Ощущение полета всегда представляли себе как что-то необыкновенное, как восторг и радость. Сила тяжести прижимает нас к поверхности Земли, и мы пытаемся найти средства, чтобы освободиться от ее объятий.

Люди были пятыми представителями животного царства, поднявшимися в воздух и научившимися летать на большие расстояния. Первыми 300 миллионов лет назад взлетели насекомые, и они до сих пор остаются самой многочисленной и самой преуспевающей группой летающих животных. Их наружный скелет легко адаптируется, образуя крылья, а малые размеры тела способствуют тому, что отношение поверхности к объему у них благоприятно для полета. После насекомых воздушное пространство освоили птерозавры, а затем птицы и летучие мыши.

Птерозавры - летающие рептилии - исчезли 80-100 млн. лет назад, в период, когда вымерли многие рептилии. Иногда их считают «ошибкой эволюции», группой, выброшенной на свалку истории. Однако период их существования охватывал 50-60 млн. лет, а такому летному стажу можно позавидовать. По своему строению птерозавры напоминали планеры с перепончатыми крыльями, поддерживаемыми единственным вытянутым пальцем. Это были животные весьма различных размеров - от небольших, величиной с воробья, до таких, как, например, птеранодон, у которого при сравнительно небольшом теле (с лебедя) размах крыльев достигал 7 метров . Птерозавры, видимо, не имели мощной летательной мускулатуры, судя по тому что грудная кость у них была небольшой. Обитали они, вероятно, на отвесных приморских скалах, откуда планировали вниз для ловли рыбы, а затем снова взлетали к своим гнездам.

Единственная группа млекопитающих, способных к активному полету, - летучие мыши. Их перепончатые крылья поддерживаются несколькими пальцами передних конечностей, задними конечностями и у некоторых видов хвостом. Многие из этих животных невелики, однако у крыланов размах крыльев может достигать полутора метров. Летучие мыши чаще всего ведут ночной образ жизни, ориентируясь с помощью ультразвуковой локации (система эхолокации, использующая высокочастотные звуки, не слышимые человеческим ухом). Аналогичную систему, но в диапазоне слышимых нами частот используют южноамериканские птицы гуахаро, живущие в темных пещерах и вылетающие на поиски пальмовых орехов.

У некоторых животных, не способных к настоящему длительному полету, имеются крылоподобные структуры, позволяющие им планировать. Такие приспособления есть у различных рыб, лягушек и рептилий. Например, летучий дракон-ящерица длиной около 20 см , обитающая в юго-восточной Азии, - имеет уплощенное тело и похожие на крылья кожные перепонки, прикрепленные к последним шести или семи ребрам. Во время ухаживания животное планирует с дерева на дерево, совершая в воздухе полный оборот.

Строение крыла приспособлено к образу жизни данной птицы, будь то летающая с дьявольской быстротой ласточка, парящий наподобие планера кондор или передвигающийся по земле фазан. Миколог и исследователь птиц Сэвайл выделил ряд наиболее обычных типов крыла.

Эллиптическое крыло

Птицы, живущие в лесах и на земле, такие как куриные, голуби, дятлы и многие воробьиные, имеют короткие широкие крылья с множеством щелей (изменяемых промежутков между маховыми перьями первого порядка). Такое строение обеспечивает высокую маневренность и быстрый взлет.

Высокоскоростное крыло

Птицы, кормящиеся подобно стрижам в воздухе или совершающие длительные миграции, как, например, крачки, имеют длинные, относительно узкие крылья. Такое крыло лучше приспособлено к быстрому равномерному полету, чем к скоростному взлету и аневрированию в ограниченном пространстве.

Крыло с высоким отношением длины к ширине

Очень длинные, узкие крылья парящих морских птиц, таких как альбатросы и буревестники, приспособлены к высоко cкоростному планированию при сильных устойчивых ветрах.

Щелевое крыло, создающее большую подъемную силу

Птицы, парящие над сушей, такие как кондоры, грифы, орлы и совы, имеют длинные широкие крылья с множеством щелей. Такое строение крыла позволяет сочетать маневренность с плавным скольжением, дает возможность птице кружить в небольших восходящих потоках тёплого воздуха, образующихся над землей.

Если обычные птицы - это планеры, у которых роль пропеллера выполняют перья на концах крыльев, то колибри можно сравнить с вертолетами. Эти удивительные создания могут подниматься вертикально вверх, зависать и даже летать «задним ходом»! Крылья их по своему строению отличаются от крыльев других птиц: они почти не гнутся, малоподвижны в запястном и локтевом суставах, но свободно вращаются в плечевом суставе. Во время зависания крылья движутся вперед, вниз, назад и вверх, описывая восьмерку, как будто эта крошечная птичка гребет веслами в воздухе.

Одним из важнейших факторов в аэронавтике является отношение площади крыльев к весу летательного аппарата; величины этого отношения у птиц могут служить уроком математики, преподанным нам природой. У более тяжелых птиц на единицу веса приходится относительно меньшая поверхность крыла по сравнению с легкими. Иными словами, чем меньше птица, тем относительно больше площадь ее крыльев по отношению к весу. Это можно объяснить тем, что крупные птицы приближаются по размерам к верхнему пределу. Они не могут стать еще больше, не жертвуя относительной величиной крыльев. Принято считать, что площадь крыльев у птицы приблизительно пропорциональна весу тела, взятому в степени 2/3.

Интересно, что птицы, у которых отношение площади крыльев к весу тела меньше обычного, такие как колибри, гагары и гуси, плохо приспособлены к парящему полету в отличие от таких, как, например, цапли и орлы, у которых это отношение больше обычного и которые могут превосходно парить. Создается впечатление, что в ходе эволюции возникали небольшие отклонения в росте крыльев и тела, смещавшие это соотношение в ту или иную сторону от изначального среднего в зависимости от экологической ниши.