UPPERTEN · A KOLIBRI
A kolibri tudománya
Az oldalunkon repülő kolibri mozgása nagysebességű kamerás és szélcsatornás mérések számszerű eredményeire épül. Itt közelről is megnézheted: koppints vagy kattints a színpadra, és a madár odarepül.
Mit vettünk át a kolibrirepülés kutatásaiból?
A képernyőn a sebességek arányosan lassítva jelennek meg: a színpadon elérhető legnagyobb sebesség felel meg a valódi 12 m/s-nak.
- 01 · SEBESSÉG ÉS TESTTARTÁS
Gyorsabban repülve laposabb a test
Lebegéskor a kolibri teste kb. 50°-ban áll, 12 m/s-nál már csak kb. 13°-ban. A szárnycsapás-szám közben szinte állandó, a sebességet főként a test és a csapássík megdöntése adja.
testszög 50° → 13° · kb. 41 Hz minden sebességen
- 02 · SZÁRNYCSAPÁS
U alakú amplitúdó, egyre meredekebb csapássík
A csapás íve lebegéskor és nagy sebességnél a legnagyobb, közepes sebességnél a legkisebb. A csapássík a vízszinteshez képest 15°-ról kb. 68°-ra meredekedik. A lecsapás aránya 48%-ról 53%-ra nő.
amplitúdó ~120° → ~100° → ~118° · csapássík 15° → 68°
- 03 · SZÁRNYVÉG-PÁLYA
Lebegéskor nyolcas, előrerepülésben ellipszis
A szárnyvég lebegéskor fekvő nyolcast ír le, gyorsabban ellipszist. Felcsapáskor a csukló kicsit behajlik, így a fesztáv kb. 93%-ra rövidül. A lecsapás adja a súly kb. 75%-át, a kifordított felcsapás a maradék 25%-ot.
felcsapási fesztáv ~93% · 75% / 25% emelőerő
- 04 · MENEKÜLÉS
Pitch-roll fordulat: fel, át, el
Ijedtségkor az első mozdulat a farok szétterítése (20–50 ms reakcióidő). Utána a madár szinte függőlegesre emelkedik, a hossztengelye körül gyorsan átfordul, és az új irányba iramodik. A szárnycsapás-szám ilyenkor akár 40–50%-kal nő.
Nem mindig fordul el: néha szemben maradva hátrál, néha elrebben, majd visszafordul, és kíváncsian közelebb araszol. A kolibri territoriális, kíváncsi madár, gyakran szembefordul azzal, ami megzavarta. Hogy milyen messzire menekül, és kikerüli-e a szövegeket vagy átrepül fölöttük, azt minden alkalommal véletlenszerűen dönti el.
kb. 0,15 s alatt akár 180° irányváltás
Cheng és mtsai, J. Exp. Biol. 2016 · Dakin és mtsai, Science 2018
- 05 · GYORSÍTÁS ÉS FÉKEZÉS
Erősebben fékez, mint gyorsul
Terepi mérések szerint a kolibri nagyjából egyenletes, 8–10 m/s²-es gyorsulással indul. Fékezéskor viszont 15–20 m/s²-rel is lassul. Ezért az indulás visszafogottabb, a megállás határozott.
gyorsulás ~8–15 m/s² · lassulás ~15–20 m/s²
- 06 · SZÉLLÖKÉS
Gyors billegés, széles farok, stabil fej
Turbulens szélben elsősorban a dőlés (roll) ingadozik, gyors korrekciókkal. A farok szélesebbre nyílik (kb. 60° helyett 70–110°). A csapásamplitúdó kb. 7%-kal nő, és a két szárny eltérően csap. A fej közben 1,5 mm-en belül a helyén marad.
farokszög ~60° → 70–110° · amplitúdó +7%
- 07 · TÁPLÁLKOZÁS
Milliméteres pontosság a virágnál
A kolibri a látott környezet mozgását kiegyenlítve, milliméteres pontossággal tartja a helyét a virágnál. Ezért az egérmutatónál „nektárt szívó” madár remegése a töredékére csökken.
helytartás: milliméteres; mozgó háttér mellett ~1 cm-es eltérés
- 08 · FEJ ÉS NYAK
A fej fordul előbb, a test követi
A fej repülés közben a térben szinte mozdulatlan, akkor is, ha a test billeg vagy fordul. Új irányba egy gyors fejrándulással (szakkáddal) néz, a test csak utána, lassabban és folyamatosan fordul utána, és nem fordul túl a fej irányán. A menekülő fordulatnál ez egyetlen nagy, kb. 150°-os, 40–50 ms-os fejrándulás, amely még a test átfordulása előtt véget ér.
szakkád kb. 20–50 ms · 400–3000°/s · 5–60° (nagy fordulatnál ~150°)
Kress és mtsai, PLOS ONE 2015 · Ros és Biewener, 2017 · Cheng 2016
- 09 · FELSZÁLLÁS
Szárnycsapással a lábak segítségére
Más madarak a felszálláshoz szükséges sebesség 80–90%-át a lábukkal adják. A kolibri lába gyenge: nála ez csak kb. 59%. Ezért már ülve, az elrugaszkodás közben is csap néhányat a szárnyával. Ijedtségkor gyorsabban, meredekebben indul.
lábból adott felszállási sebesség: kb. 59% (más madaraknál 80–90%)
- 10 · LESZÁLLÁS ÉS ÜLÉS
Az érintésig hátralévő idő egyenletesen fogy
Leszálláskor a madarak az érintésig hátralévő idő (tau) változási ütemét tartják állandón, így egyre lassulva, simán érnek oda. A lábukat az utolsó pillanatokban nyújtják ki. Ülve a kolibri teste meredekebb és zömökebb, a nyaka behúzva, a csukott szárny keskeny, sötét pengeként fekszik a test oldalán. Az ülőhely mozgását a fejével kiegyenlíti, és gyors fejrándulásokkal néz körbe.
a lábak kinyújtása kb. 150 ms-mal az érintés előtt (galamb)
Az oldalunkon a kolibri betöltéskor a logón ül, és 1–2 másodperc múlva felszáll. Ha sokáig nem mozdul az oldal, leszáll egy szövegsorra. Hirtelen vagy gyors görgetésre felriad, lassú görgetésnél többnyire együtt utazik a szöveggel, de néha akkor is elrepül. Nem vettük át a nagy sebességnél néha megfigyelt rövid szárnycsukásos „ugrásokat” (bounding), mert a lassított sebességen ez természetellenesnek hatna.