Charge alaire
Un bon planeur a un coefficient situé autour de 2. Aux environs de 3 le vol battu est nécessaire, bien qu'un oiseau comme le Pélerin puisse très bien grimper sans battre les ailes dans de forts thermiques ou effets de relief, ainsi que les oiseaux de mer, qui sont experts pour tirer profit des variations du vent dévié par les vagues.La charge alaire n'est pas linéaire en rapport au poids : un oiseau plus massif aura une charge alaire plus importante pour le même type de vol, le coefficient Masse(1/3)/Surface alaire(1/2) permet de compenser cet effet (voir aussi la charge alaire linéarisée de Jaksic & Carothers, 1985)Comparaison oiseaux-avions :
| NOM | Poids (kg) | Surface m2 | P/S | P(1/3)/S(1/2) |
|---|---|---|---|---|
| Martinet ramoneur | 0.0170 | 0.0104 | 1.63 | 2.52 |
| Troglodyte familier | 0.0110 | 0.0048 | 2.29 | 3.21 |
| Colibri à gorge rubis | 0.0030 | 0.0012 | 2.42 | 4.10 |
| Carouge à épaulettes | 0.0700 | 0.0245 | 2.86 | 2.63 |
| Tourterelle triste | 0.1300 | 0.0257 | 5.06 | 3.16 |
| Aigle royal | 4.6640 | 0.6520 | 7.15 | 2.07 |
| Vautour fauve | 8.0000 | 1.0000 | 8.00 | 2.00 |
| Faucon pèlerin | 1.2225 | 0.1342 | 9.11 | 2.92 |
| Albatros | 3.2000 | 0.4000 | 8.00 | 2.33 |
| Plongeon huard (imbrin) | 2.4250 | 0.1358 | 17.86 | 3.65 |
| Bernache du Canada | 2.6620 | 0.2820 | 9.44 | 2.61 |
| Planeurs | ||||
| Bréguet-905 | 230 | 12 | 19.17 | 1.77 |
| Planeur récent | 300 | 12 | 25.00 | 1.93 |
| Planeur récent lesté | 500 | 11 | 45.45 | 2.39 |
| Avions | ||||
| Tiger-Moth | 804 | 22 | 36.22 | 1.97 |
| Swordfish | 3140 | 56 | 55.68 | 1.95 |
| P-26 | 1340 | 14 | 96.47 | 2.96 |
| P-51 Mustang | 4309 | 22 | 197.39 | 3.48 |
| B-29 | 61240 | 161 | 379.71 | 3.10 |
Finesse
distance parcourue horizontale/verticale en vol plané en air calmeLes chiffres disponibles sont ici beaucoup plus clairsemés. Ils seraient d'environ :15 pour le Vautour fauve18 pour l'Aigle royal20 pour des albatrosDifficile à vérifier en pratique, mais tous les parapentistes vous le diront, les rapaces sont imbattables dans les thermiques, avantagés par leur manoeuvrabilité, leur faible masse et leur sensibilité. En performances pures, on serait donc tout de même très loin des planeurs modernes qui atteignent 50 ou 60.
Profils
Les ailes d'oiseau ont des profils creux, comme il peut en exister dans l'aviation légère ou le vol à voile (voir surtout RC pour les dimensions). La première différence entre l'aile d'un oiseau et de celle d'un aéronef est l'utilisation du vol battu. En effet, une majorité d'espèces ne plane que très médiocrement, et l'aile fonctionne alors plutôt comme une hélice et s'appuie sur l'air durant le mouvement vers le bas avec des profils variables. Les premiers battements d'aile à l'envol ou le vol sur place peuvent même fonctionner comme des mouvements de rame, la surface s'appuyant alors sur l'air, perpendiculairement au mouvement.Bien que les pionniers de l'aviation se soient intéressés au sujet, le profil d'une aile d'oiseau en vol est difficile à étudier de près et on imagine aisément les difficultés. On peut cependant supposer que les oiseaux - ou au moins certaines espèces - sont capables de modifier la cambrure, l'épaisseur, peut-être le rayon du bord d'attaque du profil, ainsi que la souplesse avec laquelle les rémiges et autres plumes sont tenues. Il s'agit donc de séries de profils, que l'oiseau modifie selon la phase de vol et les conditions, en utilisant ses muscles et la position du squelette ("bras" et "main"). Toutes ces modifications se font pour ainsi dire en temps réel.Il serait possible de noter des différences morphologiques entre les espèces privilégiant le vol plané, avec notamment un "bras" proportionnellement plus allongé, favorisant un meilleur contrôle du profil jusque vers l'extrémité de l'aile, alors que pour le vol battu une configuration et structure bien adaptées des primaires pourrait remplir son rôle sans exiger un contrôle autant fin par les muscles. Le vrillage de l'aile nécessaire en vol battu serait donc automatiquement obtenu par la structure, plus souple vers l'extrémité, un peu à l'image des ailes de criquets ou libellules dont la cambrure et le profil ne sont pas sous le contrôle des muscles, ces derniers se bornant à effectuer les battements d'ailes.
Contrôle des flux
En dehors des rémiges qui assurent le rôle principal pour établir une surface alaire conséquente, on note que d'autres plumes peuvent avoir un rôle de "capteur" pour sentir les décollements de filets d'air, par exemple :
ici les couvertures alaires (tectrices, sus-alaires) d'une Grande aigrette à l'atterrissage se soulèvent, probablement sous l'effet de la dépression sur l'extrados et du relâchement de muscles associés. Ce mouvement est certainement bien perceptible par l'oiseau, ce qui lui permet d'adapter la forme et la position de ses ailes pour éviter un décrochement prématuré et maintenir une vitesse minimum, afin de se poser plus délicatement.C'est une pure conjecture, mais chez l'humain les cheveux, éléments de kératine non irrigués ni innervés, comme les plumes, peuvent eux aussi provoquer des sensations assez importantes en cas de courants d'air.On note aussi la position des petites plumes qui débordent sur le bord d'attaque, au "poignet" de l'aile : 
mieux visible sur ce Guêpier, qui forment l'alule, et peuvent prendre une position similaire à celle d'un volet d'attaque. Leur surface limitée leur donnent sans doute un rôle plus important pour percevoir les écoulements aérodynamiques que pour augmenter significativement la portance?Les vortex en bout d'aile sont certainement ressentis par les oiseaux en plané ou aux battements lents, et la position des primaires d'extrémité pourrait alors jouer un rôle pour atténuer ou tirer profit de ce phénomène de tourbillons (cigognes, aigles, pélicans).Effectivement, on observe chez ces espèces un relèvement des primaires externes sous l'effet de la portance, qui en vue de face est similaire aux onglets (winglets, sharklets) présents sur les derniers modèles d'avions de lignes, A350, B787, formant un arc de cercle relevé vers le haut, et destiné à réduire la trainée induite.L'adaptation instantanée aux variations des flux permet aux oiseaux de recoller les filets d'air et de s'adapter, de compenser ou de tirer profit de petites variations dans les mouvements de l'air.Plan
Rien de neuf ici :Comme pour les profils, la silhouette en plan de chaque oiseau peut être modifiée en permanence selon les besoins et la phase de vol. On note cependant des adaptations bien marquées selon la spécialisation de l'espèce :- ailes allongées pour les voiliers planeurs, étroites chez les oiseaux de mer qui s'appuient sur des flux comme le vent et les petites variations créés par le relief des vagues- ailes allongées larges chez les planeurs qui utilisent surtout les thermiques, vautours, cigognes- ailes courtes, puissantes pour une meilleure évolution dans les milieux boisés, comme les éperviers, passereaux- ailes effilées, en forme de faux, pour les chasseurs aériens tels les martinets, hirondelles, faucons- ailes pour le vol sur place comme les colibris, surtout articulées à l'épaule, de relativement petite taille par rapport au corps, permettant une précision de vol importante- formes intermédiaires selon les besoins, les pigeons, certains canards ou oies ont un vol très puissant, assez performant, mais beaucoup de petites espèces à l'aspect assez anodin accomplissent des trajets annuels impressionnants lors des migrations...Ci-dessous illustration avec explications en anglais :
Les performances réalisables varient considérablement d'une espèce à l'autre, chacune étant adaptée à des domaines de vol particuliers ou même à d'autres milieux, comme les manchots qui utilisent leurs ailes dans l'eau.A toutes ces caractéristiques s'ajoute donc la géométrie variable de l'aile qui permet de bénéficier d'un plan de voilure adapté aux conditions de vent et à la trajectoire de vol : surface, angle d'attaque, forme en plan, hauteur, etc. Toutes ces positions et mouvements variés permettent une maneouvrabilité importante chez certaines espèces :
ce Busard Saint-Martin en vol rasant depuis la droite vient de s'arrêter sur place afin de piquer vers le sol.Le rôle de la queue est généralement important lorsque l'oiseau doit effectuer des changements de direction rapides, comme le Busard et le Guêpier ci-dessus, et on voit que l'étalement des rectrices peut multiplier sa surface. A l'inverse les espèces qui n'ont pas besoin d'effectuer des manoeuvres aériennes rapides peuvent avoir une queue à peine visible.
