Внешний вид дельфинов не мог не вызвать интереса у физиков, занимающихся гидродинамикой движущихся объектов. В конце 60-х годов этой бионической темой увлекся и основатель новосибирского Академгородка Михаил Лаврентьев и его коллеги из института гидродинамики.

Основные проблемы, с которыми сталкивались исследователи — это трудность регистрации изменений среды (воды в нашем случае) в связи с психической ранимостью дельфинов и невозможностью закрепить на их коже датчики и отклонения получаемых данных от расчетных. Почитайте, что об этой работе написала в 1970 году газета «За науку в Сибири» (сегодня — «Наука в Сибири»).

Объект исследования — дельфины

Б. Семенов.

БИОНИКА — этот термин, по-видимому, известен теперь всем. Как самостоятельный раздел науки она оформилась практически только в послевоенное время. Задачей бионика является исследование секретов живого мира и использование их в технике. Исследования по гидробионике ведутся в Институте гидродинамики практически с момента его основания. Еще в 1962 году была опубликована статья М. А. и М. М. Лаврентьевых «Об одном принципе создания тяговой силы для движения», в которой рассмотрен случай создания тяги изгибающейся пластинкой при движении ее в сплошной среде. Решение этой задачи в известной мере объясняет плавание длинных тонких рыб.

Под руководством Г.С. Мигиренко проводится гидробионические исследования семейства дельфиновых. До сих пор они носили поисковый характер. Необходимо было прежде всего найти вид животных, обладающих интересными гидродинамическими свойствами. Исходя из предварительных оценок, ими могли обладать дельфины белобочка и афалина.

Для оценки феноменальности данного вида животных достаточно было определить его гидродинамическое сопротивление. Эта задача не является сложной в современной гидродинамике. Имеющиеся методы позволяют измерять сопротивление с довольно высокой точностью. Однако при гидробионических исследованиях возникают специфические трудности в связи с тем, что приходятся иметь дело с живым объектом. Обычно используемые в гидродинамике экспериментальные методы часто оказываются здесь непригодными. Так, например, буксировка живого дельфина совершенно неприемлема. И не только потому, что возникают сложности аккуратного крепления животного в системе измерения. Установка на дельфине какой-либо аппаратуры, закрепление тех или иных датчиков, на первый взгляд, может быть, и не ограничивающих движений животного, могут привести к исчезновению тех интересных гидродинамических явлений, которые определяют феноменальность и интересуют вас.

Кроме того, дельфины имеют высоко развитую нервную систему, поэтому необходим о избегать при экспериментах с ними действий, травмирующих их психику. Собственно эксперименту предшествует длительная, но необходимая тренировка животных. Гидродинамику приходится учитывать биологические особенности подопытного организма. Хотя дельфин дышит атмосферным воздухом, длительное пребывание его на суше может оказаться для него смертельным, поскольку при этом нарушается теплообмен. Поэтому все измерения приходится проводить в воде. Иногда это, правда, приводит к упрощению задачи.

Для измерения сопротивления дельфина применялась кинорегистрация его перемещений во времени при движении животного по инерции. Таким образом, измерения проводились 6ез какого-либо воздействия на животное, при свободном, ничем не ограниченном плавании.

Измеренное гидродинамическое сопротивление афалины оказалось и несколько раз меньше рассчитанного дли эквивалентной жесткой модели при турбулентном обтекании. С учетом начального ламинарного участка. Имеющиеся в современной гидродинамике сведения не объясняют столь малое сопротивление движению дельфина в воде. Следовательно, в данном случае имеет место неизвестное пока гидродинамическое явление. Таким образом, этим экспериментом с большой достоверностью было подтверждено предполагавшееся существование гидродинамического феномена дельфина афалины.

Итак, для указанного вида животных установлена причина возникновения парадокса Грэя. Она заключается в тем, что афалина обладает малым сопротивлением, значительно меньшим расчетного. Проведенные опыты свидетельствуют также о том, что явление, лежащее в основе метода достижения малого гидродинамического сопротивления, в данном случае является, по-видимому, регулируемым.

Сделан только первый, хотя и важный шаг в изучении гидробионики китообразных. Существование гидродинамического феномена позволяет надеяться на успех в поиске новых эффективных методов уменьшения сопротивления. Возможно, что предложенные гипотезы не дадут объяснения феномена. Поэтому, наряду с их моделированием, необходимо выяснить до конца природу гидродинамической исключительности афалины.

Аналогичные нашим результаты по измерению сопротивления были получены в США Лэнгом для дельфинов того же рода, но другого вида — для тихоокеанского бутылконоса. Американские исследователи считают весьма перспективным проведение дальнейшего изучения афалины.

Источник — «За науку в Сибири», 18 марта 1970 г., №12 (441). Фото — dic.academic.ru