Сила дельфіна у його хвості
Сила хвоста дельфіна в 10 разів більша, ніж вважали раніше. Дослідження показали, що максимальна сила дельфінового хвоста становить 1800 Н. Саме це дозволяє розвивати крейсерську швидкість.
Дельфіни – найшвидшехідні морські ссавці, вони можуть розвивати швидкість до 35 км/год. Ще в 1936 році британський зоолог сер Джеймс Грей (Sir James Gray) намагався розібратися в тому, як вони це роблять у воді. Він дійшов висновку, що тварини не можуть розвивати своєю м'язовою силою таке прискорення, яке дозволяє їм долати опір води. Однак попри всі фізичні закони вони роблять це. Цей феномен отримав назву «феномен Грея».
Протягом понад 70 років «парадокс Грея» викликав суперечки, здогади, спекуляції – загалом, не давав спокою вченим. На його пояснення пропонувалися різні гіпотези. Найпоширеніша стверджувала, що вся справа в шкірі дельфінів, яка має унікальну будову, що гасить опір води. Нещодавно японські дослідники з Кіотського Інституту отримали чергове підтвердження цієї гіпотези з використанням нових технологій. Вони провели детальне комп'ютерне моделювання руху потоку води шкірою дельфіна. Виявилося, що крім м'якості шкіра дельфінів має властивість створювати мікрозавихрення води вздовж тіла, які зменшують тертя під час руху. Пропонується використовувати подібний принцип у будівництві субмарин та кораблів.
Проте, навіть особлива будова шкіри не може до кінця пояснити таку швидкохідність дельфінів. І тепер можна вважати, що «парадокс Грея» дозволено. Професор Тімоті Вей (Timothy Wei), декан Інженерної школи Політехнічного інституту Ренселле (Rensselaer`s School of Engineering Rensselaer Polytechnic Institute) у Нью-Йорку, керівник дослідження,стверджує: «Я гадаю, ми вперше можемо сказати, що загадка розгадана. Відповідь проста і коротка: дельфіни насправді набагато сильніші, ніж міг уявити собі Грей та більшість інших людей». Тімоті Вей представив результати роботи своєї команди на конференції Американського фізичного товариства, на секції руху рідин в Сан-Антоніо, штат Техас.
Вей записав рух двох пляшкових дельфінів під іменами Прімо і Пука в той час, як вони пропливали через товщу води, насиченою безліччю крихітних повітряних бульбашок. Потім він використовував комп'ютерну програму, щоб простежити рух бульбашок. Різнокольорові зображення показують, з якою швидкістю та в якому напрямку рухається вода навколо та позаду тіла дельфіна. Ці виміри вчені використовували для того, щоб точно визначити силу, яку генерує дельфін.
Вей також використав цю технологію, щоб зняти дельфіна в момент, коли він, стоячи на хвості, переміщається по воді, утримуючись короткими вертикально сильними рухами хвоста. Цей трюк зазвичай демонструють відвідувачам дельфінаріїв.
Результати показали, що хвіст дельфіна при ударі генерує силу, що дорівнює в середньому 890 Н (ньютон, або кг х м/c 2 ). Це вдесятеро більша сила, ніж припускав Грей. Максимальна сила, яку може генерувати хвіст дельфіна, становить близько 1800 Н. Для порівняння, олімпійські чемпіони з плавання, за словами Вейна, розвивають максимальну силу в 310 Н. Він знає це абсолютно точно, оскільки працював з американськими плавцями протягом кількох років, використовуючи цю «бульбашкову технологію», щоб зрозуміти, як тіла плавців взаємодіють з водою і як можна покращити їх результати. А потімВейн розширив поле застосування свого методу, перейшовши від плавців до дельфінів.
На наступному етапі Вейн збирається досліджувати гідродинаміку інших водних тварин, щоб оцінити, як різні види еволюціонували, вдосконалюючи свої навички плавання.