Физики раскрыли секрет невероятной быстроты движения акул-мако

МОСКВА, 4 мар – РИА Новости. Акулы-мако могут разгоняться до 110 километров в час во время рывка за добычей благодаря уникальной структуре их чешуи, заставляющей воду течь только в одну сторону вдоль нее. К такому выводу пришли ученые, выступившие с докладом на конференции Американского физического общества в Вашингтоне.

«

"Мы провели опыты в гидродинамической трубе, в ходе которых мы измерили срыв потока – силу, которая, к примеру, тянет вашу руку в стороны, если высунуть ее из окна машины и расположить вертикально по отношению к потоку воздуха. Оказалось, что она была заметно меньше для кожи акул, чем для гладкой поверхности", — рассказывает Эйми Ланг (Amy Lang) из университета Алабамы (США).

Акулы принадлежат к числу одних из самых долгоживущих рыб и просто позвоночных животных на Земле. К примеру, гренландские акулы Somniosus microcephalus в среднем живут около двух или трех сотен лет, а некоторые особи могут дожить до возраста в 500 лет, что делает их самыми долгоживущими существами на планете.

Помимо рекордов долгожительства, акулы к тому же относятся к числу самых активных и быстрых подводных хищников. Хорошо известно то, что мако (Isurus oxyrinchus) могут плыть с "крейсерской" скоростью в 74 километра в час и разгоняться до 110 километров в час в тот момент, когда они видят добычу.

Ланг и ее коллеги раскрыли главный секрет "суперскорости" этого вида акул, изучая другую их необычную черту – способность "взъерошивать" чешую, менять угол наклона ее пластинок, в некоторых уголках их тела.

Эти наслоения "биоброни" акул устроены таким образом, что хищница может отклонять их в сторону от тела на 30-40 градусов. При этом их поверхность остается гладкой, если смотреть на рыбу со стороны носа, и становится похожей на раскрытую сосновую шишку с обратного конца.

© Phil Motta at the University of South Florida

Уникальная наноструктура чешуи акул-мако позволяет им развивать сверхвысокие скорости движения

Подобная "изменяемая геометрия" чешуи, как выяснила Ланг еще 10 лет назад, экспериментируя с искусственными копиями кожи мако, может улучшать гидродинамику тела акулы и помогать ей плыть быстрее. Недавно ее команда провела опыты с настоящими образцами чешуи и покровов этих рыб и проверила, насколько справедливыми были эти предположения.

Для этого ученые создали особую установку, которая позволила им очень точно измерить силу срыва потока, порождаемую образцами кожи акулы и другими фрагментами мягких материалов, и понять, как они взаимодействуют с упорядоченными и турбулентными потоками воды в разных условиях.

Эти замеры подтвердили их первоначальную гипотезу и показали, что кожа мако действительно управляет движением разных типов потоков воды примерно так же, как это делают шарики для гольфа, покрытые множеством микроскопических лунок. Они нейтрализуют срыв потока при ударе по мячу и позволяют ему пролететь на 30% дальше, чем гладкий шар такой же массы и размеров.

Как предполагают ученые, искусственные аналоги чешуи акулы сделают вертолеты и самолеты более экономичными или маневренными, позволяя им быстрее или проще преодолевать сопротивление воздуха. Этими разработками уже заинтересовались инженеры фирмы Boeing и Армия США.