаются нектаром, потребляют в два раза больше пищи, чем весят сами. Практически вся энергия расходуется на полет. В активном состоянии тело колибри нагревается до примерно 42 °С. Ночью же температура падает до 15-22°С. Очень немногие теплокровные животные способны выжить при такой резкой смене температуры тела.
Для добычи нужного количества пищи колибри используют свой длинный клюв, способный проникнуть глубоко в чашечку цветка. Некоторые виды колибри поступают еще оригинальнее, прокалывая клювом основание цветка, если не могут добраться до нектара обычным способом. Для добычи нектара используется и длинный язык, имеющий специальную форму. Эта форма помогает нектару оставаться на языке в то время, когда колибри решили подкрепиться.
Нектар захватывается языком и благодаря форме языка поступает прямо в горло. Чтобы обеспечить свой организм достаточным количеством энергии, ряд видов колибри должны питаться очень часто - каждые 10-20 минут. Летать птицы могут и под дождем - это необходимо для их выживания. Если бы колибри не могли летать под дождем, это поставило бы под угрозу выживание ряда видов.
Удивляют колибри еще и тем, что способны перелетать на очень большие расстояния. Например, рубиновогорлый колибри на зимовку перелетает из Канады в Мексику и Панаму. Расстояние перелета составляет 5000 километров. Средняя скорость полета - около 50 километров в час. Далеко не все крупные птицы способны выдержать такой длительный и изнурительный перелет, не говоря уже о мелких птичках.
Ученые утверждают, что колибри просто созданы для полета. Вряд ли будет преувеличением сказать, что колибри являются лучшими летунами в мире.
На нашей планете существует огромное количество видов живых существ. В каждом есть свои рекордсмены по размерам.
В мире птиц самыми маленькими считаются колибриобразные. А семейство Колибри — их единственный представитель.
Описание и рекорды вида
Колибри насчитывают больше 330 видов по всему миру. Их размеры варьируются от 5,7 см до 21,6 см. Средний вес птицы составляет около 20 г.
Самой крошечной птицей в этом семействе является Кубинская колибри-пчелка, имеющая около 5 см роста от клюва до хвостика. Вес этого удивительного создания примерно 2 г, что можно сравнить, например, с двумя канцелярскими скрепками.
Колибри-пчелка имеет интересный шмелиный окрас. Верхнее оперение отличается зеленым окрасом, а нижнее – белым.
В целом окрас колибри разнообразен – в зависимости от вида он может быть бурым с зеленым отливом, изумрудно-зеленым, красно-бурым, серо-желтым, ярко-красным.
Цвет перьев может резко измениться на солнечном свете и стать более ярким. Зачастую даже от угла зрения может поменяться внешний вид одной и той же особи.
Самыми яркими окрасами обладают самцы колибри, перья самок же наделены более слабыми цветами.
Великолепные, словно вылепленные искусным скульптором, тонкие перья сочетают в себе разнообразные цветовые гаммы. Длинный тонкий клюв птицы, верхняя часть которого несколько больше нижней, также не отстает от оперения и имеет свой окрас.
Уникальный полет колибри
Удивительно, но птицы колибри умеют летать не только вперед, но и назад! Длинные и острые крылья этих крох обладают 9 или 10 большими маховыми перышками и 6 короткими малыми.
В полете на максимальной скорости, достигающей больше 50 км/час (а некоторые особи умеют летать и со скоростью в 100 км/час), крылья работают так быстро, что могут превысить 200 взмахов в секунду.
Зависшая на месте пташка может парить с частотой в 50 взмахов в секунду. Быстрота настолько велика, что можно увидеть лишь тень движения. Но в этот момент крылья совершают восьмиобразные движения. Это позволяет держаться в воздухе на одном месте.
Птичка колибри известна своей необычной способностью перемещаться в любую сторону – вперед, назад, вверх, вниз, влево и вправо.
Их движения настолько быстрые, что человеку кажется, будто это пушистый яркий шарик промелькнул мимо, а не птица. Характерный звук, сопровождающий полет колибри, похож на вибрацию.
Как питается колибри?
Важным моментом в описании особенностей птицы колибри является их способ добычи пропитания. Кроха, подлетая к цветам, зависает на месте и просовывает свой вытянутый острый клюв в бутон для добычи нектара.
Птичка высовывает свой длинный раздвоенный язык и совершает самые настоящие глотательные движения.
Маленькое сердечко колибри работает с невероятной частотой в 500 ударов в минуту. И это показатели при парении на месте, то есть в спокойном состоянии.
Когда пташка передвигается, ее сердце может увеличить свою работу до 1500 ударов в минуту. Представляете, насколько это мощный моторчик?
Миниатюрные лапки птицы не позволяют ей перемещаться по земле, поэтому почти всю свою жизнь она проводит в полете. Несмотря на это, птички могут спать головой вниз, цепляясь небольшими когтями за веточки, словно летучие мыши.
Особенность колибри
Удивительным фактом, помимо всего вышеперечисленного, является температура тела птицы колибри. Когда она спит, ее температура тела опускается до 17С. При этом в дневное время суток и во время движения, температура достигает аж 42С!
Во время болезни или когда крохе не удается найти достаточное количество пищи, может наступить своеобразный анабиоз. Птица как будто окоченеет и не будет двигаться. Если ее не накормить и не согреть, то она может умереть.
Колибри в естественной среде обитания живут не более 9-10 лет, в условиях неволи гораздо меньше. За это время они ставят настоящие рекорды по пройденному расстоянию. Цена за такую птицу очень высока.
Им очень трудно предоставить необходимые условия проживания, так как у колибри есть ряд потребностей: каждодневные длительные полеты, разнообразное натуральное питание и правильная температура воздуха. Их нельзя кормить исключительно медовым сиропом, они нуждаются в различных цветах.
Поведение и ареал обитания
Помимо своего необычного внешнего вида, колибри отличились своим характером. Они озорные, смелые, бесстрашные и азартные.
Несмотря на это, они одиночки и редко образуют стаи. В таких группах каждая пташка будет проявлять свои черты характера и индивидуальность. Из-за этого часто возникают конфликты и ссоры.
Размножение
Колибри размножаются в маленьких уютных гнездах, которые вьют самки из мягких трав. Гнездо должно быть глубоким, чтобы самка, сидя в таком, как будто зависала.
Они откладывают не больше двух яиц за раз, вес которых может быть около 2 г. Период высаживания длится 15-20 дней. Еще столько же времени птенцы живут в гнезде и крепнут.
Самка приносит нектар и заливает их в клювы детей.
Самец, так как этот вид птиц никогда не строит крепкие партнерские отношения, крайне редко принимает участие в кормлении и воспитании.
Но существуют факты, что иногда самец охраняет территорию с гнездом от опасностей. Свой бесстрашный характер колибри проявляются при малейшей опасности, особенно если это касается выводка. Они готовы напасть даже на птицу гораздо больших размеров.
Колибри порой селятся рядом с людскими домами. Порой любители этих уникальных птиц специально высаживают рядом с домами любимые цветы колибри, ставят поилки с медовым сиропом. Они вряд ли подарят красивые песни (петь умеют только самые маленькие виды), лишь слабо слышное чириканье.
Птицы могут жить в горах и на равнинах, иногда на пустынных территориях. Основное обитание колибри – река Амазонка.
Одним из фактов является их необходимость мигрировать в зимний период в теплые места. Это касается тех видов, что живут в умеренных широтах.
Фото колибри
В погоне за самой маленькой на свете птицей нас занесло на задний двор дома цвета фламинго в кубинском городке Пальпите. Орнитолог Кристофер Кларк загрузил машину доверху: тут и камеры, и звуковое оборудование, и прозрачная клетка-куб. С момента нашего приезда не прошло и нескольких минут, а Кларк уже носится как угорелый: пытается угнаться за крылатой пулей, которая носится между кустов гамелии. Тщетно! Даже когда колибри застывает над цветком для «дозаправки», ее крылья продолжают биться настолько стремительно, что человеческий глаз неспособен различить их очертания.
Колибри-пчелка (Mellisuga helenae), ускользающая от Криса, даже по меркам своих миниатюрных сородичей, сущий карлик: ее радужно-зеленое тельце весит чуть больше миндального орешка. Кубинцы прозвали кроху zunzuncito – маленькая жужжалка, ибо именно этот звук издают ее машущие крылья.
Но не зря говорят «мал, да удал» – завидев гостью на своей территории, самец встречает ее с большим энтузиазмом. К нему пожаловала хорошенькая самочка, заключенная в прозрачную клетку, которую Кларк водрузил на гофрированную металлическую крышу дома. Недоступность самки ничуть не охлаждает пыл самца, взмывающего ввысь со своей ветки. Он зависает в воздухе и испускает трель в ее честь, затем поднимается все выше, превращаясь в точку на облачном небе, а на пике полета кренится вперед и падает камнем вниз. В следующее мгновение все повторяется: взмыл – накренился – спикировал. Аттракцион длится не более секунды – трюкач растворяется в воздухе, лишь слегка всколыхнув листву.
Я смотрел на это брачное шоу во все глаза, но ничего не разглядел. Крис тоже в этом не преуспел, зато он сделал кое-что получше – записал все представление на скоростную камеру, которая дробит каждую секунду на пять сотен кадров. Загрузив видео, Кларк показывает мне отснятый материал на ноутбуке, прокручивая драгоценные кадры один за другим. Только тогда мы наконец-то смогли увидеть пируэты, которые было невозможно разглядеть на такой скорости.
Исследуя брачные игры самцов кубинских колибри-пчелок, ученые поймали несколько пичужек, чтобы измерить вес тела и размах крыльев (вверху). Этот малыш лежал на весах смирно: колибри временно теряют ориентацию, если перевернуть их на спину; но едва приняв привычное положение, стремительно уносятся прочь. Во время съемок ни одна птичка не пострадала. Источник: Кристофер Кларк, Калифорнийский университет (Риверсайд).
Где только не ступала нога Кларка за последние восемь лет – от пустынь Аризоны до дождевых лесов Эквадора и сельских пустошей Кубы! Отсняв брачные игры колибри-пчелки, профессор возвращается в свою лабораторию в Калифорнийском университете (Риверсайд), где изучает видеосюжеты, реконструируя полет птицы. Его открытия позволят узнать много нового о механизме птичьего полета вообще и о брачных играх колибри в частности.
Молниеносные маневры и красочное оперение превращают полет колибри в фейерверк. Некоторые виды этих птичек совершают до сотни взмахов крыльев в секунду; частота серд-цебиения у пичужек превышает тысячу ударов в минуту, а нектар они всасывают почти неуловимыми движениями языка. Колибри – воплощение ускользающей красоты. Как тут не поддаться искушению замедлить полет колибри и разложить движения на стоп-кадры, чтобы перенестись в их сказочный мир?
Обитают Колибри исключительно в Северной и Южной Америке: от юга Аляски до архипелага Огненная Земля насчитывается около 340 видов. Центр разнообразия – Северные Анды, где встречается 290 видов: они обжили все экосистемы между низинными дождевыми и влажными высокогорными лесами. Самый мелкий из них не весит и двух граммов; самый крупный – исполинский колибри родом из Перу и Чили – едва дотягивает до двадцати.
Впрочем, птахи бьют рекорды не только миниатюрности. Ни одна другая птица не способна зависать неподвижно на полминуты, а то и дольше. Из пернатых лишь они умеют давать задний ход – в буквальном смысле летают задом наперед. А еще колибри – чемпионы по темпам обмена веществ среди всех позвоночных. В 2013 году ученые из Торонтского университета выяснили, что, если бы колибри были величиной с человека, каждую минуту порхания в воздухе им приходилось бы выпивать банку сладкой газировки – настолько быстро они сжигают сахар. Немудрено, что эти пташки устраивают настоящие воздушные баталии за напитанные нектаром цветы.
Язык, извлекающий нектар из цветка, – специализированный орган. Почти прозрачный, он состоит из двух трубочек, похожих на скрученные полоски целлофана. Когда птица пьет нектар, ее язык проворно снует туда-сюда. При этом, как писал английский натуралист Уильям Чарлз Линней Мартин в 1852 году, жидкость «исчезает очень быстро, возможно, под действием капиллярного явления».
Когда Алехандро Рико-Гевара, биофизик из Калифорнийского университета (Беркли), вооружился высокоскоростной видеокамерой и стал снимать колибри за трапезой возле кормушек и цветов, он обнаружил, что каждая трубочка их раздвоенного язычка разворачивается и поглощает нектар за сотую долю секунды. Затем, сжимая клюв, пташка закачивает лакомый напиток в пищевод. Все то, о чем ученый XIX столетия мог только догадываться, камера XXI века запечатлела в мельчайших подробностях.
Считается, что первая попытка исследовать полет колибри была предпринята в Германии в конце 1930-х годов. При поддержке отдела кинохроники имперского министерства пропаганды два немецких орнитолога заполучили камеру, принадлежавшую военному научно-исследовательскому институту и способную снимать со скоростью 1500 кадров в секунду. С этим аппаратом они отправились в Берлинский зоопарк, где засняли два вида колибри. «Нацистский режим разрабатывал первые вертолеты, – рассказывает Карл Шухманн, бывший куратор коллекции птиц в Зоологическом научно-исследовательском музее имени Александра Кёнига в Бонне. – Хотелось знать, как птицам удается зависать на месте».
Орнитологи пришли к выводу, что по механике полета колибри больше напоминают мух и пчел, чем других птиц, ибо развивают подъемную силу при движении крыльев как вниз, так и вверх, и в своей публикации 1939 года сравнили птицу с вертолетом Focke-Wulf.
В Америке Кроуфорд Гриниуолт служил науке по другую сторону фронта: инженер, он стал участником Манхэттенского проекта – программы по разработке ядерного оружия в США. Его жена Маргаретта пристрастилась наблюдать за птицами дома, в штате Делавэр, – и заразила супруга, как он сам говорит, «лихорадкой колибри». Его фотографии ловких пташек увидели свет в ноябрьском номере National Geographic за 1960 год. Забраковав существовавшие в то время высокоскоростные кинокамеры, Гриниуолт сконструировал собственную и заснял полет колибри в самодельной аэродинамической трубе на скорости до 43 километров в час. Оказалось, когда птица ускоряется на выходе из позиции зависания, плоскость ее крыльев разворачивается из горизонтального положения в вертикальное, перенаправляя вектор тяги.
Новые кадры произвели настоящую научную революцию, но тайну, как колибри удается махать крыльями с такой фантастической скоростью, – раскрыть не помогли. Как правило, чем чаще мышцы сокращаются, тем меньше силы они развивают. Откуда же у колибри берется достаточно сил, чтобы оставаться в воздухе?
Ученые помещают колибри в аэродинамическую трубу, чтобы исследовать механику полета при скорости воздушного потока до 56 километров в час. В Калифорнийском университете (Риверсайд) черногорлый архилохус участвует в эксперименте, позволяющем оценить, насколько воздушные трюки во время брачной демонстрации отражают физическую мощь птицы. Иными словами: если самец творит в воздухе чудеса, чтобы впечатлить самку, значит ли это, что он еще и быстро летает? Чтобы сделать видимым движение воздушного потока, для этого снимка в трубу добавили водяной пар. Источник: Шон Уилкокс и Кристофер Кларк.
В 2001 году Тайсон Хедрик и его коллеги придумали оригинальный способ получить ответ на этот вопрос. Биомеханик из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, Хедрик знал, что крылья колибри отличаются от крыльев их ближайших сородичей – стрижей. Плечо и предплечье у колибри – короткие, и опору крыла в основном образуют кости кисти. Чтобы подсмотреть, как движется крыло на максимальной скорости, Хедрик объединил камеру, способную снимать со скоростью тысяча кадров в секунду, с рентгеновским аппаратом.
Просматривая кадры съемки один за другим, Хедрик заметил, что малейшие смещения кос-тей сливались в непрерывный цикл, который и позволял понять механику работы крыла. Оказалось, когда колибри машут крыльями, они не просто двигают плечами вверх-вниз. Их ноу-хау – взмах с разворотом плоскости крыла. Благодаря этой модификации они летают на «высокой передаче», так что достаточно миллиметрового сокращения мышцы, чтобы задать крылу траекторию широкой дуги.
Когда-то высокоскоростные камеры были довольно неуклюжими и громоздкими – поди потаскай такую за собой в погоне за колибри! Сегодня они умещаются в кармане, и, если хочешь изучать колибри, без скоростной камеры не обойтись. Замедляя время, ученые могут узнать больше о том, что происходит, когда законы биологии сочетаются с законами физики. «Есть вещи, которые никак не увидеть невооруженным глазом, – говорит Кристофер Кларк. – А направишь на них высокоскоростную камеру и думаешь: “Ага! Так вот что эта птица там выделывает!”».
Чтобы «запастись горючим» для дневного полета, колибри могут выпивать нектара больше, чем весят сами. При этом языком они совершают до 15 лакающих движений в секунду. Раздвоенный язычок калипты Анны можно рассмотреть сквозь стеклянные стенки сосуда: колибри пьет искусственный нектар, в который для поддержания здоровья птиц в неволе добавлен белок и другие питательные вещества (крупинки в сосуде). Поделиться с друзьями: Специалистов давно изумляет эффективность, с которой колибри расходуют энергию во время многокилометровых перелетов. Перелетая Мексиканский залив, эти крохотные создания теряют 2 грамма веса на 800 километров. Если бы человек при своих 70 килограммах мог производить столько же энергии, он развивал бы мощность в 60 л. с.! Но не только энергетические характеристики колибри привлекают к себе внимание ученых. Немало загадок задают эти летающие малютки и оптикам. В состоянии покоя они ничуть не красивее обычных городских воробьев, но стоит им взлететь и... в воздухе начинаются вспышки золотых, фиолетовых, розовых искр. Если отойти подальше, птички станут похожи на летающие драгоценные камни - рубины, сапфиры, изумруды. Попробовали снять однажды колибри в полете кинокамерой - птичка оказалась кофейносерой. В чем же секрет? Летающий драгоценный камень делает 90 взмахов крыльями в секунду. Именно 90, и поэтому работа крыльями не может быть замечена человеческим глазом. Разглядывая перья этих пташек под микроскопом, специалисты по бионике увидели на квадратном миллиметре - миллионы бесцветных роговых пластинок. Действуя на свету как миниатюрные зеркала и призмы, эти пластинки и позволяют колибри столь прихотливо менять окраску своего «туалета».
Главное совершенство колибри - ее полет. Совершенство во всех отношениях! И пташка демонстрирует его на практике каждый день. Фигуры высшего пилотажа отличаются сложностью, недоступной для летательных аппаратов, сделанных руками человека. Выполняются они с непринужденностью, вызывающей зависть у асов высшего пилотажа. Начинается все с момента взлета: птичка без всякой подготовки сразу поднимается вверх. Она не приседает, не расправляет крыльев, а просто мгновенно взлетает. Это трудно себе представить. Однако она тут же показывает не только вертикальный взлет, но и свою возможность как бы застывать в одной точке, висеть неподвижно в воздухе. Неподвижно? Да, ведь трепыхание ее крыльев не заметишь. Сокол тоже может держаться на одном месте, но его тело дрожит от беспрерывного биения крыльев.
Если у колибри хорошее настроение, что часто бывает в утренние часы, пташка приступает к воздушной акробатике. Она кружит, забирается в высоту, пикирует, зависает на месте, а потом вдруг летит, летит хвостиком вперед...
Бионики, изучившие головоломные трюки колибри в воздухе, восторженно отмечают, что эти комочки перьев - единственное из всех живых существ, умеющих летать не только задом наперед, но и боком, а еще и брюшком вверх. Приборами зафиксирован случай в Перу, когда колибри пикировал с высоты 50 метров почти до земли, а затем сразу же взвился вверх в исходную точку. Скорость в обоих случаях равнялась 133 км/час. При падении вниз пташка свои крылья не складывала, как это делает голубь. Они трепыхались, так сказать, на максимальных оборотах. Как же она тормозила? Каков же здесь секрет природы?
Киносъемка показывает, что торможение происходит буквально в точке, и из этой же точки начинается полет вверх с той же постоянной скоростью в 133 км/час. Словом, секрет подобного мастерства не из простых. До конца он не разгадан, но по анализу отдельных кадров кое-что проясняется: в тот кратчайший миг, когда колибри решает тормозить, ее крылья начинают работать как бы в режиме реверса - трепыхаться в обратном движению направлении. И происходит это за 1/50 долю секунды. Человек пока и близко не подошел в своей технике к такому молниеносному реверсу. Есть чему позавидовать!
Наблюдения ученых за воздушными акробатами в Бразилии и Мексике показывают, что колибри своими крыльями не машут вверх и вниз, как все другие птицы. Трепыхания здесь очень сложные - на смазанных фотоснимках они выглядят в виде горизонтальной восьмерки. Следовательно, делают вывод бионики, в движениях крыльев нет мертвой точки, энергия используется максимально эффективно. Подъемная сила и маневренность не меняют своих значений скачкообразно. Маневренность всегда фантастическая! И в то же время шустрой птичке свойственна после стремительного полета крайняя деликатность приземления - она садится на веточку или былинку так, что временный аэродром даже не шелохнется.
Удивительное миниатюрное создание! Универсальный воздушный акробат! Чудо биотехники! «Вот если бы построить вертолет или спортивный самолет со всеми свойствами колибри!» - вздыхают конструкторы. И не только вздыхают. Сейчас изучение аэродинамических характеристик колибри проводится с помощью новейших приборов. И, быть может, зависть скоро превратится в оригинальные конструкторские решения. И все это не только слова и планы. Есть уже первые конструкторские разработки. К примеру, пенсионер Леонид Атланов, живущий близ Нальчика, уже строит одну за другой модели махолетов, движение крыльев которых по плоской восьмерке как бы повторяет удивительное порхание крошечной тропической пичужки. И как не пожелать тут успехов упорному пенсионеру!