О летании и движении тел в воздухе
Для того чтобы дать истинную науку о движении птиц в воздухе, необходимо дать сначала науку о ветрах; ее доказательства будут основаны на исследовании движений воды. Наука эта, в своей сути, чувственная, образует лестницу, ведущую к познанию того, что летает в воздухе и ветре.
С такой же силой действует предмет на воздух, с какой и воздух на предмет. Посмотри на крылья, которые, ударяясь о воздух, поддерживают тяжелого орла в тончайшей воздушной выси, вблизи стихии огня, и посмотри на движущийся над морем воздух, который, ударяя в надутые паруса, заставляет бежать нагруженный тяжелый корабль; на этих достаточно убедительных основаниях ты сможешь постигнуть, как человек, со своими искусственными большими крыльями, действуя с силой на сопротивляющийся воздух, способен подняться в нем ввысь.
Почему птица держится в воздухе? Воздух, испытывающий удары движущегося тела с большей скоростью, уплотняется в большем количестве. Это доказывается так: никогда на менее плотном текучем теле не будет держаться более плотное, как явствует из опыта, – наковальня плавает на расплавленной бронзе, а золото и серебро в жидком состоянии не находятся под расплавленным свинцом. На том же основании, поскольку воздух является телом, способным уплотняться при ударе тела, обладающего движением более быстрым, нежели его собственное течение, этот воздух сжимается и становится в воздухе, его окружающем, чем-то вроде облака по своей плотности [то есть чем-то более плотным].
Но когда птица находится в ветре, она может держаться на нем без взмахов крыльями, ибо ту же роль, которую при неподвижном воздухе крыло выполняет в отношении воздуха, выполняет движущийся воздух в отношении крыльев при неподвижных крыльях.
Каково качество воздуха, окружающего летающих птиц? Воздух, окружающий птиц, тем тоньше вверху в сравнении с обычной тонкостью остального воздуха, чем плотнее он внизу под птицей, и тем тоньше он сзади в сравнении с верхним воздухом, чем быстрее полет птицы в поперечном направлении сравнительно с движением крыльев в сторону земли. И точно так же плотность воздуха больше спереди, в месте соприкосновения с птицей, чем внизу, в соответствии с обеими указанными тонкостями воздуха.
Полет многих птиц бывает более быстрым, нежели гонящий их ветер, и это происходит оттого, что крылья испытывают толчки ветра, переносящего такую птицу. И если бы это было не так, то подобные птицы, держащиеся на ветре, не могли бы летать против этого ветра.
О плавании и летании
Движение, совершаемое в воздухе, бывает настолько более быстрым, чем движение в воде, даже когда оно вызывается одинаковой силой, насколько воздух тоньше по сравнению с водой.
Почему рыба в воде движется быстрее, чем птица в воздухе, хотя, казалось бы, должно быть наоборот, поскольку вода плотнее и тяжелее воздуха, а рыба тяжелее и плавники ее меньше, чем крылья птицы? По указанной причине рыбу не сдвигают с места быстрые водные течения, как это делает ярость ветров в воздухе с птицей. Мало того, мы видим, что рыба устремляется вверх навстречу самому неожиданному падению воды чрезвычайно быстро, словно молния в густых тучах, что кажется вещью удивительной.
Все это происходит оттого, что вода сама по себе более плотная, чем воздух, а соответственно и более тяжелая. Вот почему она способна быстрее заполнять пустоту, которую оставляет за собою рыба в покидаемом ею месте. И, кроме того, вода, ударяющая в рыбу спереди, не уплотняется так, как воздух перед птицей, а образует волну, которая своим движением подготовляет и увеличивает движение рыбы. Оттого-то оно и становится быстрее, чем движение птицы, перед которой воздух уплотняется вновь и вновь.
Плавание показывает способ летания и показывает, что тяжесть, имеющая более широкую поверхность, оказывает большее сопротивление воздуху. Посмотри на лапу гуся: если бы она была всегда разжата или сжата одинаково, то животное не могло бы произвести никакого движения; изгиб лапы снаружи чувствовал бы больше воду при движении вперед, чем сделала бы эта лапа при отодвигании назад, и сказанным подтверждается, что одна и та же тяжесть чем шире становится, тем медленнее в своем движении делается.
Посмотри, как, передвигаясь по воде, гусь при движении лапы вперед сжимает ее и занимает мало воды и потому делается быстрым, а отодвигая назад, разжимает ее и потому замедляет свое движение, и тогда становится быстрее та его часть, которая соприкасается с воздухом.
Плавание в воде учит людей тому, как поступают птицы в воздухе.
Напиши о плавании под водой и получишь летание птицы по воздуху.
Всегда, когда сталкиваются друг с другом две силы, более быстрая отскакивает назад. Так делает рука пловца, толкающая воду и прилегающая к ней, – она заставляет ускользать его тело в противоположном направлении. И так делает крыло птицы в воздухе.
Ту же роль выполняет птица крыльями и хвостом в воздухе, какую пловец руками и ногами в воде.
О движении крыльев
Простое движение, присущее крыльям птиц, легче при их поднимании, нежели при их опускании, и эта легкость движения порождается двумя причинами. Первая из них заключается в том, что тяжесть, опускаясь, заставляет несколько приподниматься крылья сами собою. Вторая обусловлена тем, что крыло – выпуклое сверху и вогнутое снизу, а потому воздуху проще убегать от удара крыльев при их подъеме, нежели при их опускании, когда он, будучи заключен в вогнутости этого крыла, скорее уплотняется, чем убегает.
Полет птиц всегда бывает при подъеме их крыльев более медленным, нежели при их опускании; это обусловлено необходимым отдыхом, который требуется после непосредственно предшествующей усталости утомленных членов; а кроме того, быстрота при подъеме крыльев не нужна столь же, как при их опускании, поскольку при долго продолжающемся движении в птице порождается импульс, перемещающий ее. Птице достаточно лишь вновь поднять крылья на ту высоту, откуда они опустились, поднять в тот момент, когда указанный импульс начинает склоняться вниз (что становится заметным по склонению птицы). Но когда птица хочет приобрести еще бо́льшую скорость, она вновь набирает импульс ближе к его источнику, ударяя крыльями более часто, с наиболее глубокими и быстрыми движениями, какие для нее в этом случае возможны.
Скорость птиц замедляется развертыванием и распусканием их хвоста.
Птица становится тяжелой и легкой в воздухе по своему усмотрению, и этого она достигает, простирая крылья и развертывая хвост, когда хочет замедлить свой быстрый спуск, или, наоборот, сокращая крылья вместе с хвостом, когда хочет ускорить свой замедлившийся спуск.
Когда птица захочет повернуться вправо или влево при помощи взмахов своих крыльев, она ударит более низко крылом с той стороны, куда хочет повернуть, и таким образом изогнет свое прямое движение сообразно импульсу того крыла, которое двигалось больше.
Рули, созданные на плечах у крыльев птиц, придуманы изобретательной природой для удобного искривления прямолинейного импульса, что часто представляется необходимым при стремительном полете птиц. Ведь природа нашла гораздо более удобным при устремлении по прямой поворачивать самую малую часть крыла, нежели все крыло. Ради этого были распределены мелкие и очень крепкие перья, которые, прикрывая друг друга, своей удивительной силой армируют и укрепляют одно другое. И эти перья держатся на маленькой и очень крепкой кости, которая приводится в движение сухожилиями, сгибающими ее в ее суставе и являющимися самыми крупными в этих крыльях. Движение такой кости и положение ее на плече крыла подчинено тем же законам, что и движение большого пальца на человеческой руке: находясь посреди четырех сухожилий, окружающих его основание с равными друг от друга промежутками, он, посредством этих сухожилий, порождает бесконечные движения как криволинейные, так и прямолинейные. То же мы скажем о руле, который помещается позади движущегося корабля и которому подражают хвосты птиц. Опыт нас учит, насколько легче поворачивать этот маленький руль при быстрых движениях большого корабля, нежели ворочать весь корабль.
Когда ветра в воздухе нет, коршун взмахивает несколько раз крыльями при своем полете, поднимаясь ввысь и приобретая импульс, и с этим импульсом потом, опустившись немного, он движется на большом пространстве без взмахов крыл. А когда опустится, опять делает то же, и так продолжает вновь и вновь. И это опускание без взмахов крыльев позволяет ему отдыхать в воздухе, когда он устанет от указанных взмахов крыльями.
Прежде чем птицы соберутся в свой долгий перелет, они выискивают ветры, благоприятные для их движений. Эти благоприятные условия имеют различную природу у различных видов птиц, ибо птицам, летающим толчками или бросками, необходимо летать против ветра; другие принимают ветер с одного из своих боков под разными наклонами; третьи принимают его по любому направлению.
Птицы, летающие толчками, каковы, например, дрозды и тому подобные, летающие стаями, имеют перья в крыльях слабые и плохо защищенные перьями более мелкими, образующими прикрытие для перьев более крупных. По этой причине необходимо, чтобы их полет совершался против течения ветра, ибо этот ветер прижимает и заставляет прилегать одно перо к другому, благодаря чему поверхность их становится гладкой и скользящей, когда она проникает в воздух.