Internet gids voor reizen

België
English Français Deutsch Nederlands Italiano Español

België > Cultuur en festivals > Musea > De prooivlucht van de slechtvalk

De Slechtvalk (Falco peregrinus)

 

Waarom duikt een valk niet gewoon recht op zijn prooi?  De slechtvalk Falco peregrinus in aanval: snelheid en baan  

 

Artikel van René-Jean Monneret 


Inleiding  

Het jaaggedrag van de slechtvalk heeft de verbeelding van de mens al tijdenlang getart, vooral dan de ongelooflijke snelheid van de aanvallen in duikvlucht. Onze precieze kennis over dit onderwerp is echter nog vrij beperkt.

Dit artikel steunt op meer dan 40 jaar observatie en honderden aanvallen die van het begin tot het einde gevolgd werden, en nog enkele duizenden andere die niet volledig werden waargenomen. We zullen proberen om u op een beknopte manier te beschrijven wat we op dit moment weten. Voor de snelheidsmetingen verwijzen we naar de Amerikaanse en Zwitserse studies met behulp van systemen als vuurleidingsradars (CH) of optische driehoeksmeting (VS).  

 

Prooivlucht  

De prooivlucht van de slechtvalk omvat 3 typische fasen: de stijgvlucht, de duikvlucht "met aangelegde vleugels" en ten slotte de stoot op zijn prooi. De prooivlucht kan aanvangen vanaf een uitkijkpunt, of vanuit “aanwachten” (d.w.z. de vlucht van een valk die op een hoogte rondcirkelt boven een vast punt, de valkenier of zijn hond; in bredere zin ook de vlucht van elke roofvogel op grote hoogte zonder zich ver te verwijderen van de loodlijn boven een bepaald punt) of "bidden" op een variabele hoogte. De afstand tussen de aanvang en de stoot kan gaan van enkele honderden meters tot meerdere kilometers, met een hoogteverschil dat meestal ligt tussen 100 en 600 m.


1. De stijgvlucht is een vlucht met kenmerkende vleugelslagen. Dit zijn energieke vleugelslagen met een grote amplitude en een regelmatig ritme, behalve wanneer de aanvalshoek al van in het begin groter is dan 20 tot 30°: dan zien we slechts enkele "nerveuze" vleugelslagen.

De stijgvlucht verloopt meestal over een grote afstand – honderden meters tot meerdere kilometers. De aanvankelijke richting van de vlucht lijkt geen verband te houden met de plaats van de prooi die hij op het oog heeft. Tijdens deze fase bereikt de valk een snelheid van wel 80 tot 100 km/u. Talloze keren hebben we wijfjes waargenomen die een achterstand inliepen van 200 tot 300 m op houtduiven Columba palumbus die een vallei overstaken, terwijl de duif bij het vertrek van de achtervolging tussen 50 en 100 m boven deze plaats vloog.  


2. De duikvlucht "met aangelegde vleugels” is een min of meer schuine val over enkele meters tot meer dan een kilometer. Over het algemeen maakt de baan een hoek tussen 20 en 40° met het horizontale vlak. Tijdens deze beweging is de snelheid niet constant.

Wanneer de valk zijn vleugels aan zijn lijf legt, versnelt hij. Als hij ze meer of minder uitslaat om zijn baan bij te sturen, vertraagt hij. In deze fase van de aanval bereikt de valk zijn maximale snelheid. Deze hangt voornamelijk af van de hoogte waarop hij de afdaling begonnen is, de af te leggen afstand en de hoek van de baan met de grond.

De vlucht verloopt niet in een rechte lijn, maar in een boog waarvan het eerste deel meer naar de grond gericht is (alsof de valk bij de aanvang naast en onder zijn prooi "mikt"), om dan af te buigen in de richting van zijn prooi over de laatste tien meter voor de stoot.  


3. De stoot en de binding: aan het eind volgt de baan een rechte en bijna horizontale, vaak ook ietwat stijgende lijn – zolang de aangevallen vogel de roofvogel niet ziet naderen. In dit geval kan de prooi "gebonden" worden, dit is direct gevangen in de klauwen. De valk kan ook met naar voren gerichte klauwen "slaan" of “stoten”, waarna hij zich kaarsrecht opricht om opnieuw op de vallende vogel neer te duiken en hem definitief te grijpen.
 

 

Als de valk wel opgemerkt wordt, wijkt de prooi plots uit naar beneden, naar boven of opzij, om dan te proberen om te ontsnappen naar de grond toe. De valk maakt dan een zeer korte bocht, met indrukwekkend veel lawaai, om dan nog een of meer keren te duiken (als de eerste poging niet geslaagd is en als er voldoende ruimte beschikbaar is).  


Banen  

Er zijn verschillende theorieën om de kromme baan van de valk te verklaren.  

1. Tactiek  

De valk zou proberen om de prooi te misleiden door in een richting te vliegen die afwijkt van zijn mikpunt.

Hoezeer ik de slechtvalk ook bewonder, lijkt deze hypothese me moeilijk aanvaardbaar, omdat dit een groot analyse- en vooruitdenkvermogen vereist van de predator.  

 

2. Biofysica  

Een hond die recht naar zijn baasje rent terwijl deze zich voortbeweegt, legt een kromme baan af, die "achtervolgingskromme" genoemd wordt. De as van het lichaam blijft daarbij continu op het doelwit gericht. Dit zou ook de baan van de valk verklaren. Deze hypothese lijkt waarschijnlijker.

Een grondiger onderzoek door TUCKER en al. (2000) lijkt echter aan te tonen dat de baan van de valk, in tegenstelling tot die van de hond, niet direct gericht is op zijn prooi, maar zijdelings, in een hoek van ongeveer 40° (TUCKER 2000b). Waaraan ligt deze vreemde afwijking? Zoals bij alle overdag jagende roofvogels, zijn de ogen van de valk beperkt beweeglijk en hebben ze twee 2 fovea's2 (TUCKER 2000b; TUCKER et al. 2000; fig. 1). 

De fovea is een heel kleine vlek in het netvlies, zonder bloedvaten, met de hoogste dichtheid aan zichtcellen, vooral van kegelcellen, waarmee kleuren gezien worden. In de fovea ligt de grootste zichtscherpte.


– de laterale fovea, die dient voor binoculair zicht. Deze is naar voren gericht, op 15° aan elke kant van de as van het hoofd. Hiermee kan de vogel verder dan 40 m niet scherp zien;  


– de diepe fovea, voor monoculair zicht. Deze ligt in de hoofdas van het oog, en is 40° naar voren gericht ten opzichte van de as van het hoofd. Deze fovea heeft een uitzonderlijke zichtscherpte (10 miljoen zichtcellen per vierkante millimeter, verbonden met een zeer performant optisch systeem), en dient voor waarneming op grote afstand. De valk moet daarvoor wel zijn kop 40° opzij draaien. Dit is duidelijk te zien wanneer de valk naar een vogel kijkt die zich ver boven hem bevindt.

 

3. Aerodynamiek  

De aerodynamische coëfficiënt is een coëfficiënt voor de weerstand van een voorwerp dat zich voortbeweegt in een gas of vloeistof, in dit geval de lucht. Hoe kleiner deze coëfficiënt, hoe zwakker de weerstand tegen voortbeweging, en hoe beter het voorwerp zich in de lucht voortbeweegt.

Observatie in een windtunnel (TUCKER 2000a) toont dat een scheef gehouden hoofd de wrijving met de lucht met 50% verhoogt. Om dus een maximale aerodynamische coëfficiënt en snelheid te behouden, moet de valk zijn hoofd recht in de as van zijn lichaam houden. Dit betekent dat hij moet duiken onder een hoek van 40° ten opzichte van de richting van zijn prooi, wil hij deze "in het oog" houden. We hebben dan geen achtervolgingskromme meer, maar eerder een baan in een "logaritmische spiraal".


4. Mechanisch  

De kortste tijd waarin een voorwerp van A naar een lager gelegen punt B gaat, met de zwaartekracht als enige versnellende factor, is niet de rechte AB, maar een kromme die uit A vertrekt, volgens een lijn met de grootste helling, die dan afbuigt naar B. Dit is een "brachistochrone" kromme.

 

Zo begrijpen we dat de valk, om zijn prooi te benaderen met de grootste snelheid, te maken krijgt met drie beperkingen: visueel, aerodynamisch en mechanisch. Daardoor duikt hij naast zijn doelwit, terwijl hij het toch in het oog houdt. Het binoculaire zicht en een directe baan worden dan alleen gebruikt over het laatste tiental meter van de aanval.  


Snelheid 
Wat is de maximaal haalbare snelheid bij de duik "met aangelegde vleugels"?  


Deze snelheden staan nog sterk ter discussie. Er wordt gewaagd van meer dan 400 km/u of van een bescheidener 150 km/u. Theoretisch gezien hangt de snelheid van de duikvlucht van een valk af van vijf factoren:  

– de massa van de vogel;  

– zijn volume;  

– zijn aerodynamische coëfficiënt;  

– de hoek van de baan met de grond;  

– de lengte van deze baan.  


1. De massa van de vogel
 

Hoe groter de massa van een voorwerp bij eenzelfde aerodynamische coëfficiënt en volume, hoe groter de kracht van zijn gewicht tegen de wrijving. De grenssnelheid waar de aërodynamische wrijvingskracht even groot is als die van de zwaartekracht, is dus hoger als de massa van het vallende voorwerp groter is.
 
Dus: hoe meer massa de vogel heeft, hoe sneller hij vliegt en hoe sneller hij zal kunnen duiken.  


2.Volume en aerodynamische coëfficiënt
 

De aerodynamische coëfficiënt hangt af van de algemene vorm van het voorwerp dat zich tegen een weerstand in door de lucht verplaatst: van het volume, zijn lengte, zijn textuur en zijn vormvastheid bij grote snelheden.
 
Een langwerpig voorwerp heeft een betere aerodynamische coëfficiënt dan een rond voorwerp met dezelfde diameter. Een voorwerp met weinig oneffenheden heeft een betere coëfficiënt dan een voorwerp met een 
onregelmatige vorm. Een voorwerp dat zijn vorm goed houdt, dringt beter door de lucht dan een voorwerp dat zich vervormt.


Wat de slechtvalk betreft: zijn vorm en de stijfte van zijn pluimen – trillingvrij – dragen bij aan zijn zeer hoge aerodynamische coëfficiënt. Onderzoek in windtunnels, met namaakvalken en synthetische materialen en op ingevroren karkassen (TUCKER 1987, 1998), leveren een aerodynamische coëfficiënt op van de orde van 0,05 tot 0,08 voor de slechtvalk, terwijl bijvoorbeeld de roodstaartbuizerd Buteo jamaicensis niet verder komt dan 0,12. Uit deze onderzoeken blijkt verder dat de aerodynamische coëfficiënt van de valk verbetert met zijn snelheid.  

 

3. De dalingshoek en de lengte van de duikvlucht  

Een valk van 1 kg, die zijn houding van "maximale snelheidsontwikkeling" zou aanhouden tijdens de hele afdaling onder 45°, zou theoretisch een snelheid kunnen halen van 100 m/s (360 km/u) na een val van 20 sec en 130 m/s (460 km/u) na 35 sec.  


Welke snelheden werden er gemeten in het veld?  

Verticaal zou de duikvlucht 16 sec moeten duren om een theoretische snelheid te halen van 112 m/s (403 km/u), wat een verticale valafstand vereist van 1150 m, een afstand die nog bijna nooit is waargenomen onder die hoek. Anderzijds stuurt de jagende valk tijdens de val zijn baan en snelheid continu bij, waardoor hij de theoretische maximale snelheid nooit bereikt.  


Metingen in het veld bevestigen dit:  

– Op een site in de Balearen hebben M. Kestenholz en D. Peter (PETER & KESTENHOLZ 1998), met een vuurleidingradar snelheden gemeten van 36 en 51 m/s (130 en 184 km/u), onder een maximale hoek van 42°, bij valhoogten tussen 250 en 350 m. Deze metingen werden gedaan op de slechtvalk van de ondersoort brookei, waarvan de individuen in principe minder zwaar zijn dan die van de nominale soort, dus a priori al minder snel.  

– In Colorado hebben TUCKER et al. (2000) met een gecomputeriseerde driehoeksmeting snelheden opgetekend tussen 40 en 70 m/s (144 km/u tot 252 km/u) voor valhoeken tussen slechts 20 en 30°. Deze metingen betroffen prooivluchten van een tarsel van de slechtvalk F. p. anatum die vertrok van 450 m boven het plateau.  

– Andere metingen door TUCKER et al. (1998), met een afgerichte tarsel van de giervalk Falco rusticolus van 1 kg, die dook van een hoogte van 500 m onder een hoek van 62°, tonen aan dat de maximale snelheid (58 m/s, dus 208 km/u) pas werd bereikt na een hoogteverlies van 150 m, bij een horizontale verplaatsing over enkele honderden meters. Daarna remde de valk af in de buur van de valkenier.

Conclusie  

Deze metingen van banen van een korte duur, over kleine hellingen, benaderen vrij goed de theoretische schattingen met dezelfde valfactoren.

Dus, hoewel er in de natuur nooit hogere snelheden zijn gemeten dan 250 km/u, bij hellingen van een dertigtal graden, en bij hoogteverschillen van slechts 150 m, mogen we aannemen dat de maximale snelheid die een slechtvalk in duikvlucht zou kunnen bereiken onder uitzonderlijke voorwaarden (grotere hoek en langere valtijd) 380 km/u kan benaderen.  


Van T. J. Cade vernemen we trouwens dat K. Franklin, parachutist en valkenier, met een valk die verticaal viel uit een vliegtuig op een hoogte van 3500 m, zou uitgekomen zijn op een schatting die hoger ligt dan 400 km/u.


We kunnen dus concluderen dat de uitzonderlijke snelheden van de slechtvalk geen mythe zouden zijn. Er is echter nog wat onderzoek nodig om de twijfel op te heffen over de maximaal haalbare snelheid bij een verticale duikvlucht van een grote hoogte en zonder snelheidscorrecties die ze altijd uitvoeren tijdens de aanvallen.

Misschien moeten we voor dit onderzoek onze blik richten op de snelheden die bereikt worden tijdens de baltsvlucht? 

Meer te weten over de slechtvalken van de Brusselse Kathedraal 



Lees ook de andere artikels betreffende de tentoonstelling Prikkels!

-- Prikkels! de vijf zintuigen: zicht, gehoor, tast, smaak, geur 

-- Prikkels! de extra zintuigen van sommige dieren en de Sensashow, een atelier bij de expo 

-- Echolocatie bij vleermuizen 


 

Links

Museum voor Natuurwetenschappen
officiële website van het museum voor natuurwetenschappen in brussel.

AdverterenEen link toevoegen - Een link verbeteren - Disclaimer -  Contacteer ons
Uw favorieten toevoegen -  Link naar Willgoto - Wereldreisgids

Copyright © 2017 WillGoTo. Tous droits réservés.