фото: Fotolia.com
Работа с племенными охотничьими собаками в большой мере обусловлена их рабочими качествами, испытываемыми во время полевых испытаний. Большую роль играет дальность причуивания дичи (особенно это касается легавых пород).
Дальность причуивания зависит от процесса распространения запаха дичи.
Предлагаемый материал представляет собой результат продолжения работы, вызванное реакцией на неё. сайте (http://nataska.ru/forum.aspx?tft=3364&tfmp=3)
В некоторых замечаниях были высказаны пожелания рассмотреть более широкий диапазон силы ветра и различные величины коэффициента диффузии, используемые при моделировании распространения запаха дичи под действием ветра.
При знакомстве с работами, связанными с этой задачей стало, например, известно следующее мнение: ”При турбулентном течении возникают нерегулярные пульсации скорости и под действием происходит перемещение частиц во всех направлениях, в том числе и в поперечном.
Конвективный перенос вещества, совершаемый под действием турбулентных пульсаций, называют турбулентной диффузией.
Возвращаясь к нашей задаче, отметим, что распространение запаха дичи в поле определяется двумя факторами:
Чистая диффузия, часто называемая молекулярной диффузией, и
Ветром. Под действием ветра возникает турбулентность и, следовательно, турбулентная диффузия.
Соотношение влияния зависит от множества обстоятельств: силы ветра, погоды, температуры воздуха и земли, равнинности или пересеченности местности и других факторов.
Естественно, возникло желание провести моделирование распространения запаха при разных значениях коэффициента диффузии и скоростях ветра. Хотелось выяснить, как это скажется на концентрации запаха на разном расстоянии от источника.
Заодно было интересно попытаться объяснить случаи необычайно дальних работ, наблюдаемых при работе легавой собаки в поле.
Источник запаха рассматривается как источник, постоянно выделяющий определенное количество «запаховых» молекул за единицу времени. Такой подход предполагает, что концентрация (Кo) вблизи источника постоянна.
Задача — рассчитать концентрацию в любой точке пространства с учетом ветра.
Вычисляется не реальная концентрация, а относительная концентрация в каждой точке пространства в безразмерном виде относительно Константы Ко.
Для сведения читателей расчет производится для пространства, находящегося по направлению движения ветра от дичи неограниченной длины и шириной до двадцати метров. При необходимости можно изменить эти условия.
Ранее из-за малой мощности компьютеров время моделирования было ограничено, поэтому рассматривался небольшой отрезок времени после появления дичи. Сейчас это время значительно расширено.
При расчёте скорость ветра считается постоянной величиной, при другой скорости ветра расчёт нужно повторить полностью.
Для изучения процесса распространения запаха дичи применялись законы газовой диффузии.
Построена математическая модель на основе закона Фика для молекулярной газовой диффузии.
Принято считать, что переноc пахнущего вещества в сечении, перпендикулярном оси «источник-ветер», происходит за счёт диффузии, а перенос вдоль оси — преимущественно за счёт ветра.
Коэффициент диффузии принят постоянным.
Отметим, однако, что в нашем случае под коэффициентом диффузии понимается не молекулярная (чистая) диффузия, а то значение коэффициента, которое учитывает турбулентность потока воздуха, т. е. оно может быть и значительно большим, чем значения, указанные в специальной литературе.
Рассчитывалась относительная концентрация каждого элемента пространства.
В исследуемой зоне предполагалось рассчитать 20000 элементов, однако в рабочей зоне оказалось около 7000 элементов. При необходимости можно изменить размеры пространства, разбивку его на элементы, скорость ветра и другие параметры.
Результаты расчетов на моделях представлены на рисунках и в таблице.
Модель позволяет рассчитать относительные концентрации «запаховых» молекул (т. е. тех молекул, которые являются носителем запаха дичи для собаки) при заданных значениях:
- скорость ветра:
- коэффициент диффузии;
- Интенсивность запаха рядом с источником (дичью).
При этом не учли восходящие потоки, фоновые запахи, помехи в виде травы, кустов, неровности рельефа и тому подобное. Предполагается, что направление ветра не изменяется.
Весь расчет ведется в относительных величинах (от концентрации запаха в непосредственной близости от источника).
Для изучения различных условий принят диапазон скоростей ветра от 1 до 3 метров в секунду, а для коэффициента диффузии от 0,00001 до 0,001 метра в квадрат на секунду.
Первое значение соответствует чистой молекулярной диффузии (лаminarный поток без вихрей), а второе — турбулентному потоку воздуха с поперечными завихрениями.
Большой интерес вызывает влияние величины коэффициента диффузии, связанное с турбулентностью потока воздуха.
На рис. 1 и 2 показано распределение концентраций по исследуемому пространству в виде полос различной концентрации по мере удаления от источника запаха. На рис. 1 для чистой молекулярной диффузии, а на рис. 2 — для турбулентного потока. Ветер один метр в секунду.
Следующий вопрос, который возник, это как влияет скорость ветра на форму облака запахов.
На рис.3 представлены результаты расчёта для условий, указанных на рис.2, но при скорости ветра 3 метра в секунду.
Проведено сравнение «силы запаха» на различном расстоянии от зверя. Пример такого расчета приведен на Рис.4а — поперечное сечение струи запаха на расстоянии 6 метров, а на Рис.4б — на расстоянии 25 метров от зверя.
Объем статьи не позволяет привести все результаты расчета, поэтому сведены в результирующую таблицу 1.
Сравнение рисунка 1 с рисунками 2, 3 ясно показывает, как значительно меняется картина распространения запаха при турбулентном характере воздушного потока. В случае чисто ламинарного потока.
Это обстоятельство может объяснить те сверхдальние работы легавых собак, которые наблюдают многие охотники.
По свидетельствам охотников, такие случаи происходят при спокойном, ровном, несильном ветре и при работе собаки на ровных, лишенных неровностей угодьях.
Сравнение рисунка 1 и 2 показывает: при увеличении скорости ветра «облако» запахов вытягивается в сторону ветра, что должно привести к увеличению дальности обоняния.
Однако может оказаться, что при увеличении скорости ветра увеличивается влияние турбулентности потока. Это приведёт к размыванию «облака» и затруднит дальнее наблюдение.
Моделирование проведено без учета этой зависимости, поэтому надеяться на благоприятное влияние увеличения скорости ветра нужно с осторожностью.
В таблице 1 представлены относительные снижения концентрации запаховых молекул на большом расстоянии от источника запаха по сравнению с концентрацией рядом с источником.
Из таблицы видно, что для условий с ламинарным потоком ветра, где турбулентность не оказывает влияния на распространение запаха (коэффициент диффузии 0.00001), такого снижения практически нет (0.90 — 0.96).
Для турбулентного потока (коэффициент диффузии 0,001) уменьшение силы запаха значительное (0,13 — 0,22).
Понятно, что в первом случае проявление весьма отдаленного чутья превращается в действительность.
Некоторые увеличение приведенного в таблице показателя для более сильного ветра возможно, но это обсуждалось в данной статье ранее.
Выводы
Принцип измерения чутья легавой через замеры дальности причуивания собакой птицы оказался ошибкой Р.Ф. Гернгросса и его последователей. Этому заблуждению почти сто лет. Вроде, на первый взгляд, всё просто: чем дальше легавая причуивает дичь, тем лучше у неё острота обоняния.
Но изучение физики процесса диффузии и переноса запаховых частиц в воздухе показывает совершенно другую картину.
Концентрации и распределение запахового вещества в пространстве очень сильно зависят от внешних причин: погоды и рельефа местности. В зависимости от скорости ветра и наличия препятствий течение запаховых частиц может быть ламинарным или турбулентным.
При ламинарном течении поток запахового вещества представляет собой тонкие нити, которые простираются с малыми изменениями на большие расстояния.
Примеры такого поведения мы наблюдаем в природе, когда в процессе опыта самцы бабочек тутового шелкопряда, увезённые за 3-4-5 километров, в 90-80-75 процентах случаев возвращались назад к самке.
Не супербоняние им в этом помогало, а внешние условия, когда вечером при небольшом ветре ламинарные нити запаха простираются очень далеко. Мы ведь тоже вечером начинаем чувствовать издалека запах фиалок, алиссума, лилий и так далее.
Другой пример – как самцы белого медведя находят по запаху самок на обширных просторах Севера.
Приведенные примеры свидетельствуют об очень тонком обонянии животных, которые, по некоторым данным, могут почувствовать буквально несколько молекул вещества в одном литре объема.
Так, многие владельцы собак сталкивались с феноменом «поле пахнет», когда собака перед пуском в поле начинает жадно вдыхать воздух, инстинктивно задирая голову или даже вставая на задние лапы, чтобы уловить тонкие признаки наличия дичи.
Вопрос: когда собака начинает чувствовать запах птицы и когда принимает стойку? Старая теория утверждает, что существуют пороговые концентрации: первая – когда собака, причуяв птицу, меняет поведение (переходит в потяжку), а при достижении второй пороговой концентрации принимает стойку.
Сильное возбуждение в одних участках мозга вызывает торможение в других участках, отвечающих за движение. При этом считается, что концентрации запахового вещества почти всегда одинаковы на одинаковых расстояниях от птицы. А более чуткой считается та собака, которая на большем расстоянии причуивает птицу.
Но!!! На практике мы наблюдаем, что одна и та же собака причуивает птиц на разном расстоянии в течение одного выступления. Все легашатники видели у своих собак и короткие, и супердальние работы. К тому же, если дать собаке с руки понюхать птицу, она не впадает в оцепенение, никакого торможения моторики не происходит.
Результаты моделирования процессов диффузии при наличии ветра, приведенные в статье, показывают, что концентрации запаха на определенных дистанциях зависят не столько от расстояний, сколько от скорости ветра, рельефа местности, степени турбулентности потока или его ламинарности, давления, влажности, температуры и их градиентов.
Концентрации в зависимости от внешних факторов могут изменяться в десятки и даже сотни раз на одних и тех же дистанциях. Однородность ландшафта оказывает большое влияние. Над водной поверхностью запах меньше перемешивается с воздухом, и будут более дальние прихватки.
Неоднородности ландшафта усиливают турбулентность: достаточно любой кочки или впадинки в 10 см, и при ветре даже 1 м/с за ними образуются завихрения.
На турбулентность влияют скорость ветра, наличие даже самых мелких заслонов (кустик, кочка, куртинка травы), а также неровности рельефа (ямка, впадина, колея от трактора).
С учетом размерности коэффициента диффузии 10^-5 – 10^-6 кв.м/сек получим тонкие линии (нити) запаха. При ламинарном течении простираются с небольшими изменениями на огромные расстояния.
Отсюда сверхдальние причудивления, известные нам из мира природы. При турбулентности эти нити запаха хаотично перемешиваются с воздухом, и здесь не существует двух одинаковых условий. Любые заслоны вносят свой вклад в турбулентность потока.
О взаимосвязи концентрации пахучего вещества и расстояния говорить нельзя, поскольку распределение случайное.
Рассмотрим ещё один фактор, сильно влияющий на дальность причуивания: солнечная или пасмурная погода. Под действием солнечных лучей при ясной погоде разогревается поверхность земли, а от неё – приповерхностный слой воздуха. Разогретый воздух поднимается вверх. Скорость термических (вертикальных) потоков воздуха в средней полосе в солнечный полдень, по данным планеристов, колеблется от 2 до 7 м/с. Сложив векторы скорости ветра и термика согласно правилу сложения векторов, получим результирующий вектор распространения запахового потока под углом к горизонту.
Чем больше терми́к и меньше ветер, тем под большим углом запах уходит вверх, следовательно, все работы собак будут короткими. И наоборот, в пасмурную погоду терми́к меньше, запах под меньшим углом поднимается ввысь, и работы дальние. Еще длиннее работы собак будут при инверсии, когда запах стелет вдоль земли.
Но разве нормально ранжировать собак по дальности чумания – то есть, по погоде? Распределение концентрации запаха на определенных расстояниях случайное, как и турбулентность и причины её возникновения.
Чутьё — архиважное качество для легавой собаки. Легавая с хорошим чутьём не пропускает и не распугивает птиц, отличается сидки и следы от самих птиц и всех найденных птиц указывает стойкой.
Эффективность работы легавой — главный охотничий критерий чутья собаки. А что касается дальности причуивания, то полностью от неё отказываться не стоит.
Дальность причуивания следует учитывать как косвенный признак хорошего чутья и хороших анализаторских способностей собаки, ее умения пользоваться верхними течениями воздуха и высоко нести голову.
Пусть собака, продемонстрировавшая удалённую работу, получит дополнительные баллы к общей оценке, но ранжировать собак по дальности причуивания как случайный фактор недопустимо.
Чутье не ограничивается дальностью причуивания, границы этого таланта – не фиксированы. Снимается ограничение из первого пункта о дипломах. Птица, перемещённая с места, утрачивает свой особый статус.
Возникает вопрос: как оценивать легавую? Ответ: по её эффективности, по рациональному поиску, по твёрдой стойке, по соответствию стиля собаки породному предназначению, по способности легко обучаться и запоминать науку натаски.
Эти правила должны иметь ограничения; несоблюдение собакой этих пунктов влечет за собой исключение из испытаний.
Юридическим языком дело подлежит пересмотру по вновь открывшимся обстоятельствам. Правила испытаний охотничьих качеств собак легавых пород по болотной и полевой дичи подлежат ревизии с целью устранения недостатков и противоречий.
Удалить антинаучное понятие «дальность чутья» и заменить словами «дальность причуивания». Снять лимитирование по проходным баллам для дальности причуивания дипломов I, II, III степени как необоснованное и противоречащее научным данным.
Графа «верность чутья» должна быть существенно переработана. Для получения диплома I степени легавая собака должна показать поиск и стиль, приближенные к стандарту породы, при этом не допустив ни одной грубой ошибки: ни вспугивания, ни пропуска птицы, ни пустой стойки, ни недоработки, ни следовой работы.
Мелкие погрешности – -1-2 балла.
Вспугивание птицы – -3 балла.
Повторное – снятие.
Пропуск птицы – -3 балла.
Повторное – снятие.
Пустая стойка с посылом – -3 балла.
Две пустых стойки – -4 балла.
Три пустых стойки – снятие.
Две грубые ошибки в любом сочетании (кроме пустых стоек) — выбывание.
3. Манера причуивания:
островные – верхняя – 5,
Континентальные – сверху с кратким обнюхиванием следов, сидки – 5.
Островные — верхняя с кратким обнюхиванием следов и сидки — четыре.
Континентальные – преимущественно верхняя, но с обнюхиванием следов и сиделок, – 4.
Островные — преимущественное обнюхивание следов, сидок — снятие.
Континентальные – преобладают обонятельные поиски следов, сидки – снятие.
Манера причуивания, проходные баллы: 5 – Д1.
4 – Д2, Д3.
3 – снятие.
Скорость поиска (по породам), проходные баллы: 10-9 – Д1.
8 – Д2,
7 – Д3,
6 и меньше – снятие.
Поиск по назначению породы и рабочему стандарту, ширина:
для островных – без ограничений,
Для континентальных – оптимально крыло длиной 100–120 метров на открытой местности.
При ширине поиска менее 20 метров крыло на открытых местах – снимать.
Отсутствие цели поиска – снятие.
Отсутствие потяжки при точной индикации птицы с разбега не снижает оценку собаки.
7. Стойка, проходные баллы: 5 – Д1, Д2,
4 – Д3,
3 – без диплома.
Высшим баллом оценивается легкая подводка по первому же командному слову ведущего: либо быстрая, либо плавная у ног (в зависимости от ситуации). Быстрая и плавная подводки одинаково ценятся.
9,10,11. Стиль, проходные баллы:
14-15 (минимум 5-5-4) – Д1,
13 (минимум 4-5-4) – Д2,
12 (минимум 4-4-4) – Д3,
Получение стильных оценок на уровне «3» лишает собаку диплома.
Постановка и послушание, минимальные проходные баллы:
легавые до трех лет – 6-6 – Д2, Д3,
7-7 – Д1,
легавые старше трех лет – 6-6 – Д3,
7-7 – Д1, Д2.
Общая оценка, минимальный порог баллов.
70 – Д3,
75 – Д2,
80 – Д1.
При запуске легавой в поиск собаке предоставляется одна льготная минута, в течение которой ошибки ей будут прощены (кроме гоньбы), а положительные работы засчитаны. Также при смене поля льготным является один проход собаки влево-вправо.
П.15 правил изменить.
Чтобы выявить рабочие качества легавой собаке, предлагают не менее двух работ по птице. Требуется убрать перемещенную птицу.
П.17 изменить и дополнить:
При ходе шагом или на потяжках или не демонстрирующая породного поиска, или за отсутствие цели поиска в течение пяти минут.
Собака снимается с испытаний, если лает в поиске.
л) при преимущественно следовой манере причуивания.
Понятие НПЧ (неприятия чутья) определяется по двум грубым ошибкам.
Если кто-то подумал, что, убрав лимит с дальности причуивания, мы облегчили правила и увеличили вероятность появления дипломов Д1 и Д2, то ошибается. На самом деле, правила серьезно ужесточены за счет более высоких требований к верности чутья, манере причуивания, породному поиску, стойке, стилю, дрессировке и общему баллу.
Высокая эффективность легавой, согласно рабочему стандарту породы, является залогом успеха.
В дальнейшем предполагается продолжить исследование, расширив его изучением влияния терминов и бегущей дичи.
Авторы:Д.С.Шаповалов, кандидат технических наук, Москва. Ю.Н.Горегляд, физик, математик, эксперт САСТ, эксперт первой категории РГОО БООР по испытаниям легавых, спаниелей и ретриверов, г. Витебск, Беларусь.
