Raft Master » Научная библиотека » Нектон. Биология южных морей » Увеличение линейных размеров


  • 3-01-2013, 07:16
  • | Views: 950


Увеличение линейных размеров

Увеличение линейных размеров

С увеличением линейных размеров животных доступные для них максимальные абсолютные скорости плавания закономерно изменяются под действием трех факторов: 1) соотношения массы локомоторных мышц и величины встречаемого животным гидродинамического сопротивления, 2) частотной характеристики движителя и 3) особенностей общей картины обтекания тела животного.

Поскольку с увеличением La масса локомоторных мышц, определяющих мощность движителя, растет пропорционально кубу линейных размеров животного, а встречаемое им при плавании гидродинамическое сопротивление — пропорционально квадрату тех же размеров, максимальные доступные для животных скорости плавания имеют тенденцию увеличиваться с увеличением их длины. Для хорошо обтекаемых тел, к числу которых принадлежат все нектеры, гидродинамическое сопротивление пропорционально площади смоченной поверхности тела, поэтому нетрудно видеть, что указанная тенденция к увеличению скоростей плавания с ростом La непосредственно определяется уменьшением удельной поверхности животных.

В то же время, поскольку скорость плавания при прочих равных условиях прямо пропорциональна частоте совершаемых движителем локомоторных движений, а частота эта с увеличением линейных размеров животных как в филогенезе, так и в онтогенезе в целом уменьшается, максимальные доступные для животных скорости плавания имеют тенденцию уменьшаться с увеличением их длины. Уменьшение рабочей частоты осевого ундуляционного движителя с увеличением размеров нектеров четко проявляется как при сравнении различных видов (Першин, 1970), так и в онтогенезе (Bainbridge, 1958а, 1960), причем в нектонном диапазоне Re рабочая частота движителя с ростом Ьа уменьшается в десятки раз. Так, если, например, у летучих рыб (Exocoetidae), имеющих в большинстве своем длину 20—30 см, движитель может работать с частотой до 50—70 Гц (Edgerton and Breder, 1941; Bertin, 1958a, и др.), а у мальков кефалей (Mugil) длиною 3—10 см, судя по материалам наших киносъемок,— до 30Гц, то у дельфинов (Phocoena, Delphinus, Tursiops) длиною 110—250 см, по тем же данным и фильмовым материалам,— не более 10 Гц, а у гигантов нектона — китов (Першин, 1970),— по-видимому, никак не более 2 Гц.

Фактические скорости плавания в каждом конкретном случае определяются во взаимодействии этих двух противоположных тенденций, результат которого в значительной мере корректируется третьим фактором — особенностями общей картины обтекания тела животного, которая, в свою очередь, с увеличением значений Ьа и Re существенно изменяется.

Анализ фактических данных о скоростях плавания нектеров (рис. 126) приводит к выводу, что наибольшие абсолютные скорости движения оказываются доступными для нектеров при некоторых средних абсолютных линейных размерах и средних частотных характеристиках движителя. Напротив, сочетания экстремальных значений этих факторов — минимальные линейные размеры в сочетании с максимальной рабочей частотой движителя в области предельно малых для нектона значений Re и максимальные линейные размеры в сочетании с минимальной рабочей частотой движителя в области предельно больших для нектона значений Re — не создают оптимальных условий для наращивания скоростей движения. Очевидно, что в области малых Re скорости плавания лимитируются большой величиной удельной поверхности, а в области больших Re — низкой рабочей частотой движителя.

Особенности картины обтекания и, в частности, состояние пограничного слоя существенно влияют на скорость движения нектера при любых значениях Re, что явствует из сопоставления характера экспериментальной кривой Vm — f(La) (рис. 126) с полученными нами (Алеев и Овчаров, 1969, 1971, 1973а, 19736, и др.) экспериментальными материалами, характеризующими картину обтекания тела животного.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Гидродинамическое сопротивление и скорости плавания


    Ламинарное обтекание животных


    Функции плавников как рулей


    Увеличение маневренности нектеров


    Способы маскировки у нектеров

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры