Научные статьи 06:00 / 29.08.2011

Уважаемые любители ихтиологии, в сфере ваших интересов находятся уникальные представители животного мира, разгадав загадку которых, человечество смогло бы достигнуть новых вершин в развитии техники. Одной из таких загадок является меч-рыба. Стриж развивает при пикировании скорость до 150 км/час. Используя силу притяжения, с такой скоростью может падать и кирпич. Но передвигаться под водой со скоростью 140 км/час, обладая мощностью всего лишь в одну рыбью силу (!!!), такая скорость является невообразимой и для современной техники, и для науки.

Художник: Робби Када

Но коль рыба плавает, значит, в науке что-то обстоит не правильно. Рыбе никак нельзя приписать использование внеземных технологий. Причину незнания следует икать в науке и... в неизвестных по сей день свойствах воды. Вода является средой обитания животных, и выявление ее новых свойств объясняет секрет поведения рыб, млекопитающих и т. д.

Не отрицая достижений современной науки и техники, хочу заметить: если на протяжении нескольких столетий ученый мир не может объяснить полет майского жука и скоростное передвижение рыбы, значит надо перестать бояться их ужасных формул и принять на вооружение, прежде всего, человеческую логику. А она, как известно, создана по образу и подобию ТОГО, кто создал и рыбу и жука и воду. А математика придет потом. Архимед, Ньютон и другие были в науке прежде всего философами – они умели думать.

Общеизвестно, что вода практически не сжимается и плотность ее увеличивается очень незначительно даже на глубине Марианской впадины. А может ли вода расширяться, уменьшая свою плотность (становиться легче)? Вообще-то, каждая хозяйка ежедневно на кухне превращает воду в пар, только делает это очень энергозатратным способом. И техника использует этот способ в паровых машинах, используя принципы науки, называемой термодинамика. Сформулируем задачу по другому: а можно ли этот процесс осуществить более экономным способом? И сделать это можно тем способом, который используют меч-рыба, тунец, дельфин... С помощью хвоста и головы они делают с водой нечто такое, чего до сих пор не научился делать человек. То есть надо, используя механическое движение и познания в физике, снизить плотность воды перед лобовой частью подводного транспортного средства. Тогда подводный аппарат будет передвигаться со скоростью самолета (пар легче воздуха), а самолет — с космическими скоростями.

Перейдем к описанию маленького эксперимента, который позволяет сделать большие выводы

Автор изготовил подводную модель (см. фото 1 и фото 2) со сменной носовой частью (самая обыкновенная механика). Модель оснащена маломощным двигателем и передвигалась под водой на колесиках по металлической дорожке. При этом замерялось время прохождения одинакового расстояния.


Фото 1. На модели установлен обтекатель традиционной формы.

Фото 2. Экспериментальная модель с вогнутым экраном, по форме напоминающим голову меч-рыбы.

Как видите, аппарат не соответствует современным понятиям об обтекаемой форме лобовой части. Тем не менее, экспериментальная модель передвигалась на 11-15 % быстрее, чем традиционная. Механизм прост, но теория оригинальна. Не может существовать теоретически простая мысль там, где споткнулись современная наука и техника. Дело здесь не в сложных формулах, а в логике физического процесса. Логика присуща каждому человеку. Поэтому студент 3-4 курса политехнического института при желании вполне справится с освоением теоретических основ способа. Опуская физическую аналитику и небольшие математические расчеты, сделаю вывод. Описанный принцип увеличения скорости передвижения под водой основан на уменьшении плотности жидкости перед движущимся телом. Вода имеет удельный вес 1 кг/дм3, но перед меч-рыбой (как показывает расчет) плотность воды уменьшается до 0,13 кг/дм3. В этом и заключается главная часть секрета.

Для тех, кого интересует теория, привожу ссылку в Интернете, где размещена более полная статья.

На этой основе разъясним способ передвижения меч-рыбы.

Рыба обладает рядом физиологических особенностей. Ее «конструктивное устройство» полностью соответствует принципам теории и подтверждаются приведенными фотографиями и комментариями к ним.

Передвигаясь в пространстве, рыба совершает два движения. Первое – волнообразное колебательное движение всем телом и хвостом в горизонтальной плоскости, знакомое каждому человеку, наблюдавшему за плывущей рыбой. И второе – синхронно с первым движением рыба качает головой вверх и вниз. Причем, кончик меча остается неподвижным относительно оси передвижения. Меч рыбы, по сути, представляет собой лопасть высокоэффективного вентилятора, рассасывающего воду от оси передвижения, чем обеспечивает передвижение рыбы через высокоразреженное пространство. Важной особенностью является вогнутая форма меча и головы, которые обеспечивают снижение лобового сопротивления.


Рисунок 1. Наглядно иллюстрирует движения меч-рыбы.


Рисунок 2.

Это не только красиво, но имеет практическое значение. Жаберная часть головы имеет вогнутую форму. Как ни парадоксально, на лобовой части головы достигается наименьшая плотность воды. Движущееся тело изогнуто в вертикальной плоскости. И это при вертикальном-то расположении хвоста!!! Это объясняет причину, по которой рыба плывет в три раза быстрее дельфина. Рыба вращает своим мечом вокруг оси движения, а дельфин только качает своей узкой удлиненной мордой (подобной короткому мечу) вверх — вниз. Рыба рассасывает воду от оси передвижения в направлении двух осей координат, а дельфин — в направлении одной. Это значит, что меч-рыба плывет через более разреженное пространство, чем дельфин.

Плавным продолжением меча является вогнутая лобовая поверхность головы.


Фото 3. Меч совсем не острый: выпуклый закругленный кончик по мере приближения к голове постепенно превращается в прямолинейную, а у головы — в вогнутую коническую поверхность.


Фото 4. Пора сбрасывать «прилипший» разреженный поток — органы управления должны находиться в более плотной среде. Поэтому перед верхним килем вогнутая поверхность приобретает выпуклую форму. Нижние боковые плавники обеспечивают грубую корректировку положения рыбы в движении. Для них важна повышенная мощность поперечного движения. Гребенчатая выпуклая поверхность перед ними расслаивает и закручивает часть цельного вихря в шесть малых вихревых потоков. От них и отталкиваются плавники. Жабры еще вогнуты: в этом направлении спешить незачем — разреженная оболочка над извивающимся телом уменьшит силу трения.

Фото 5. Рыба-парусник опустила нос вниз в предчувствии плохого исхода. Эта и следующая фотографии свидетельствуют о том, что рыба может кивать головой в вертикальном направлении. Ось кивания расположена сразу за жабрами под верхним «килем»


Фото 6. При жизни рыба-меч явно стремилась задирать свой нос вверх.


Рисунок 3. Высокие плавники и хвост выходят за габариты разреженной зоны вокруг тела рыбы, обеспечивая регулируемое передвижение в пространстве. Места изменения кривизны и наклона плавников указывают на места, где плотность воды возвращается в нормальное состояние. Судя по размерам и по углу наклона, малые хвостовые плавники расположены в зоне, где вода возвращается к исходной плотности. Назначение этих плавников – обеспечить неизменное положение центра колебательных движений рыбы относительно траектории ее передвижения. Рыба должна обладать динамометрической системой слежения за отклонением кончика меча от траектории движения. Это обеспечивает наименьшее лобовое сопротивление. Хвост оттолкнется уже от воды, вернувшейся к исходной плотности, обеспечивая скоростное передвижение через высокоразреженное пространство.

В полноформатной статье рассматривается физическая сущность таких физических явлений, как турбулентность и кавитация. Рассматриваются условия их возникновения. И то, каким образом рыбы в отдельных случаях используют разреженное состояние воды в турбулентном вихре.

Дополнительно скажу, что все сказанное распространяется на полет в воздухе. В принципе теория способна объяснить секрет полета майского жука, что является загадкой уже для авиации.

Евгений Блин, специально для «Фактопедия.ру»
Ключевые слова: меч-рыба, наука, рыбы, скорость
Комментарии (1)
Последний комментарий был добавлен 22:39 / 7.02.2014
#

В начале 30-х годов Людвиг Прандтль, знаменитый специалист по аэродинамике из Геттингена, сформулировал парадокс, просуществовавший почти 70 лет: шмель не может летать... И вот, 20 марта на конференции Американского физического общества Джейн Ванг сделала доклад о том, что крылья стрекозы обеспечивают вполне достаточную подъемную силу. Ванг выбрала полет стрекозы как наиболее сложный, по ее мнению, тип полета насекомых. Следовательно, шмель тоже может летать. Анализ полета стрекозы методом численного решения полной системы аэродинамических уравнений Навье-Стокса потребовал от Ванг многих сотен часов расчетов на суперкомпьютере, и это при том, что она работала с хорошо обоснованным двумерным приближением трехмерной задачи и использовала ряд упрощающих трюков. В дальнейшем она все-таки собирается просчитать и трехмерную ситуацию, а также некоторые другие типы полета насекомых.
http://old.kv.by/index2000133401.htm

Ваш комментарий

Комментируйте! Если вы зарегистрированы на Фактопедии нажмите войти. Или войдите с помощью Вашего аккаунта в любой социальной сети.

Войдите с помощью: Войти с помощью vkontakte.ruВойти с помощью facebook.comВойти с помощью twitter.comВойти с помощью yandex.ruВойти с помощью mail.ruВойти с помощью google.ruВойти с помощью flickr.comВойти с помощью lastfm.ruВойти с помощью livejournal.com