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第八十六章 大海里一颗拉长的水滴——鲸与鲸形船()
小问号
如果要问世界上最大的动物是什么?也许有人会说,那是高山上的猛虎,或者是森林里的大象。这都不对。世界上最大的动物是生活在海洋里的哺『乳』动物——鲸。虽然它的形状像鱼,却不是鱼。在一望无际、深不可测的大海里,庞大如牛的鲸游得比现代化的船舰还要快,是名副其实的海洋中最优秀的游泳健将之一。那么,它快速如飞的游技,与其流线型的体形是否有关呢?新型的核潜艇设计是否得益于它的启示?
鲸类(包括海豚)都是优秀的游泳能手。有“海上霸王”之称的虎鲸,每小时能游泳55千米。在受惊或追捕海中动物时,它们的速度还能增加一倍以上,比船舰和潜艇的航速还要大。
**是世界上个头最大的动物,可是它并不笨。它的游速每小时平均27千米,短时间内可达37千米。上百吨重的庞然大物,按照它的游速,需要330千瓦的动力才行,但它却只有44千瓦的动力。
此外,鲸可以在几秒钟内,从静止达到全速,也能“嘎然而止”。这更是船舰和潜艇所望尘莫及的。同时,它既能迅速下潜,也能快速上浮,这些都与它那流线型体形密不可分。它的整个身体就像一颗拉长的“水滴”一样,也是公认的游泳姿态最美的体形!鲸的这种“水滴”似的体形在水中活动时能大大地减少水的阻力。
科学家们受此启发,按照鲸的体形,改进了客轮和货轮的设计,使船的水下部分不再是刀状,而设计成鲸体形状,从而使船体所受的阻力减少百分之二十。有的超级油轮也模仿鲸体形状,因而加快了航速。原先的核潜艇是雪茄形的,现在,出现了一些“水滴”形的现代化核潜艇。与雪茄形的核潜艇相比,“水滴”形核潜艇所受到的水的阻力可以减少很多,再加上核动力装置,功率有所增加,在水下航行时,速度有了大幅度的提高。最新型的一种核潜艇——“大青花鱼”号,就是仿照鲸的体形轮廓和身体各部分的比例建造的,航速提高了四分之一。
【小档案】
**是世界上最大的动物。最长的**约34。6米,重达100吨。它的舌头重3吨,心脏重0。7吨,肺重1。5吨,胃长3米,肠子有250米长。它是须鲸的一种,也叫剃刀鲸、蓝长须鲸。它的口中没有牙齿,但是却长着许多栉齿般的三角形的须。鲸须是黝黑『色』的,背部几乎都是蓝『色』的,体侧镶有白『色』的斑点,腹部是浅灰『色』,上面长有70~80条既能膨胀也会收缩的皱褶。觅食时,张开大嘴,吞进大量海水,一些小动物随海水一起吞进去后,它便闭上嘴巴,再用舌头把海水排出去,只留下小鱼、小虾等。人们曾经将一头**剖开,令人吃惊的是,在它的胃里竟然找到1。5吨的磷虾。
第八十七章 大海里的游泳高手——海豚与潜艇()
小问号
海豚是我们非常熟悉的动物,关于海豚救人的故事早已家喻户晓。它的体形像鱼,长约2~3米,有背鳍,鼻孔长在头顶上,嘴巴尖而细长,上下颌有40~50对小而尖的牙齿,体侧通常有1~2条暗纹。海豚无论在水中还是在水面,都具有良好的视力,而且精力特别充沛,24小时都在活动却不需要睡觉呢。最让人类惊叹的是它在大海里的游泳速度,最快时速达120千米。那么,海豚为什么能游得这么快,人类对它的研究有什么重要的收获?
海豚确实是大海里的游泳“高手”,不论是疾游、潜游,还是腾跃,动作总是那么优美、协调,令人赞不绝口,堪称是技术娴熟的“游泳家”了。如果在短距离内冲刺,游速可达到每小时120千米,即使是现代化的核潜艇想追捕它也望尘莫及。那么,海豚为什么能游那么快呢?
这得益于它的身体结构。一是海豚有着美妙的流线型身体。这种流线型的圆锥体,十分光滑,在水里游起来摩擦力最小,所以游速很快。二是海豚的皮肤与众不同。它不仅有一个理想的流线型体形,而且还有特殊构造的皮肤结构。它的皮肤分两层,外层很薄而富有弹『性』,这种弹『性』类似最好的汽车用橡胶。而内层是充满脂肪的弹『性』纤维,纵横交错的纤维,紧紧地把它的身体包裹起来,还具有储存和传递能量的功能,使它的身体十分柔韧。皮肤的这种结构,能使水流的振动减弱,摩擦力减小。也就是说,这种橡胶似的皮肤,在水里游起来能抑制浪花的产生,从而减少行进的阻力。
仿生学家经过长期的观察研究,终于发现了海豚皮肤的巧妙构造,并模仿它,用富有弹『性』的有机材料制成一种多层的潜艇外壳——“人造皮肤”。这种人造皮肤是由三层橡胶组成的,总厚度为2。5毫米:外层是模仿海豚的表皮层,非常光滑,厚度0。5毫米;中层是模仿海豚的真皮及胶原组织和脂肪,有橡胶**,它们之间的空间充满粘滞『性』的硅树脂『液』体;下层厚度0。5毫米,它与模型体接触,起支持板的作用。当水的压力作用于人造皮肤时,『液』体在橡胶**之间的流动完成消振器的作用,使漩涡消失在物体附近的有限水层中。潜艇穿上这套“外衣”后,在水中运动受到的阻力大大下降。换句话说,穿上这身“外衣”,航行时的速度比以前提高了。后来,科学家按照海豚的体形轮廓、身体比例及皮肤的双层结构设计制造了一艘核潜艇,上浮、下潜、水面航行或水下航行的速度提高了25%左右。难怪人们说,从海豚身上得到借鉴,完成了潜艇制造技术的一次革命。
【小档案】
1620年,荷兰物理学家科尼利斯·德雷贝尔成功地制造出人类历史上第一艘潜水船。它是人类历史上第一艘能够潜入水下,并能在水下行进的“船”。它的船体像一个木柜,木质结构,外面覆盖着涂有油脂的牛皮,船内装有作为压载水舱使用的羊皮囊。这艘潜水船以多根木桨来驱动,可载12名船员,能够潜入水中3~5米。德雷贝尔的潜水船被认为是潜艇的雏形,所以他被称为“潜艇之父”。1776年,潜艇在美国独立战争中第一次登上了战争舞台。富有爱国热情的美国耶鲁大学毕业生戴维特·布什内尔在华盛顿将军的支持下,开始研究用潜水船打击英军的方法。1776年9月7日,由上士埃兹拉·李驾驶的“海龟”艇成功地潜到英国战舰“鹰”号的尾部,希望用钻孔装**的方法炸沉敌舰,但是没有成功,不过第一次把人类的战场从陆地、水面发展到了水下。1897年5月17日,在现代潜艇发展史上著名的“霍兰”号潜艇建造成功。它的创造者就是被后人尊称为“现代潜艇之父”的爱尔兰人约翰·霍兰。
第八十八章 生活在海洋里的蝙蝠——海豚与声纳()
小问号
碧波万顷的海洋深处是不是缄默无声的?不。海洋深处并不寂静,而是一个绚丽多彩、热闹非凡的世界呢!海洋里有各种各样的声音:叫鱼的笃、笃声,跳虾发出的宛如人们弹指头的声音,海豚的吱吱声,抹香鲸潜入深海时发出的吱溜声……汇成了一曲美妙的交响。有些声音是动物用来测定目标和互通信息的,人耳却无法听见。那么,海豚为什么能听见,它的耳朵有什么“特异功能”?
海豚过着一种群居生活。它们团结互助,干任何一件事情都喜欢集体行动。在小海豚出生时,其他的雌海豚就自觉地在周围游动,来保护小海豚,以防各种不测。当海豚妈妈出去捕食时,其他海豚就替她看护小海豚。小海豚就是在这样一个舒适的环境中度过自己童年的。可是,我们都知道,海豚长年生活在水里,光线微弱,视物不清,又怎么来发现周围异样的敌情呢?原来,海豚有奇妙的回声定位系统,可以根据超声波来传递消息、判断敌情。
海豚身上的这套精确的回声定位装置,和蝙蝠一样,能发出超声波在水中准确定位。因此,有人称海豚是“生活在海洋里的蝙蝠”。所不同的是,海豚的超声波发生器位于头部,在呼吸孔和呼吸道中间。当海豚吸入的空气跑进气囊时,瓣膜关闭;空气通过时,引起瓣膜震动,发出超声波,空气在气囊里循环地流过,就可以不断地发出超声波来。它的头部还有块脂肪,起“声透镜”作用,把脉冲聚焦后再发『射』出去。当超声信号遇到目标时,产生的回波被耳或头部的其他部分接收。
人类受到海