Hằng năm cứ đúng từ thu sang đông, những đàn chim lại lũ lượt di cư từ miền Bắc về miền Nam để tránh rét cũng như tìm thức ăn. Thú vị ở chỗ mỗi đàn ngỗng trời hay những loài chim có tập tính di cư đều bay theo đội hình nhất định, đó là theo hình chữ V. Vì hành trình dài và tốn rất nhiều thời gian nên chúng phải sắp xếp đội hình bay một cách tối ưu về mặt năng lượng cũng như để dễ dàng liên lạc với nhau.
Các nhà khoa học đã tìm ra câu trả lời sau khi tiến hành thực nghiệm trên 14 con cò quăm hói bằng cách đeo thiết bị để xác định vị trí đường bay, tốc độ và nhịp cánh của mỗi chú cò.
Đội hình chữ V được xem là đội hình tối ưu về mặt khí động lực học, con chim bay ở đầu mũi tên hay chữ “V” thường là chim đầu đàn có sức khỏe hơn những con còn lại. Những chú chim khi bay vào đội hình đã tận dụng luồng không khí đi qua đôi cánh của chúng bao gồm: luồng khí hướng lên (có lợi) từ phía dưới lên mép sau của đôi cánh giữ cho chú chim ở trên không trung mà không phải quạt cánh vất vả và luồng không khí hướng xuống (không có lợi) từ phía trên đến mép sau đôi cánh.
Những con chim bay sau đầu mũi tên phải tận dụng luồng khí từ con đầu đàn để chỉ nhận luồng khí có lợi và giảm thiểu luồng khí hướng xuống bất lợi nhờ đó giảm thiểu sức lực mà chúng phải sử sụng trong suốt thời gian dài. Nhờ sự liên kết khí động lực học mà rất hiếm khi một chú chim nào phải rời đàn vì kiệt sức. Bằng cách bay theo hình chữ V, đàn ngỗng tiết kiệm được khoảng 70% sức lực so với khi chúng bay riêng lẻ.
Khi đang bay những con chim bay sau sẽ chịu ảnh hưởng của luồng không khí từ chim bay trước, chúng chỉ đơn giản cảm nhận được đâu là vị trí của luồng không khí hướng lên và đâu là vị trí của luồng không khí hướng xuống. Từ đó chúng sẽ xác định được vị trí thích hợp để không phải mất nhiều sức lực khi bay, từ đó vô tình hình thành nên đội hình chữ V là do đặc điểm khí động học của các luồng khí hình thành khi đập cánh.
Theo một nghiên cứu năm 2001, những chú bồ nông trắng khi bay theo đội hình chữ V có nhịp tim thấp và nhịp vỗ cánh thấp hơn khi chúng bay một mình tới 14%. Nghiên cứu từ những năm 1970 cho thấy những chú chim trong đàn có thể bay nhanh hơn một chú chim đánh lẻ đến 71% nên con chim đầu đàn phải là con chim lãnh đạo có sức khỏe và ý chí cao hơn những con chim còn lại. Khi con đầu đàn bay loạng choạng về phía sau tức là nó đã mệt và đội hình sẽ tự động chuyển để một con chim khác lên dẫn đoàn.
Ngoài ra những con chim trong đàn còn cất tiếng kêu làm động lực cho con đầu đàn giữ vững vị trí của mình mà không bị lệch hướng. Và một khi có một cá nhân bị bệnh hoặc không đủ sức lực tiếp tục hành trình và sà xuống thì sẽ có 2 chú chim khác hạ xuống cùng để bảo vệ, chờ cho nó khỏi bệnh, khỏe lại rồi tiếp tục nhập vào đàn khác hoặc sẽ chết nếu nó không khỏi bệnh.
Có những lời đồn trong giới phi công lái phi cơ trong thế chiến II rằng tiết kiệm khá nhiều nhiên liệu khi bay vào đội hình chữ V. Tuy chưa được xác thực cụ thể, nhưng lợi ích tiết kiệm năng lượng do bay đội hình khá phổ biến với cả phi công dân sự và quân sự.
Bằng cách giữ đầu mũi cánh trong vùng xoáy của máy bay phía trước, mỗi chiếc bay sau có thể tiết kiệm tối đa 18% lượng nhiên liệu mà đáng ra nó phải tiêu hao, theo tờ báo Nature, tờ báo chuyên công bố kết quả của những nghiên cứu mới.
Giáo sư David Delpy, giám đốc điều hành của Engineering and Physical Sciences Research Council người tài trợ cho chương trình nghiên cứu cho biết: “Nghiên cứu này đã trả lời được câu hỏi mà tôi nghĩ hầu hết mọi người đều thắc mắc, tại sao đàn chim lại bay theo đội hình như vậy. Vừa thú vị mà kết quả nghiên cứu này còn cung cấp nhiều lợi ích khoa học cho các lĩnh vực như khí động học, sản xuất…”.
