Raft Master » Научная библиотека » Нектон. Биология южных морей » Приспособления для управления пограничным слоем


  • 4-01-2013, 04:41
  • | Views: 815


Приспособления для управления пограничным слоем

Приспособления для управления пограничным слоем

Представители группы Xiphioidae принадлежат к числу самых быстрых пловцов; скорости плавания их доходят до 30—36 м/сек (Walford, 1937; Nursall, 1962), что превышает все известные цифры для других нектеров.

Ихтиозавр Eurhinosaurus longirostris по общей форме тела весьма близок к рыбам группы Xiphioidae (табл. 13, рис. 98); можно думать, что при его больших размерах — до 6 м (Татаринов, 1964л) — для него были доступны скорости плавания порядка 15—20 м/сек.

Как у Xiphioidae, так и у Eurhinosaurus относительное удлинение тела заметно увеличивается, а диффузор удлиняется уже до такой степени, что Y уменьшается до 0,20—0,31. Одновременно возникают специальные приспособления для управления пограничным слоем на конфузорном участке, способствующие турбулизации пограничного слоя уже у самой передней части тела: верхний и нижний контуры профиля головы из выпуклых становятся вогнутыми и появляется заостренный рострум, образованный верхней челюстью или, реже, обеими челюстями, причем длина рострума, измеряемая от его вершины до передней точки эффективной длины Lc тела, в разных случаях составляет от 14 до 45% Lc (табл. 13; рис. 92, Ж, 3; 96—98).
В ряде случаев при охоте на крупную добычу рострум, или, как его часто называют, меч, используется для прокалывания жертвы, о чем свидетельствуют многочисленные случаи нахождения в желудках различных представителей Xiphioidae рыб, проткнутых мечом, в том числе и таких быстрых, как крупные тунцы и прочие Scombridae, а также Coryphaena, Lutianus и т. п.

Указывают также (Giinther, 1880; Voss, 1956; Sheer, 1963; Будыленко, 1973), что Xiphias и Istiophorus способны наносить боковые удары мечом по жертве. В то же время многие авторы отмечают факт нормальной упитанности рыб со сломанным или искривленным рострумом, а также случаи нахождения в желудках Xiphioidae крупных рыб без следов прокола мечом, т. е. просто схваченных челюстями (Bandini, 1933; Heilner, 1953; Овчинников, 19666). Это показывает, что применение рострума при ловле добычи не является обязательным. Многочисленные факты «нападения» представителей Xiphioidae на различные плавающие предметы — корабли, понтоны, лодки (Smith, 1956, и др.), а также на акул (Gordon, 1935) и китов Balaenoptera (Jonsgard, 1959, 1962; Brown, 1960, и др.) объясняются случайным столкновением хищника с указанными объектами при охоте на лоцманирую-щих рыб (Барсуков, 1960а; Алеев, 1963а).
Основная функция рострума — гидродинамическая (Smith, 1956; Wi-sner, 1958; Барсуков, 1960а; Walters, 1962; Алеев, 1963а, 19656, 19706; Sheer, 1963; Овчинников, 1966а, 1967а, 1968, 1970, и др.), состоящая в управлении пограничным слоем, прежде всего с целью уменьшения сопротивления трения (Алеев, 19706).

Голова Xiphioidae в целом представляет собою турбулизатор, что морфологически обусловлено: 1) наличием вогнутых поверхностей на ней и 2) наличием сверхкритической шероховатости на роструме. Эти особенности строения головы Xiphioidae обеспечивают полностью турбулентное состояние пограничного слоя уже на конфузоре, что решающим образом влияет на всю картину обтекания.

Вогнутые поверхности передней части головы Xiphioidae способствуют турбулизации пограничного слоя за счет более интенсивного перемешивания его более внешних и более внутренних (пристенных) участков: быстро движущиеся вдоль вогнутых поверхностей головы частицы жидкости под действием центробежных сил имеют возможность проникать к поверхности тела, тогда как медленно двигающиеся частицы, напротив, отбрасываются от этой поверхности (Walters, 1962).

Рострум Xiphioidae сам по себе является турбулизатором (Овчинников, 1966а, 19666), чему способствует наличие на нем сверхкритической шероховатости в виде мельчайших бугорков, складок и шипиков (Алеев, 19706).

У Xiphias рострум представляет собою горизонтально расположенную обоюдоострую с боков и заостренную на конце пластину, с эллиптическим поперечным сечением, общая форма которой действительно очень напоминает обоюдоострый меч (рис. 98, А — Б). Длина меча у взрослых особей Xiphias составляет около 40—45% Lc. Микрорельеф поверхности рострума Xiphias на его верхней и нижней сторонах практически одинаков и представляет собою сложную систему очень извилистых и разветвленных продольных бугорчатых гребней и лунок (рис. 102, А — Б).

Этот рельеф идеально приспособлен для турбулизации пограничного слоя. Согласно результатам наших определений (Алеев, 19706), высота элементов шероховатости на роструме Xiphias при длине (L) рыбы около 200 см составляет около 0,10—0,50 мм, достигая максимума примерно на одной трети его длины, считая от вершины (табл. 15; рис. 103, А). Очевидно поэтому, что при оценке турбулизаторной функции рострума Xiphias аналогизировать рострум с гладкой пластиной (Овчинников, 1966а) невозможно.




  • Вернуться



  • Еще по теме


    Уменьшение сопротивления движению (ГЛАВА V)


    Турбулизация пограничного слоя


    Шероховатость верхней и нижней поверхности рострума


    Распределение динамического давления


    Способы предотвращения отрыва пограничного слоя

     

    Последние новости



    Пользовательский поиск

    Партнеры