Игорь Акимушкин. Патенты подводного царства
Небольшое введение
Откуда произошла бионика? Какая биологическая конструкция, заимствованная инженерами у природы, положила начало построению приборов-аналогов? Говорят, гидрофон, копирующий ухо тюленя, был первым кирпичиком, заложенным в фундамент новой науки. Старые гидрофоны, которыми выслушивали морские глубины корабли-охотники за подводными лодками, работали только в том случае, если корабль стоял. Когда же он двигался, то шум обтекавшей гидрофон воды заглушал гул винтов подводной лодки. А вот тюлень хорошо слышит на полном ходу! Строение его уха и послужило моделью для новой, более совершенной конструкции гидрофонов. Другие утверждают, что бионика родилась гораздо раньше: изучение особенностей устройства стрекозиного крыла помогло авиастроителям победить опасную вибрацию крыльев воздушных кораблей. А я готов утверждать, что еще Аристотель, большой знаток зоологии, заложил основы бионики. Попытка эвристического моделирования сделана им почти две с половиной тысячи лет назад: великий грек описал модель человеческого мозга. Две тысячи лет спустя Рене Декарта тоже увлекла идея моделирования мозга. А Леонардо да Винчи мечтал построить копирующий птицу летательный аппарат (и до него и после него не один Икар пробовал оторваться от земли на машущих крыльях). Давно, очень давно, люди пытались проникнуть в тайны природных конструкций. Не так уж и важно, кто был из них первым. Важно, что их труды и идеи не пропали даром и что новая наука бионика, рожденная на основе этих идей и накопленного опыта, сейчас успешно развивается.
Два секрета дельфинов
Какие природные конструкции, какие органы обитателей моря могут дать новые идеи инженерам? Сейчас много говорят о дельфинах. Разносторонние способности этих животных поистине феноменальны. Их изучают теперь и анатомы, и психологи, и лингвисты, и физики, и кораблестроители. Последних привлекает кожа дельфинов. Точнее: способность дельфинов быстро плавать, чем обязаны они, кроме всего прочего, особому устройству своей кожи, которая является гидрофобной, то есть не терпит воды, отталкивает ее, не смачивается. Все дело в смазке, которую выделяют кожные железы. Позади всякого тела, плывущего в воде, возникают вихревые водовороты, а вместе с ними — пониженное давление, которое как бы тянет это тело назад, тормозит его. Кожа дельфинов устроена так, что гасит тормозящие вихри. Она волнообразно-подвижна и упруга, пронизана сложной системой сообщающихся полостей, заполненных жидким жиром, который, перетекая под давлением воды из полости в полость, как поршневой амортизатор, гасит энергию водяных вихрей. Это свойство было использовано конструкторами торпед, которые обтянули смертоносные снаряды резиной «ламинфло», копирующей в главных деталях кожу дельфина. Но еще раньше ученые разгадали другой секрет дельфинов: ультразвуковой сонар, акустический локатор — приспособление в высшей степени уникальное. Дельфины очень «болтливы». Ни минуты не помолчат. Большая часть их криков составляет разговорный, так сказать, лексикон, в данном случае он нас не интересует. Другие же явно обслуживают сонары. Дельфин афалина свистит, щелкает, хрюкает, лает, визжит на разные голоса в диапазоне частот от ста пятидесяти до ста пятидесяти пяти тысяч герц. Но когда он и «молча» плывет, его сонар постоянно ощупывает окрестности серией быстрых криков, или, как их еще называют, клаков, которые длятся не больше нескольких миллисекунд и повторяются обычно пятнадцать — двадцать раз в секунду. А иногда и сотни раз! Малейший всплеск на поверхности — и дельфин сейчас же учащает свои крики, «ощупывая» ими погружающийся предмет. Эхолокатор дельфина настолько чувствителен, что даже маленькая дробинка, осторожно опущенная в воду, не ускользнет от его внимания. |
