Ученые открыли самый эффективный живой двигатель для подводного плавания – его КПД до 75%

Опубликовано: 27 Февраля 2018 г. Автор: Подготовил Андрей ДУДНИК | г. Астана
просмотров 793

Привычка человека подражать живой природе и копировать ее решения берет свои корни в невесть какие древние времена. Из наиболее известных исторических примеров – попытка Леонардо да Винчи построить летающую машину с машущими, как птица, крыльями. С 1960 года явление подражательства природе получило научное название – бионика, а развитие технологий и распространение компьютерных расчетов и моделирования дали новый импульс этому направлению науки.

Как пишет автор научной странички New York Times Вероник Гринвуд со ссылкой на данные, опубликованные на портале Королевского научного общества Великобритании, профессор биомеханики в Университете Лидса Грэм Аскью вместе со своим аспирантом Томасом Нилом провели исследование двигательной системы знаменитого на весь мир, благодаря творчеству Жюля Верна, головоногого моллюска Chambered Nautilus – того самого, в честь которого капитан Немо назвал свою субмарину.

Allonautilus3.jpg

Совсем как вымышленная подлодка, наутилус бороздит просторы океана, причем делает это благодаря реактивной тяге, которую он создает, всасывая и выталкивая воду. До настоящего времени считалось, что подводная реактивная тяга не самый эффективный по затратам энергии и коэффициенту полезного действия способ передвижения – перемещение рыб при помощи тел и плавников гораздо энергоэффективнее. Однако в ходе исследования выявились неожиданные нюансы.

Ученые насытили воду аквариума взвесью частиц оксида алюминия, после чего один за другим помещали в эту емкость пять особей наутилусов – одну за другой и замеряли различные параметры их движения. Благодаря взвеси удалось получить яркую картину того, как работают двигательные механизмы головоногого: с какой скоростью отбрасывается вода и какую скорость получает его тело.

медузы.jpg

Исследователям удалось получить экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что эффективность использования наутилусом энергии составляет от 30 до 75%. Эти показатели гораздо выше, чем у любых подводных жителей, двигающихся на реактивной тяге, к примеру, эффективность кальмаров составляет от 40 до 50%, а у медуз менее 50%.

По словам доктора Аскью, вероятная причина такой энергоэффективности в том, что забор воды в тело производится очень широким потоком, а реактивное выталкивание осуществляется через узкий проток, причем моллюск способен регулировать давление выходящей струи и, соответственно, скорость и маневренность своего передвижения.

Полученные данные вдохновили ученых, и следующим объектом их физико-биологических исследований станут осьминоги – тоже реактивные создания.

1517026.jpg