В литературе, посвящённой теме китообразных просто не могут обойти вниманием необычайную скорость дельфинов
О том, как дельфины без труда обгоняли самые быстроходные суда сложено множество легенд и рассказов. Учёные и их последователи фигурируют абсолютно фантастическими цифрами, чуть ли не до сорока узлов - показатели совершенно невозможные в условиях подводного плавания. Но нужно признать, дельфины действительно очень быстроходны. И само собой, рано или поздно человек должен был озадачился вопросом - почему?
В 1937 учёный-зоолог Грей, произведя расчёты, получает ответ, противоречащий законам физики. Так появился парадокс Грея
Вы на канале Лаборатория Афалина - первом современном научно-популярном проекте по китообразным.
Помнится, в детстве я смотрел мультфильм, который начинался с описания схожего биологического парадокса: согласно расчётам, пчела и шмель летать не могут, однако всё равно летают. В своё время это очень меня впечатлило и я начал уважать пчёл за то, что те нагнули физику
Однако, я и не думал, что годы спустя мне придётся столкнуться с таким же парадоксом, но уже в отношении водных созданий
Грей так и не подошёл к разгадке своего парадокса. Дельфин не мог развивать те скорости, которые ему приписывались - по расчётам для этого ему нужна была сумасшедшая мощность, которую его мускулатура не могла развить ни при каких условиях. Мышцы дельфина по структуре схожи с мышцами парнокопытных, а значит - не могут развивать значительно большего усилия. Чтобы при собственной обтекаемости развивать такую скорость, ему бы потребовался намного более массивный хвост
С началом дельфиньего бума над этим парадоксом бились все гидробиологи. В гидродинамическую трубу помещали модель дельфина из дерева и пластмасс. На определённой скорости поток становился турбулентным. Но при этом некоторые исследователи указывали, что на любых скоростях дельфин оставлял ламинарный поток. Это значит, что вода, обтекая дельфина, не создавала завихрений и не тормозила его
Вывод не заставил себя ждать: если искусственные материалы не достигают таких результатов, а естественные - да, то дело должно быть в обшивке. Взгляды учёных обратились на кожу дельфина
Возникла гипотеза, что дельфин может изменять форму и обтекаемость своей кожи. Подтверждением этому стало фото Эссапьяна, где дельфин плавал на высокой скорости по бассейну. У него были замечены необычные складки, и тогда выдвинули гипотезу, что эти складки и ламинируют поток
Такое объяснение надолго стало основным и парадокс был разрешён. Основываясь на полученных опытах, бывшими нацистскими учёными в США был создан материал, который подобным образом подвергался пассивной деформации под воздействием водных потоков. Материал получил название "ламинфло" и стал применятся на торпедах. Торпеды, обшитые этим материалом, развивали большую скорость при меньшей мощности, но поток оставался турбулентным, хоть завихрений и стало меньше
Однако, не все учёные принимали этот парадокс за аксиому. Форрест Гленн Вуд был известным скептиком и подвергал сомнению все открытые ранее свойства. И не зря - во многом благодаря его трудам мы имеем открытия, порой даже противоречащие тому, что было открыто ранее
За свой крайне богатый опыт, особенно в составе ВМС США, Вуд готовил дельфинов, доводя их возможности до предела. Его служебные афалины ныряли гораздо глубже, чем в природе, получали радиосигналы и обследовали подводные объекты, отличная рукотворные от нерукотворных. Но вот только они даже близко не развивали скоростей, которые им приписывали. И естественно, Вуд поставил парадокс Грея под вопрос. В опровержение сложившегося мнение он привёл несколько весомых аргументов, которые привёл в книге "морские млекопитающие и человек"
Подобный эксперимент на Гавайских островах, тоже в интересах ВМС США был описан у Карен Прайор в книге "несущие ветер". В результате многочисленных экспериментов было выявлено, что дельфин не мог развить скорости, хотя бы примерно подобной той, которая была замечена возле судна. Рекорд афалины составлял 16 узлов, а самого быстрого из гавайских дельфинов - Кико - составлял от силы 22 узла
Во-первых, скорости в море ощущаются совершенно по-другому. Я это испытал на себе, когда наше судно двигалось всего 10 узлов, а ощущения были как 80 по трассе. Не имея под рукой лага или навигатора довольно трудно определять скорость. А Грей был не моряком, и ему могло вообще показаться что угодно
Во-вторых, Грей производил расчёты, опираясь на постоянную мышечную силу, проигнорировав рывки на короткие дистанции. Таким же образом хороший атлет по бегу приведёт к такому же парадоксу, развив на секунду скорость в 40-50 километров в час
В третьих, дельфин может седлать волну не хуже сёрфера и плыть с любой скоростью, скатываясь с гребня. Соответственно, он может плыть впереди самого быстроходного судна в мире, опираясь на его носовую волну, которая стала особенно мощной с создением у судов носа типа "бульб"
И, наконец, в четвёртых. Помните с чего начиналось это видео? Так вот, в парадоксе с пчелой допущена точно та же ошибка, что и в парадоксе Грэя: за основу для расчётов было взято неподвижное тело - шмель с горизонтальным положением крыльев и дельфин с вытянутым хвостом. И движения этими частями тела просто игнорировались. В расчётах дельфин был как будто торпеда - с винтом или водомётом сзади. И модели были созданы исходя из тех же принципов. Вот почему разница была такой разительной: дельфин настоящий постоянно двигал хвостом вверх-вниз и немного - в стороны, изменяя направление потоков воды
Однако, несмотря как на доводы Вуда, так и на объяснение на основе кожи, некоторые исследователи всё ещё считают парадокс Грея существующим и неразрешённым. Что ж, это хорошая позиция - вдруг, не беря за основу уже проведённые исследования, они тоже смогут открыть что-то совершенно новое? Так что мы только пожелаем им удачи
А на сегодня на этом всё, аналогичное видео и другие, уникальные публикации вы можете увидеть у нас на нашем дзен-канале, переходите в нашу группу в ВК за анонсами и подписывайтесь на этот канал. Оставайтесь на связи
#дельфины #китообразные #наука #биология #гидродинамика #ПарадоксГрея #киты #афалина #скорость #море #бионика #исследования #плавание #обтекаемость #научпоп #расширяемкругозор