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第88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,有橡胶乳头,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,液体在橡胶乳头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,希望用钻孔装炸药的方法炸沉敌舰,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。