Самые быстрые на Земле
существа проживают в воде, в среде,
перемещение в которой из-за
сопротивления гораздо труднее, чем в
воздухе. Так, для того, чтобы
водоизмещающее (не глиссирующее)
судно увеличило свою скорость вдвое,
потребуется затратить в 10 - 30 раз
большую энергию. В то время как для
авто или вертолёта затраты энергии
придется увеличить в три - четыре с
небольшим раза.
И вот что странно: физики-гидродинамики
считают, что щука не может совершать
своих стремительных бросков за
добычей - у неё для развития такой
скорости не хватит энергии. Правда,
щука этого не знает, иначе бы вымерла
с голоду.
Чемпионом по скорости среди жителей
Земли справедливо считается дельфин.
Он может развивать скорость около 200
км/час.
Движителем дельфина является хвост.
Такой же, что и у щуки, только
горизонтальный - дельфину нужно
быстро всплывать на поверхность за
воздухом. Так почему же этот хвост
гораздо более эффективен, чем винт?
Плоскость винта нормально
расположена к направлению движения -
потоку. Поэтому винт обладает
заметным собственным сопротивлением
потоку. Поток, создаваемый винтом,
резко турбулентен - винт вращается с
большой скоростью поперёк
направления движения. В потоке,
отбрасываемом винтом, образуется
кавитация - каверны. Кроме того, часть
энергии винта расходуется на
создание звука. И только 10 - 15 %
энергии винта затрачивается на
прямолинейное перемещение.
Рыбий хвост или дельфиний самой природой обкатан и приспособлен к работе в воде.
А что, если попытаться приспособить
его к перемещению человека в воде?
Рыбий хвост на ощупь явно упруг и
имеет мощные мышцы. Вспомните, хотя
бы скумбрию – жёсткие, твёрдые мышцы
следуют сразу за плавником, который
представляет собой упругую
пассивную пластину. Плавник же
дельфина, более скоростного существа,
чем рыба, а, значит, более
приспособленного к перемещению в
воде, полностью состоит из мышц и
сухожилий. То есть, его жёсткость и
упругость могут меняться в
зависимости от желания животного.
И ещё одна характерная деталь: как
рыба, так и дельфин при движении
отклоняют туловище от оси движения.
Рыба – по горизонтали, дельфин – по
вертикали, в полном соответствии с
перемещением хвоста. Это означает,
что хвост имеет холостой ход, как бы «замахивается»
перед толчком о воду. На самом деле,
этот «замах» состоит в том, что
туловище водоплавающего после
отталкивания хвостом перемещается в
сторону, противоположную
отталкивания, и оказывается под
небольшим углом к направлению
движения. Затем, мышцы хвоста плавно
переносят его на линию с туловищем,
но хвост при этом из-за сопротивления
воды изгибается, оказываясь в
положении «замаха» для следующего
гребка. Мышцы снова напрягаются, и
жёсткий хвост производит гребок,
отталкивая воду назад и в сторону. И
цикл повторяется.
Ну, что же, эластичную оболочку с
полостью в виде рыбьего хвоста
создать возможно. А роль переменной
жёсткости мышц может сыграть
жидкость в полости, если менять в ней
давление. Вы видели, как
распрямляется и становится жёстким,
как палка пожарный шланг, когда в
него подаётся под давлением вода?
Точно так же можно сделать
искусственные мышцы жёсткими,
напряжёнными, а можно, сняв давление,
их расслабить. Так всегда при
движении и работают мышцы, то
напрягаясь, то расслабляясь.
Разумеется, чтобы судно не рыскало,
необходимо использовать
горизонтально расположенный плавник
- "дельфиний" хвост.
Вот так и работает искусственный «рыбий»
хвост.
Этому и посвящён мой
ПАТЕНТ
РФ № 2109655
ПЕРЕЙТИ
К ПАТЕНТУ >>>
|