О компании Стоимость
компании
Стратегическое
планирование
Управление
стоимостью
Стоимостной
маркетинг
Стоимостное
мышление
Привлечение
инвестиций
 

Гидроаэродинамика морских организмов

Мореплавателям издавна известно о летучих рыбах, которые выскакивают из воды и летят на большие расстояния над ее поверхностью (заканчивая в ряде случаев свой полет на палубе проходящего корабля). По данным многих исследователей, начальная скорость полета таких рыб составляет 18 м/сек, после чего наступает ровный, планирующий полет на расстоянии до 500 м (по некоторым данным, летучие рыбы в полете могут делать повороты до 180°).

Аэродинамика становится все более популярной наукой на флотах (спортивных, военных, транспортных) во многих странах мира. Во-первых, проводятся более строгие и детальные исследования аэродинамики неотмирающего движителя – паруса. Во-вторых, более определенной становится тенденция поднятия судов над поверхностью воды – на подводных крыльях, на воздушной подушке, на несущем «экране» экраноплана, наконец, на самолетных крыльях летающих (и даже ныряющих) лодок.

Может возникнуть мысль о несравнимости скоростей движения летучей рыбы и названных технических транспортных средств. Действительно, эффект основного механизма движения экраноплана начинает сказываться лишь при скорости свыше 150 км/час (около 42 м/сек). Скорости же выхода рыбы и летательного аппарата из воды окажутся сравнимыми. Действительно, вспомним, что по мере увеличения скорости судна гидродинамическое сопротивление воды растет вначале пропорционально квадрату скорости, а затем пропорционально третьей, четвертой и даже пятой степени скорости. Вряд ли имеет смысл расходовать огромную мощность приводненного движения для выхода из воды с целью последующего полета (парения) судна над водой, если этот кратковременный переходный процесс можно осуществить на малой скорости.

Гидроаэродинамика летучих рыб исследовалась русскими учеными. Напомним коротко об основных результатах этих работ. До появления цитированных работ в литературе, как правило, описывался момент выхода летучей рыбы из воды в воздух как единичный резкий толчок, выбрасывающий тело рыбы на некоторую высоту, с которой далее и осуществлялось планирование при помощи сильно развитых боковых плавников, имеющих форму настоящих крыльев. Исследователи указывали, что высота взлета достигала 5 м, хотя чаще всего летучая рыба летит на высоте от 0,5 до 1,0 м. Наблюдения и специальные эксперименты академика В. В. Шулейкина и его сотрудников показали, что общепринятая схема «импульс выброса – планирование» является неверной

Последующие эксперименты с продувкой в аэродинамической трубе по методике, принятой для исследования моделей самолетов, подтвердили большую сложность схемы взлета и планирования летучей рыбы. Назначение редана достаточно очевидно: при достижении некоторой определенной скорости движения развивается давление, необходимое и достаточное для выталкивания передней части корпуса, снабженного реданом. После этого корпус (тело) скользит по поверхности воды, соприкасаясь передней частью с водой одним только днищем редана. Благодаря этому сопротивление движению резко падает, а скорость глиссирующего корпуса (тела) может быть доведена до значений, намного превосходящих скорость при водоизмещающем способе плавания (при прочих равных условиях).

Сохраняя такое положение, рыба развивает некоторую скорость, которая позволяет ей «выйти на редан». После этого летучая рыба некоторое время скользит по поверхности воды, касаясь ее только краем «реданного» выступа, и при значительном погружении в воду нижнего хвостового выступа, которым продолжает энергично работать, расправляет одновременно крылья-плавники. Таким образом, рыба развивает ту скорость, которая необходима ей для того, чтобы оторваться от поверхности воды и взлететь на высоту, определяемую углом атаки. Как показывают измерения и расчеты, скорость взлета составляет около 18 м/сек или 65 км/час, т. е. равна скорости курьерского поезда!

Взлетев на некоторую высоту (0,5–5,0 м), являющуюся наивысшей точкой данного взлета, рыба продолжает полет по пологой траектории за счет планирования на крыльях-плавниках.


Предыдущая глава: Механизмы движения рыб и моллюсков

Следующая глава: Описание аэродинамических и гидродинамических конструкций


Содержание:

Очерки Бионики Моря
От автора
Освоение и использование гидросферы
Богатства мирового океана
Ресурсы океана
Организация производства под водой
Классы животных гидросферы
Подводные исследования глубин
Шельф мирового океана
Промышленное использование океана
Подводная агротехника растений
Использование и дрессировка животных
Освоение бионики океана
Прообраз бионической системы
Предмет бионики моря
Биологические исследования бионики
Структуры и системы бионики
Влияние элементов и структур бионических систем
Моделирование бионической системы
Задачи бионики моря
Использование бионики в технике
Биологические элементы системы – нейроны
Структура одиночного рецептора
Структурное формирование рецепторов
Основные функции рецептора
Различия рецепторов
Фоторецепторы глаз животных
Терморецепторы морских животных
Звукорецепторы слухового анализатора
Химорецепторы водных животных
Механизм звуковой локации
Структура и функции одиночного центрального нейрона
Синапсы нейрона
Возбуждение нейрона
Модели синапсов нейрона
Теории систем связи
Гидроакустический канал связи
Электромагнитный диапазон связи
Оптические системы связи
Электрорецепция электрических токов
Детекторы электромагнитного поля
Орган обоняния и вкуса
Механизм рецепции осязания
Гидронические волны
Гидроакустическая связь в океане
Акустическая сигнализация у морских животных
Виды локации животных
Механизм биолокатора дельфина
Слуховой анализатор китообразных
Излучатель импульсов дельфина
Эксперименты с дельфинами
Использование структур кибернетики
Системы управления событиями
Системы структурного представления
О системах с генетически заданной структурой управления
Структуры рефлекторной деятельности
Условные рефлексы и обучение
Моделирование условного рефлекса
Образование рефлексов животных
Нервная сеть различных организмов
Самоорганизация биологической системы
Исследование самоорганизации многоклеточных и одноклеточных
Задачи анализатора опознания
Системы параметров образов в пространстве
Статистические и вероятностные аспекты модели опознания
Решения задач опознания образов
Обучение бионических систем опознанию образов
Примеры обучаемых опознающих систем
Особенности опознания образов в бионике моря
Исследования поведения дельфина
Наблюдение за поведением животных
Основные аспекты поведения животных
Раздражения внешней среды
Результаты группового поведения
Форма симбиоза стаи рыб
Исследования подводных конструкций
Исследования бионических механизмов
Особенности конструкций животного
Сооружение скелета моллюсков
Конструктивные особенности строительства осьминогами
Гидродинамические аспекты бионики
Механизмы движения рыб и моллюсков
Гидроаэродинамика морских организмов
Описание аэродинамических и гидродинамических конструкций
Синтез конструктивных структур
Синтез элементов и систем
Манипуляторы в океанических организмах
Получение фильтрации
Опреснение морской воды
Газообмен под водой
Селективное накопление вещества
Исследования иоэнергетики
Источники электрического тока
Механизм биолюминесценции

На главную страницу сайта