Физика грации – раскрыта тайна феноменальной скорости дельфинов
Международная команда ученых смогла детально объяснить, благодаря какому механизму дельфины развивают свою феноменальную скорость в воде. Как сообщает earth, ключевым фактором стремительного движения этих морских млекопитающих оказались гигантские водяные вихри.
Главный двигатель — водяные кольца
Долгое время точная физика грациозного и быстрого плавания дельфинов оставалась предметом дискуссий. Новое исследование показало, что основную тягу, толкающую животное вперед, создают масштабные вихревые кольца. Они формируются в момент, когда дельфин совершает мощные взмахи хвостом.
Эти вращающиеся водяные структуры эффективно отталкивают массу воды назад, генерируя сильный встречный импульс, который и разгоняет дельфина. При этом в процессе движения возникают и более мелкие завихрения, однако, по заверениям экспертов, они представляют собой лишь побочный эффект — результат распада крупных колец, и на общую скорость никак не влияют.
Цифровой взгляд на гидродинамику
Визуализировать и детально разобрать этот процесс ученым помогло сложное компьютерное моделирование. Для точного воспроизведения поведения жидкости исследователи задействовали один из мощнейших суперкомпьютеров в мире — японский Fugaku.
«Мы смогли разделить потоки воды и определить, какие из них реально создают тягу», — поделился деталями работы исследователь Ютаро Мотоори.
Стоит отметить, что данная научная работа полностью построена на цифровой модели, а не на наблюдениях за живыми особями, поэтому в ней не учитывались такие биологические факторы, как усталость или поведенческие особенности млекопитающих. Тем не менее физический механизм взаимодействия хвоста с водой специалисты считают доказанным и точным.
Перспективы для технологий будущего
Открытие биологов и физиков может стать серьезным подспорьем для инженеров, проектирующих подводную технику. Понимание «дельфиньего принципа» позволит создавать высокоэффективных роботов, которые вместо хаотичного перемешивания водной массы вокруг себя будут генерировать четко направленные и контролируемые вихри. Это поможет аппаратам тратить значительно меньше энергии, двигаться тише и быстрее.
Ученые добавляют, что подобные вихревые структуры используют для перемещения не только дельфины, но и многие виды рыб, птиц и даже насекомых. Копирование этих природных механизмов в будущем поможет минимизировать сопротивление среды и энергетические потери в самых разных отраслях машиностроения.
Ранее "Курсор" писал, что Иран хочет использовать боевых дельфинов против США.
В Иране обсуждают использование дельфинов с минами для атак на американские корабли в Ормузском проливе.
