ผู้คนต่างเฝ้าสังเกตความสามารถของโลมาในการว่ายน้ำอย่างรวดเร็วและอิสระดำน้ำลงไปในน้ำและกระโดดขึ้นจากน้ำในขณะเดินทางมาหลายศตวรรษ อริสโตเติลเรียกปลาโลมาว่า "สัตว์ที่เร็วที่สุด" นักวิจัยในกระบวนการสังเกตและการทดลองกำหนดความเร็วในการเคลื่อนที่ของโลมา พบว่าความเร็วสูงสุดของโลมาในการว่ายน้ำฟรีอยู่ในช่วง 41-48 กม. / ชม. ในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำแคลิฟอร์เนียมีหลายกรณีที่ความเร็วของวาฬเพชฌฆาตในช่วงเวลาสั้น ๆ อยู่ในช่วง 40 ถึง 55 กม. / ชม. แต่ความเร็วนี้ไม่สามารถถือได้ว่า "ล่องเรือ" เนื่องจากแม้แต่โลมาที่เร็วที่สุดก็ไม่สามารถว่ายน้ำด้วยความเร็วสูงสุดได้นานกว่าสองสามนาที การว่ายน้ำของปลาโลมาด้วยความเร็วดังกล่าวสามารถเปรียบเทียบได้โดยประมาณกับการเหวี่ยงของสปรินเตอร์ในช่วงเริ่มต้น แต่เมื่อโลมาว่ายเข้าใกล้ส่วนหน้าของลำเรือสปีดโบ๊ทหรือเรือพิฆาตความเร็วของพวกมันจะสูงถึง 60-65 กม. / ชม. จริงอยู่ในกรณีเหล่านี้ความเร็วของโลมาจะคงอยู่โดยแรงของคลื่นที่เกิดจากตัวเรือ โลมารับรู้ถึงความกดดันของสนามอุทกพลศาสตร์ที่สร้างขึ้นโดยเรือเดินสมุทรด้วยกล้ามเนื้อและเส้นประสาทใต้ผิวหนังและหาตำแหน่งของร่างกายที่มีความต้านทานต่อน้ำน้อยที่สุด เพื่อให้โลมารู้สึกถึงผลของสนามอุทกพลศาสตร์เรือต้องแล่นด้วยความเร็วสูงพอสมควร (25-30 กม. / ชม.) ในสถานการณ์เช่นนี้ปลาโลมาสามารถว่ายน้ำได้เป็นเวลาหลายชั่วโมงและบางครั้งอาจเป็นวันเพื่อให้ทันกับเรือ

ต้องบอกว่าปลาโลมาสัมผัสกับอิทธิพลของเขตอุทกพลศาสตร์มาแล้วใน "วัยเด็ก" ของพวกมัน ความจริงก็คือลูกโลมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการให้อาหารว่ายน้ำถัดจากมดลูกและเลือกตำแหน่งดังกล่าวโดยสัญชาตญาณเมื่อเทียบกับร่างกายของเธอซึ่งความต้านทานต่อน้ำน้อยที่สุด เมื่ออยู่ใกล้กับฝั่งแม่ปลาโลมาจะช่วยประหยัดพละกำลังและว่ายน้ำอย่างอดทน แต่ก็เร็วพอ ๆ กับแม่เนื่องจากแรงกดดันจากสนามที่เกิดจากการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของเธอ

ธรรมชาตินับพันปีผ่าน การคัดเลือกโดยธรรมชาติ พัฒนาความสามารถของปลาโลมาในการจับเหยื่อ - ปลาเร็ว เป็นผลให้โลมามีความสามารถในการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วบนผิวน้ำใต้น้ำและดำน้ำจมลงสู่ความลึกอย่างรวดเร็วและกระโดดขึ้นจากน้ำได้สูงซึ่งมักจะเท่ากับหรือมากกว่าความยาวของลำตัว ในขณะเดียวกันโลมาสามารถกระโดดได้นานรวมถึงเมื่อว่ายน้ำบนหลัง ในระหว่างการกระโดดพวกเขายังสามารถหมุนรอบแกนของร่างกายได้ ปลาโลมาแสดงให้เห็นถึงลักษณะการเคลื่อนไหวทั้งหมดนี้ทั้งในทะเลเปิดและในสระเทียม

ควรสังเกตว่าการเคลื่อนไหวของโลมาในน้ำนั้นมีพลวัตมากนั่นคือพวกมันสามารถรับความเร็วได้อย่างรวดเร็วและชะลอความเร็วและหยุดได้เร็วขึ้น คลื่นหางอันทรงพลัง - และปลาโลมาว่ายน้ำเป็นระยะทางเท่ากับความยาวของลำตัวสองหรือสามตัว เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฉลี่ยสำหรับเขา (20-25 กม. / ชม.) ปลาโลมาที่มีหางจะหยุดเคลื่อนไหวโดยมี "ระยะหยุด" เพียงครึ่งเดียวของความยาวของลำตัว การเบรกดังกล่าวมีความคมมากจนคนมองว่าเป็นค้อนน้ำ ปลาโลมาสามารถว่ายน้ำไปข้างหน้าได้เท่านั้นไม่มีการ "ถอยหลัง"

นักวิทยาศาสตร์มองหาคำตอบสำหรับคำถามนี้มานานแล้ว: อย่างไรทำไมและทำไมปลาโลมาจึงว่ายน้ำเร็วมาก?

อวัยวะหลักของสัตว์จำพวกวาฬคือหางส่วนหน้าเป็นก้านบีบอัดด้านข้างและส่วนหลังอยู่ในแนวนอน ก้านช่อดอกหางจะเคลื่อนขึ้นและลงภายใต้การกระทำของกล้ามเนื้ออันทรงพลังของลำต้น เมื่อลำต้นลงไปแฉกหางจะเปิดขึ้นและในทางกลับกัน ปลาโลมาไม่หมุนหางขณะว่ายน้ำ ความเร็วในการว่ายน้ำขึ้นอยู่กับความถี่และความกว้างของปีกหางและมุมเอียงของใบพัด ใบหางยังทำหน้าที่เป็นหางเสือ ครีบหลังที่เป็นตุ้มเดี่ยวทำหน้าที่เป็นโคลงแบบพาสซีฟในขณะที่ครีบอกที่จับคู่กันทำหน้าที่เป็นหางเสือเป็นหลัก ทั้งความเร็วและพลวัตของการเคลื่อนไหวของปลาโลมาในน้ำพูดถึงความสมบูรณ์แบบของกลไกมอเตอร์นี้

ความชื่นชมในการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วของโลมาเป็นหนึ่งในความประทับใจแรกที่บุคคลได้รับเมื่อสังเกตเห็นสัตว์เหล่านี้ อย่างไรก็ตามในบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับปลาโลมาความชื่นชมในตอนท้ายของยุค 30 ของศตวรรษที่ XX ถูกแทนที่ด้วย ... ความสับสน ความจริงก็คือศาสตราจารย์เจมส์เกรย์นักสัตววิทยาชาวอังกฤษผู้ซึ่งศึกษาการเคลื่อนที่ของสัตว์น้ำได้ทำการคำนวณที่จำเป็นกล่าวว่าโลมาไม่ควรพัฒนาความเร็วตามที่พวกมันพัฒนาได้จริง คำนึงถึงความหนาแน่นของน้ำซึ่งมากกว่าความหนาแน่นของอากาศขนาดและมวลของปลาโลมาถึง 800 เท่าความเร็วสูงสุดที่โลมาสามารถพัฒนาได้ตามการคำนวณทางอุทกพลศาสตร์ต้องไม่เกิน 20 กม. / ชม. จากการคำนวณของเกรย์ปรากฎว่าเพื่อให้ได้ความเร็ว 40-50 กม. / ชม. ซึ่งโลมามีจริงความแข็งแรงของกล้ามเนื้อต้องเกินกว่าปกติเกือบ 10 เท่า! ในความเป็นจริงอัตราส่วนของแรงต่อหน่วยมวลกล้ามเนื้อในสัตว์จำพวกวาฬซึ่งรวมถึงโลมานั้นใกล้เคียงกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขอบเขตที่มาก นอกจากนี้หากกล้ามเนื้อมีความแข็งแรงผิดปกติระบบทางเดินหายใจและระบบหัวใจและหลอดเลือดของปลาโลมาจะไม่สามารถให้ออกซิเจนแก่กล้ามเนื้อทำงานได้ อย่างไรก็ตามกล้ามเนื้อของโลมาซึ่งทำงานที่ "กำลังสูงสุด" มีออกซิเจนเพียงพอ ความแตกต่างระหว่างความสามารถทางทฤษฎีและความสามารถที่แท้จริงของสัตว์จำพวกวาฬได้ถูกเรียกว่า Grey paradox

นักวิจัยที่เชี่ยวชาญด้านต่างๆเริ่มมองหาสาเหตุที่ทำให้โลมามีความเร็วสูง งานที่น่าสนใจเกี่ยวกับปัญหานี้ดำเนินการโดย Max Kramer นักออกแบบขีปนาวุธผู้ร่วมงานของ Wernher von Braun ผู้สร้างจรวด V-2 (FAU-2) ที่มีชื่อเสียง ด้วยความเร็วสูงอากาศมีความต้านทานต่อวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งเกือบจะสมกับความต้านทานของน้ำ ความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวของร่างกายในสภาพแวดล้อมใด ๆ ขึ้นอยู่กับรูปร่างและความเร็วของร่างกาย ร่างกายที่มีพื้นผิวเรียบและรูปร่างที่คล่องตัวดีจะมีแรงต้านน้อยที่สุดเนื่องจากตัวกลาง (น้ำอากาศ) ไหลเวียนรอบร่างกายด้วยความสงบและต่อเนื่อง ในทางตรงกันข้ามด้วยการไหลเวียนที่ไม่ดีและความหยาบของพื้นผิวร่างกายกระแสน้ำที่ไหลไปรอบ ๆ จะได้รับความแปรปรวนและความไม่ต่อเนื่อง การเคลื่อนไหวของสื่อนี้เรียกว่าปั่นป่วน (ในภาษาละตินปั่นป่วนหมายถึงรุนแรงไม่เป็นระเบียบ) การไหลแบบปั่นป่วนทำให้เกิดความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวของร่างกายมากกว่าการไหลแบบลามินาร์อย่างมีนัยสำคัญ

Kramer สร้างแบบจำลองโลหะที่จำลองรูปร่างและขนาดของปลาโลมาได้อย่างแม่นยำ พื้นผิวของแบบจำลองถูกขัดอย่างระมัดระวัง แต่การทดสอบแบบจำลองในช่องทางอุทกพลศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองนี้ยังมีความต้านทานซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับร่างกายที่เป็นของแข็งซึ่งแตกต่างกันไปตามสัดส่วนของกำลังสองของความเร็ว ซึ่งหมายความว่าความลับไม่ได้อยู่ที่ความเรียบของพื้นผิวอย่างน้อยก็ไม่เพียง แต่ในสิ่งนี้

การศึกษาโครงสร้างของผิวหนังของปลาโลมาพบว่ามันมี 2 ชั้นหลักคือชั้นนอกยืดหยุ่น (หนังกำพร้า) และชั้นในที่ยืดหยุ่นอยู่ใต้ (หนังแท้ที่มี papillae และไขมันสูง)

เครเมอร์สันนิษฐานอย่างถูกต้องว่ากลไกของผิวหนังของปลาโลมา "ทำงาน" เมื่อมันเคลื่อนที่ในน้ำ สาระสำคัญมีดังนี้: ชั้นนอกของผิวหนังโค้งงอและสปริงภายใต้แรงดันของน้ำในสถานที่ที่ความดันนี้กระทำ ปรากฎว่าน้ำที่ไหลรอบโลมาว่ายน้ำก่อตัวเป็นบริเวณที่มีการเคลื่อนไหวที่ปั่นป่วน (กระแสน้ำวน) ที่นั่นผิวหนังของปลาโลมาจะหย่อนตัวเข้าด้านในดูดซับส่วนที่ไหลเชี่ยวเข้าสู่ที่ลุ่มที่เกิดขึ้นราวกับว่าแยกมันออกจากส่วนที่เหลือของมวลน้ำที่ไหลวนรอบตัวสัตว์ จากแนวคิดเหล่านี้ Kramer ได้พัฒนาการเคลือบตอร์ปิโด 3 ชั้นเทียมที่มีความซับซ้อนซึ่งมีดีไซน์คล้ายกับหนังปลาโลมา การทดสอบแสดงให้เห็นว่าการเคลือบดังกล่าวลดลงอย่างมาก (60%) ช่วยลดความต้านทานของน้ำต่อการเคลื่อนที่ของตอร์ปิโดด้วยความเร็วสูง (70 กม. / ชม.) แต่ไม่มีการปรับปรุงการเคลือบนี้เพิ่มเติมอาจทำให้เกิดผลที่เห็นได้ชัดเจนขึ้น และหากคุณคำนึงถึงราคาสนามหญ้าเทียมที่สูงด้วยก็เห็นได้ชัดว่ามันไม่สามารถแข่งขันกับหนังปลาโลมาได้ แน่นอนว่าไม่ใช่แค่โครงสร้างของผิวหนังของปลาโลมาเท่านั้น เหตุผลที่ทำให้ปลาโลมามีคุณสมบัติทางอุทกพลศาสตร์สูงก็คือสมองของพวกมันควบคุมผิวหนังของมันด้วยความสมบูรณ์แบบที่น่าทึ่ง ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงความดันในบริเวณใดบริเวณหนึ่งของผิวหนังจะถูกสื่อสารไปยังสมองทันทีโดยเซ็นเซอร์รับผิวหนังบาง ๆ หลายล้านตัวและสมองจะส่งคำสั่ง biocurrent ไปตามเส้นประสาทไปยังบริเวณที่เกี่ยวข้องของกล้ามเนื้อผิวหนัง ด้วยการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วของปลาโลมาคลื่นกล้ามเนื้อจะไหลผ่านร่างกายของมันซึ่งตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าลดความต้านทานต่ออุทกพลศาสตร์

ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ของสถาบันสัณฐานวิทยาวิวัฒนาการและนิเวศวิทยาของสัตว์ตั้งชื่อตาม A.N. Severtsov จาก USSR Academy of Sciences แสดงให้เห็นว่าปลาโลมายังคงรักษาสภาพการทำงานของระบบกล้ามเนื้อและโครงกระดูกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่การเคลื่อนไหวของโลมาในน้ำคล้ายกับการกระโดดของสัตว์บก การสั่นสะเทือนตามขวางของลำตัวของปลาโลมาที่ว่ายน้ำอย่างแข็งขันนั้นเกิดขึ้นในระนาบแนวตั้งตรงกันข้ามกับการเคลื่อนไหวของปลาว่ายน้ำซึ่งบิดลำตัวในแนวระนาบ

ลักษณะทางกายวิภาคของปลาโลมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งโลมาปากขวดแสดงให้เห็นว่ากล้ามเนื้อยนต์ที่ทรงพลังที่สุดถูกยึดติดกับบริเวณที่เพิ่มความคล่องตัวของร่างกาย พื้นที่เหล่านี้พบโดยลักษณะทางจลนศาสตร์และตั้งอยู่หากนับจากปลายจมูก (rostrum) ที่ระยะทาง 0.3, 0.75 และ 0.95 ความยาวลำตัว รอบ ๆ บริเวณเหล่านี้เช่นรอบ ๆ บานพับส่วนที่อยู่ติดกันของลำตัวโลมาจะหมุน มันเปิดเผย ว่า "บานพับ" สองอันแรกอยู่ที่หางเปียของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบก อย่างไรก็ตามปลาวาฬได้รักษากระดูกสะบักและลดกระดูกเชิงกรานจากเข็มขัดดังกล่าว

จลนศาสตร์ของการเคลื่อนไหวของร่างกายของปลาโลมานั้นทำให้แรงดันน้ำจากหัวไปยังหางลดลงซึ่งจะช่วยลดระดับความปั่นป่วนและส่งผลให้ความต้านทานของสภาพแวดล้อมทางน้ำลดลง

นักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศยังคงศึกษาการทำงานของกล้ามเนื้อผิวหนังและระบบมอเตอร์ทั้งหมดของโลมา ข้อมูลที่มีอยู่ในปัจจุบันบ่งชี้ถึงระดับสูงสุดของการปรับตัวของโลมากับชีวิตและการเคลื่อนไหวในน้ำ ในช่วงวิวัฒนาการที่ยาวนานผิวหนังของปลาโลมาได้รับความสามารถในการควบคุมการไหลของน้ำแบบลามินาร์เพื่อป้องกันการเกิดพื้นที่ปั่นป่วนในกระแสน้ำนี้ การเคลื่อนไหวของปลาโลมาครีบหางตลอดจนครีบหลังและครีบอกควบคุมตัวเองได้เมื่อเคลื่อนไหว: ความยืดหยุ่นในการย่อยสลายของพวกมันจะเปลี่ยนไปตามความเร็วในการว่ายน้ำ ผลของสิ่งเหล่านี้เกือบทั้งหมดในแง่ของความสำเร็จทางวิวัฒนาการที่น่าอัศจรรย์คือความสามารถของโลมาในการว่ายน้ำด้วยความเร็วสูงกว่าที่คำนวณโดยสูตรของอุทกพลศาสตร์ ดังนั้นตอนนี้แทบจะไม่คุ้มที่จะพูดถึงความขัดแย้งบางอย่างที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเกรย์ค้นพบเมื่อ 75 ปีก่อน ความขัดแย้งในที่นี้ถือได้ว่าเป็นความพยายามของนักวิทยาศาสตร์คนนี้เท่านั้นที่จะใช้กฎของอุทกพลศาสตร์เพื่ออธิบายคุณสมบัติของร่างกายโดยวิวัฒนาการกลายเป็นระบบชีวภาพที่ควบคุมตนเองได้อย่างซับซ้อน

สัตว์จำพวกวาฬทุกตัวเป็นนักว่ายน้ำที่ยอดเยี่ยม แต่พวกมันดำน้ำด้วยวิธีที่แตกต่างกัน ปลาโลมาซึ่งกินอาหารประเภทปลาทะเล (นั่นคือปลาที่อาศัยอยู่ในชั้นผิวน้ำทะเล) ดำน้ำได้ง่าย แต่ไม่ลึก (สูงถึง 25-35 ม.) ปลาโลมากินอาหารก้นลึกดำน้ำลึกมาก ตัวอย่างเช่นโลมาปากขวดในทะเลดำดำน้ำที่ความลึก 80-90 ม. และโลมาปากขวดที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นพิเศษสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 170 ม. และลึกกว่านั้น ภายใต้สภาพธรรมชาติเวลาที่ใช้ใต้น้ำของโลมาอยู่ระหว่าง 3-4 ถึง 10-15 นาที สำหรับการเปรียบเทียบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกไม่สามารถหยุดหายใจได้นานกว่า 1.5 นาที บุคคลที่อยู่ในสภาวะสงบสามารถหยุดหายใจได้ไม่เกิน 1.0 - 1.5 นาทีและมีเพียงนักดำน้ำมืออาชีพเท่านั้นที่สามารถกลั้นหายใจได้ 2-3 นาที แต่นี่เป็นข้อ จำกัด

ธาตุน้ำซึ่งเป็นสิ่งที่มนุษย์ต่างดาวมาสู่มนุษย์ทำให้มีเพียงสิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับมันเท่านั้น ผู้ที่ไม่ได้รับการฝึกฝนโดยไม่มีอุปกรณ์ใด ๆ เช่นชุดอวกาศหรืออุปกรณ์ดำน้ำสามารถดำน้ำได้ลึกไม่เกิน 10-15 เมตรนักจับฟองน้ำดำดิ่งสู่ความลึกมากเพื่อค้นหาไข่มุก แต่สิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ที่รุนแรงอยู่แล้ว

ระดับความสามารถในการปรับตัวของโลมากับการดำน้ำสามารถตัดสินได้จากตัวอย่างนี้: ในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำแห่งหนึ่งของอเมริกาปลาโลมาได้รับการฝึกฝนให้ดำน้ำ 50 ครั้งติดต่อกันโดยส่งสัญญาณในเวลา 105 นาทีถึงความลึก 30 เมตรมันเป็นโลมาฟันย่นที่อาศัยอยู่ในเขตอบอุ่นและเขตร้อนของมหาสมุทร ขนาดความยาว 2.5 เมตรฟัน 100-104 ชิ้น โลมาตัวนี้ใช้เวลาโดยเฉลี่ย 18 วินาทีในการขึ้นจากความลึก 30 ม. แต่ถ้านักดำน้ำในชุดอวกาศนุ่มอยู่ที่ความลึก 30 ม. เป็นเวลาเพียง 10-12 นาทีก็ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 10 ชั่วโมงจึงจะขึ้นเขาได้ พูดอย่างรวดเร็วว่าคนที่เพิ่มขึ้น 2-3 นาทีจากระดับความลึกดังกล่าวจะหมายถึงการเสียชีวิตในทันทีจากอาการป่วยจากการบีบอัด

ต้องใช้เวลานานเช่นนี้สำหรับนักดำน้ำที่จะขึ้นจากความลึกตื้น (30-40 ม.) เพื่อให้เขาคลายตัว ด้วยความลึกที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 เมตรแรงดันน้ำจะเพิ่มขึ้นทีละชั้นบรรยากาศ ตัวอย่างเช่นหากนักดำน้ำลงไป 150 เมตรแรงดันน้ำ 16 บรรยากาศจะส่งผลกระทบต่อเขา เพื่อปรับสมดุลความดันนี้นักดำน้ำจะถูกส่งไปกับอากาศที่ความดันประมาณ 16 บรรยากาศ ด้วยการเพิ่มขึ้นของความดันในปอดของนักดำน้ำอากาศจะถูกจ่ายโดยน้ำหนักมากกว่าในสภาวะปกติและความสามารถในการละลายของอากาศในเลือดจะเพิ่มขึ้น เลือดทั่วร่างกายมนุษย์ค่อยๆอิ่มตัวไปกับอากาศหรือมากกว่านั้นองค์ประกอบหลักคือไนโตรเจน เมื่อนักดำน้ำขึ้นไปอย่างรวดเร็วความดันจะลดลงอย่างรวดเร็วและดูเหมือนว่าเลือดจะเดือด: ฟองของไนโตรเจนจะถูกปล่อยออกมาซึ่งสามารถเข้าไปในเส้นเลือดขนาดใหญ่เช่นเข้าไปในเส้นเลือดใหญ่และปิดกั้นซึ่งหมายถึงการเสียชีวิตของบุคคลในทันที

เวลาในการบีบอัดจะลดลงโดยการปรับปรุงการออกแบบอุปกรณ์ดำน้ำและชุดอวกาศเช่นเดียวกับการใช้ก๊าซผสมของฮีเลียม (96-98%) และออกซิเจน (2-4%) สำหรับการหายใจของนักดำน้ำ ส่วนผสมนี้ใช้ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้ฮีเลียม (ก๊าซที่เป็นกลางเช่นไนโตรเจน) เข้าสู่กระแสเลือดได้เร็วขึ้นและละลายน้อยลงและออกจากเลือดได้เร็วกว่าไนโตรเจน ดังนั้นส่วนผสมดังกล่าวจึงปลอดภัยสำหรับมนุษย์มากกว่าอากาศ ในกรณีนี้เวลาในการคลายการบีบอัดจะลดลง 3-4 เท่า

ทีนี้ลองเปรียบเทียบข้อเท็จจริง ปลาโลมาถึงแม้ว่าพวกมันจะว่องไวเพียงไม่กี่วินาทีก็จะลอยขึ้นจากความลึกหลายสิบและหลายร้อยเมตรก็ไม่ได้สัมผัสกับความรู้สึกไม่พึงประสงค์ใด ๆ เหตุผลก็คือปลาโลมาเติมอากาศส่วนหนึ่งให้เต็มปอดก่อนที่จะดำน้ำทิ้งส่วนหนึ่งของอากาศไปที่ระดับความลึก อากาศในปอดของเขาอยู่ภายใต้ความดันปกติไนโตรเจนจึงเข้าสู่เลือดของเขาในปริมาณเล็กน้อยซึ่งปลอดภัยสำหรับโลมาอย่างสมบูรณ์

แต่เพียงอย่างเดียวคงไม่เพียงพอสำหรับการดำน้ำลึกมาก สำหรับการดำน้ำเป็นเวลานานร่างกายของโลมาเช่นเดียวกับสัตว์จำพวกวาฬทุกตัวมีลักษณะทางสรีรวิทยาหลายประการ ในการเริ่มต้นการทำงานของระบบทางเดินหายใจในสัตว์จำพวกวาฬไม่ได้ถูกกระตุ้นโดยการสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่เกิดจากการขาดออกซิเจนในเลือด สำหรับการเปรียบเทียบให้เราชี้ให้เห็นว่าในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกและในมนุษย์การหายใจนั้นตื่นเต้นจากการสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดและพวกมันจะหายใจเข้าเมื่อออกซิเจนจำนวนมากยังคงอยู่ในปอด ดังนั้น Cetaceans จึงใช้ออกซิเจนในเลือดและปอดได้เต็มที่กว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกและสามารถกลั้นหายใจได้เป็นเวลานาน ปอดของปลาวาฬมีความยืดหยุ่นมากและสามารถหดและขยายได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นในการหายใจครั้งเดียวอากาศในปอดจะถูกสร้างใหม่ 80-90% และในคนแม้จะหายใจเข้า - หายใจออกลึก ๆ - เพียง 15-20%

สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งก็คือคุณสมบัติของสัตว์จำพวกวาฬเช่นเดียวกับที่มีฮีโมโกลบินในกล้ามเนื้อสูงซึ่งเรียกว่าไมโอโกลบินซึ่งอิ่มตัวไปกับออกซิเจนเกือบจะเท่ากับฮีโมโกลบินในเลือด ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกเนื้อหาของไมโอโกลบินในกล้ามเนื้อน้อยกว่ากล้ามเนื้อของปลาวาฬ 8-9 เท่า เลือดของ cetaceans เมื่อเทียบกับเลือดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกมีความจุออกซิเจนสูงกว่า ตัวบ่งชี้นี้ในมนุษย์ต่ำกว่าสัตว์จำพวกวาฬ 20-30%

ในระหว่างการดำน้ำเลือดในร่างกายของสัตว์จำพวกวาฬจะส่งออกซิเจนไปยังอวัยวะสำคัญ - ไปยังหัวใจและสมองและอวัยวะและกล้ามเนื้อบางส่วนไม่ได้รับออกซิเจนจากเลือด (เส้นเลือดบางส่วนที่นำเลือดจากอวัยวะและกล้ามเนื้อเหล่านี้ถูกปิดกั้นระหว่างการดำน้ำ) และ ถูกบังคับให้ทำด้วยปริมาณออกซิเจนสำรองที่มีอยู่ในไมโอโกลบิน ในสถานการณ์เช่นนี้อัตราการเต้นของหัวใจจะช้าลงอย่างรวดเร็วและเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆได้รับออกซิเจนในปริมาณที่ลดลง ตัวอย่างเช่นหากบนผิวน้ำของโลมาปากขวดอัตราการเต้นของชีพจรอยู่ในช่วง 100-130 ครั้งต่อนาทีที่ระดับความลึกชีพจรจะเท่ากับ 40-50 ครั้งต่อนาที

การทำงานของระบบหัวใจและหลอดเลือดของปลาวาฬโดยเฉพาะอย่างยิ่งการดำน้ำลึกถึง 1.5-2 กิโลเมตรขึ้นไป (วาฬสเปิร์มวาฬครีบปลาวาฬจงอย) มีความลึกลับอีกมากมายและการศึกษายังคงดำเนินต่อไป

นักวิทยาศาสตร์ที่สำรวจธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตเพื่อใช้ประสบการณ์วิวัฒนาการที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยในสาขาเทคโนโลยีต่าง ๆ ได้พบซ้ำแล้วซ้ำเล่าและต้องเผชิญกับปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้และขัดแย้งกัน และบ่อยครั้งที่ความลับต่อไปของธรรมชาติไม่พบคำอธิบายที่เข้มงวดเป็นเวลานาน

ตัวอย่างดังกล่าวบ่งบอก มีคำสั่งที่รู้จักกันดีซึ่งใช้กันมานานในหมู่ผู้ผลิตเครื่องบิน: "โปรดจำไว้ว่าตามกฎหมายของอากาศพลศาสตร์ด้วงบินไม่ได้!" แมลงหนักตัวนี้ที่มีปีกไร้ประสิทธิภาพลอยขึ้นไปในอากาศได้อย่างไร? เพียงไม่นานก็ชัดเจน: เนื่องจาก "แหล่งจ่ายไฟ" ที่เหลือเชื่ออย่างแท้จริง!

เนื้อหาที่เผยแพร่ด้านล่างนี้อุทิศให้กับความลับของความเร็วในการว่ายน้ำของปลาโลมา ส่วนใหญ่ในพื้นที่นี้ยังไม่ได้รับการสำรวจ แต่เป็นที่ถกเถียงกันมาก ในขณะที่เผยแพร่บทความที่ดูเหมือนพิเศษร่วมกัน แต่เราคิดว่าการทำความคุ้นเคยกับความคิดเห็นที่แตกต่างกันเป็นเรื่องน่าสนใจเพื่อทำความคุ้นเคยกับ "ประเด็นร้อน" ของวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ - ไบโอนิกส์

ไม่มีขอบเขตของความรู้ในทางปฏิบัติ แม้ในปัจจุบันความลับมากมายและ "สิ่งประดิษฐ์" ที่น่าทึ่งจะถูกเก็บรักษาไว้โดยธรรมชาติที่มีชีวิต - นักออกแบบนักประดิษฐ์ผู้สร้างที่ยิ่งใหญ่ ประวัติศาสตร์ทั้งหมดของมนุษยชาติเป็นกระบวนการเรียนรู้ความลับของธรรมชาติกฎและวิธีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง “ จากการไตร่ตรองที่มีชีวิตไปสู่การคิดเชิงนามธรรมและจากการปฏิบัติ” - นี่คือวิธีที่เลนินกำหนดเส้นทางวิภาษวิธีของการรับรู้ความจริงการรับรู้ความเป็นจริงตามวัตถุประสงค์

ในขั้นตอนหนึ่งของการพัฒนานี้ทิศทางทางวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีชีวภาพในปัจจุบันเริ่มก่อตัวขึ้นโดยมีหน้าที่ในการศึกษาโครงสร้างและกระบวนการในวัตถุทางชีววิทยาการสืบพันธุ์และการใช้งานในอุปกรณ์และระบบทางเทคนิค

การยกย่องไบโอนิกส์ในฐานะวิทยาศาสตร์ใหม่ที่ทันสมัยและมีแนวโน้มเราจะไม่โต้แย้งว่านักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในกิจกรรมของพวกเขาควรมีส่วนร่วมในการคัดลอกต้นแบบทางชีววิทยาเท่านั้น บนพื้นฐานของกฎทั่วไปที่เปิดกว้างของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติมนุษย์ได้สร้างระบบเทคนิคเครื่องมือและอุปกรณ์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ที่สัตว์ป่าไม่เคยรู้จักมาก่อน อย่างไรก็ตามธรรมชาติและเทคโนโลยี“ สร้าง” ตามกฎหมายเดียวกันและการออกแบบที่ดีที่สุดมักจะเหมือนกัน

นี่คือสองตัวอย่างจากหลายคนที่รู้จักกันในประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยี เนื่องในวันปิยมหาราชครบร้อยปี การปฏิวัติฝรั่งเศส ในปารีสตามโครงการของวิศวกรกุสตาฟไอเฟลหอไอเฟลที่มีชื่อเสียงในขณะนี้ได้ถูกสร้างขึ้นตามการออกแบบที่เขาคำนวณทางคณิตศาสตร์

ต่อจากนั้นพบว่าองค์ประกอบ - เซลล์ของหอคอย - ตรงกับพารามิเตอร์และโครงสร้างทางเรขาคณิตกับองค์ประกอบของกระดูกแข้งของมนุษย์ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถรับน้ำหนักได้มาก

เมื่อสร้างเครื่องบินความเร็วสูงนักออกแบบเครื่องบินต้องเผชิญกับปรากฏการณ์การกระพือปีก - การสั่นสะเทือนของลำตัวและปีกซึ่งนำไปสู่การทำลายโครงสร้าง ในตอนท้ายพบวิธีการจัดการกับการกระพือปีกที่เกี่ยวข้องกับการเกิดกระแสน้ำวน: การทำให้หนาขึ้นที่ปลายปีก หลังจากนั้นวิศวกรได้เรียนรู้ว่ามีความหนาเท่ากันที่ปลายปีกของแมลงปอ! ไม่ยากที่จะจินตนาการว่าต้องใช้ความพยายามเงินและชีวิตมนุษย์มากแค่ไหนโดยการศึกษากลไกของปีกแมลงปอ

หนึ่งในสาขาที่สำคัญที่สุดของไบโอนิกคือไฮโดรไบโอนิกส์ มนุษยชาติผู้พิชิตอวกาศไม่สามารถเพิกเฉยต่อความใกล้ชิดเช่นนี้ได้อีกต่อไปและในขณะเดียวกันก็ยากมากสำหรับสภาพแวดล้อมการพัฒนาเช่นเดียวกับมหาสมุทรโลกด้วยผลิตภัณฑ์และวัตถุดิบที่มีคุณค่าทางโภชนาการมากมายนับไม่ถ้วน พื้นที่น้ำครอบครอง 3/4 ของพื้นผิวโลกพวกมันอาศัยอยู่โดยสัตว์ 57 คลาส (จาก 63 ตัวบนโลก) และ 50,000 ประเภทต่างๆ พืช อย่างที่เราเห็นมีต้นแบบอยู่ไม่น้อย! เมื่อสร้างพื้นผิวและอุปกรณ์ใต้น้ำสำหรับการพัฒนามหาสมุทรนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรต่างหันมาสนใจวัตถุทางชีววิทยาต่างๆมากขึ้นโดยศึกษาคุณสมบัติของการนำทางและกิจกรรมต่างๆเพื่อนำโครงร่างและหลักการทางธรรมชาติที่ทันสมัยมาใช้ในการออกแบบทางเทคนิค

มหาสมุทรเป็นแหล่งกำเนิดของทุกชีวิตบนโลกและในแง่นี้คือแหล่งกำเนิดของมนุษยชาติ ความขัดแย้งอยู่ที่ความจริงที่ว่าการเจาะย้อนกลับของบุคคลเข้าไปในนั้นรวมถึงการแนะนำวิธีการทางเทคนิคต่างๆเป็นงานที่ยากมากในทางเทคนิค

ลองพิจารณาเพียงด้านเดียวของปัญหานี้ ความหนาแน่นของน้ำเป็น 800 เท่าของอากาศดังนั้นวัตถุที่เคลื่อนไหวใด ๆ จะต้องเอาชนะความต้านทานอย่างมีนัยสำคัญของสภาพแวดล้อมซึ่งตามกฎแล้วจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกำลังสองของความเร็ว ดังนั้นปัญหาพลังงานที่ซับซ้อนจึงเกิดขึ้นและในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องมีมาตรการพิเศษบางอย่างเพื่อลดความต้านทานต่อการเคลื่อนไหว

หนึ่งในพื้นที่เฉพาะของ hydrobionics สมัยใหม่คืออุทกพลศาสตร์ของการว่ายน้ำของสัตว์ทะเลซึ่งศึกษาความสามารถด้านพลังงานและคุณภาพความเร็ววิธีลดความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวและคุณสมบัติของระบบขับเคลื่อน

การวิจัยทางเทคโนโลยีชีวภาพที่พบบ่อยที่สุดเกี่ยวกับอุทกพลศาสตร์การว่ายน้ำของสัตว์ทะเลเกี่ยวข้องกับการศึกษารูปร่างของร่างกาย การศึกษาเหล่านี้ได้รับการกระตุ้นจากความสนใจของมนุษย์ในความเร็วที่สูงมากที่สัตว์ทะเลสามารถพัฒนาได้ด้วยความสามารถด้านพลังงานที่ค่อนข้าง จำกัด ดังนั้นสัตว์จำพวกวาฬซึ่งรวมถึงปลาวาฬที่มีฟัน (โลมาวาฬสเปิร์มวาฬเพชฌฆาตวาฬเบลูกา) และวาฬบาลีน (ปลาวาฬสีน้ำเงินวาฬซีวาฬครีบ) จึงพัฒนาความเร็วได้ถึง 20 นอต ฉลามสามารถว่ายน้ำด้วยความเร็วเท่ากัน ความเร็วที่ยอดเยี่ยมอย่างแน่นอน - สูงถึง 80-100 นอต - ในช่วงเวลาสั้น ๆ ในช่วงเวลาของการโจมตีปลาดาบจะพัฒนาขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจกับรูปแบบร่างกายของสัตว์ทะเลที่พัฒนาในกระบวนการวิวัฒนาการซึ่งเหมาะสมกับสภาพความเป็นอยู่ที่เฉพาะเจาะจง ทิศทางของอุทกพลศาสตร์นี้ได้พิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญมากกว่าหนึ่งครั้งในการหันมาใช้คลังแสงของสัตว์ป่าและให้ประโยชน์ที่จับต้องได้ในรูปแบบของโซลูชันทางเทคนิคจำนวนมาก

ตัวอย่างเช่นในญี่ปุ่นเรือเดินทะเล "คุเรไนมารุ" ถูกสร้างขึ้นซึ่งตัวเรือมีรูปร่างเหมือนปลาวาฬซึ่งทำให้เป็นไปได้ในขณะที่ยังคงรักษาความเร็วในการออกแบบของเรือเพื่อลดกำลังของเครื่องยนต์ลง 15% การศึกษารูปร่างของส่วนหน้าของลำตัวของปลาโลมาเสนอให้นักออกแบบเครื่องบินเห็นว่าจมูกของเครื่องบินสมัยใหม่มีรูปร่างที่ได้เปรียบที่สุด ปรากฎว่าที่ความเร็วของเครื่องบินในอากาศและความเร็วของปลาโลมาในน้ำตัวเลขของเรย์โนลด์สซึ่งเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติซึ่งแสดงถึงระบบการไหล - มีลำดับเดียวกัน (10 7-10 8) ในสหรัฐอเมริกาและเยอรมนีมีการศึกษารูปร่างของปลาและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดต่างๆอย่างรอบคอบเพื่อค้นหารูปทรงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับลำตัวเครื่องบิน จากข้อมูลที่ได้รับชุดมาตรฐานของส่วนกำหนดค่าเคลือบ NACA ได้รับการพัฒนาขึ้น ธรรมชาติได้เสนอว่ามีความเหมาะสมที่สุดในแง่ของการลดแรงลากอัตราส่วนของความยาวและความหนาของตัวที่บินหรือลอย เป็นที่น่าสังเกตว่าความหนาสัมพัทธ์ของโปรไฟล์ (ภายใน 20-28%) ที่แนะนำโดยการศึกษาของ cetaceans นั้นมีประโยชน์มากที่สุดในแง่ของการได้รับปริมาณที่มีประโยชน์ที่ประหยัดที่สุด

การศึกษารูปแบบอุทกพลศาสตร์ในอุดมคติของสัตว์จำพวกวาฬและปลาฉลาม (เฉพาะในสหรัฐอเมริกางานดังกล่าวกำลังดำเนินการในศูนย์วิจัยขนาดใหญ่แปดแห่ง) เป็นจุดเริ่มต้นของการได้มาซึ่งบุคคลที่มีความลับในการเคลื่อนไหวเท่านั้น พบว่ากล้ามเนื้อของสิ่งมีชีวิตเป็นเครื่องยนต์ที่ประหยัดและสมบูรณ์แบบมากซึ่งมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับ 90% ในขณะที่ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในมีเพียง 35% อย่างไรก็ตามแม้จะคำนึงถึงประสิทธิภาพที่สูงของเครื่องยนต์ตามธรรมชาตินั่นคือกล้ามเนื้อนักวิทยาศาสตร์มักเผชิญกับความคลาดเคลื่อนที่อธิบายไม่ได้ระหว่าง "พลัง" ที่มีอยู่ในสัตว์ทะเลกับความเร็วที่พวกมันพัฒนา ตัวอย่างเช่นย้อนกลับไปในวัยสามสิบนักสัตววิทยาชาวอังกฤษชื่อเจมส์เกรย์ได้ให้ความสนใจกับปรากฏการณ์ที่อธิบายไม่ได้เกี่ยวกับความเร็วของโลมาที่สามารถวนเรือเร็วได้เป็นเวลานานแม้ว่าจะมีการประเมิน "พลัง" ของกล้ามเนื้อเพียงผิวเผิน แต่สิ่งนี้ก็ไม่น่าจะเพียงพอ นักสัตววิทยาหันมาใช้ทฤษฎีของเรือและใช้สูตรที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปซึ่งนักสร้างเรือกำหนดกำลังเครื่องยนต์ที่ต้องการจากความเร็วในการเคลื่อนที่ที่กำหนดและความต้านทานของน้ำต่อการเคลื่อนที่ของตัวเรือ เนื่องจากโลมาเดินอย่างใจเย็นในระดับเดียวกับเรือ 20 ปม Grey จึงสันนิษฐานว่าความเร็วเท่ากับ 20 นอต เมื่อพิจารณาจากค่าสัมประสิทธิ์การลากของร่างกายของปลาโลมาเท่ากับเรือที่เร็วที่สุด Grey คำนวณพลังในแง่ของความเร็วและการลากและได้รับผลลัพธ์ที่ไม่สามารถเข้าใจได้อย่างสมบูรณ์

ปรากฎว่าด้วยความเร็ว 20 นอตปลาโลมาต้องทำงานที่มีความจุประมาณ 10 เท่าของกล้ามเนื้อ

โดยปกติคำถามเกิดขึ้น: ความเป็นไปได้เหล่านี้ได้รับการประเมินอย่างไร? นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าความแข็งแรงของกล้ามเนื้อในแง่ของน้ำหนักกล้ามเนื้อ 1 กิโลกรัมนั้นเท่ากันสำหรับสัตว์จำพวกวาฬทุกตัว (ตัวเลขนี้ได้รับการพิจารณาแล้ว) และการชั่งน้ำหนักของอุปกรณ์กล้ามเนื้อของปลาโลมาก็ไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป

ความคลาดเคลื่อนนี้เรียกว่า "ความขัดแย้งของสีเทา" ไม่สามารถทำให้นักวิทยาศาสตร์สนใจได้ ข้อสันนิษฐานที่ว่าประสิทธิภาพของปลาโลมานั้นสูงกว่าปลาโลมาชนิดอื่นถึง 10 เท่าไม่ผ่านการทดสอบ และเมื่อลากตุ๊กตาสัตว์และแบบจำลองของโลมาปรากฎว่าความต้านทานของพวกมันใกล้เคียงกับการประเมินเบื้องต้นของนักวิทยาศาสตร์ การวิจัยมาถึงทางตันเป็นเวลาหลายปีที่ความขัดแย้งสีเทายังคงอยู่ท่ามกลางความลึกลับของธรรมชาติที่ไม่สามารถอธิบายได้

การต่อสู้ของนักออกแบบเครื่องบินและนักต่อเรือเพื่อเพิ่มความเร็วในอากาศและในน้ำบังคับให้วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศกลับไปศึกษาปรากฏการณ์โลมารวมถึงปรากฏการณ์สัตว์ป่าอื่น ๆ ที่ไม่สามารถเข้าใจได้อย่างเท่าเทียมกัน Hydrobonics ได้รับการผลักดันอันทรงพลังครั้งแรก

ย้อนกลับไปในปีพ. ศ. 2481 M. Kramer นักวิทยาศาสตร์จรวดชาวเยอรมัน (ครั้งหนึ่งเคยเป็นหนึ่งในผู้ทำงานร่วมกันระดับแนวหน้าของฟอนเบราน์) เสนอให้ใช้สารเคลือบกันความชื้นกับวัตถุความเร็วสูงที่เคลื่อนที่ในน้ำ "สามารถดูดซับพลังงานของการเต้นที่ปั่นป่วนในชั้นขอบเขตของของเหลวได้" ในทางปฏิบัติการเคลือบนี้เลียนแบบขนชั้นนอก (ขน) ของแมวน้ำสิงโตทะเลและสัตว์หรือขนนกอื่น ๆ ที่คล้ายกัน: บนพื้นผิวของร่างกายที่คล่องตัวมีสายยางยืดเส้นเล็กจำนวนมากวางอยู่ตามกระแสน้ำที่เข้ามา เนื่องจากแรงเสียดทานระหว่างสายไฟและของเหลวการไหลที่ปั่นป่วนตามความคิดของ Kramer น่าจะกลายเป็นการไหลแบบลามิเนตซึ่งจะช่วยลดการลากด้วยความเร็วสูงได้อย่างมาก วิธีนี้ไม่พบวิธีการเคลือบแบบไหล (หรือการควบคุมชั้นขอบเขต)

M. Kramer คนเดียวกันได้ล่องเรือข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกด้วยเรือกลไฟโดยสารหลังสงครามและการสังเกตการจับปลาโลมาแนะนำวิธีอื่นในการแก้ปัญหาเดียวกัน “ ฉันรู้แล้ว” เขาเขียนไว้ในหนังสือ Dolphin Hydrodynamics (1967, New York) ในเวลาต่อมาว่า“ ปลาโลมาสามารถช่วยฉันแก้ปัญหาความต้านทานของร่างกายที่เคลื่อนไหวในของเหลวซึ่งเป็นปัญหาที่ฉันดิ้นรนมาตลอด 15 ปี ". เครเมอร์เริ่มมองหาเบาะแสของความขัดแย้งในความต้านทานของโลมาที่มีชีวิตลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับหุ่นไล่กาของเขาเองเนื่องจากการควบคุมชั้นขอบเขตของของเหลวด้วยความช่วยเหลือของผิวหนังที่ยืดหยุ่นและยืดหยุ่น

จากการศึกษา "ปลอก" ของปลาโลมาด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างละเอียด M. Kramer พบว่ามันมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมาก ชั้นที่ยืดหยุ่นภายนอกหนาประมาณ 0.5 มม. วางอยู่บนชั้นในหนา 1 มม. ที่ยืดหยุ่นได้โดยมีช่องที่เต็มไปด้วยไขมันเหลว ชั้นนี้อยู่ติดกับผิวเส้นใยหนาด้านในซึ่งมีความหนาถึง 6 มม. เมื่อปลาโลมาเคลื่อนที่แรงดันจะเกิดขึ้นในชั้นขอบเขตซึ่งส่งผ่านชั้น 1 ไปยังชั้นยืดหยุ่น 2 และทำให้เสียรูปในแนวตั้งฉากกับพื้นผิว มันโค้งเข้าด้านในทุกบริเวณที่มีแรงดันภายนอกเพิ่มขึ้นหรือโค้งออกด้านนอกภายใต้สุญญากาศ ของเหลวหนืดที่อยู่ระหว่างชั้น 1 และ 3 เริ่มไหลผ่านช่องตามการเปลี่ยนรูปของชั้น 7 ซึ่งทำให้ความผันผวนของความดันภายนอกในชั้นขอบเขตของน้ำลดลงซึ่งจะดูดซับพลังงานของกระแสน้ำ - ไม่รวมการทำให้เป็นกังหัน

บทบาทหลักในการลดความต้านทานตามที่นักวิทยาศาสตร์สรุปคือความสามารถของผิวหนังของสัตว์จำพวกวาฬในการเคลือบชั้นขอบเขตของน้ำที่ไหลนั่นคือเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลรอบตัวไม่มีการไหลเวียนที่เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อทดสอบแบบจำลองแข็งและโลมายัดไส้

ดูเหมือนจะเป็นเรื่องที่น่าดึงดูดอย่างมากที่จะสร้างปรากฏการณ์ที่ค้นพบอีกครั้ง - เพื่อพัฒนาเคลือบลามินาไรซ์เทียมการใช้สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่ในน้ำ เคลือบยางที่พัฒนาโดย M. Kramer เรียกว่า "laminfo" หรือหนังปลาโลมาเทียม มันเป็นยังไง? เปลือกนอก 1 วางอยู่บนไดอะแฟรมยางยืด 2 พร้อมแท่งยืดหยุ่น - เสา 3. ช่องว่างระหว่างแท่งจะเต็มไปด้วยของเหลวที่ทำให้หมาด ๆ ซิลิโคน 4. ชั้นเคลือบที่ 1 และ 2 วางที่เปลือกด้านใน 5 ซึ่งติดกับพื้นผิวของแบบจำลอง 6. ความหนาของเปลือกเทียม 3.5 มม. ตามรายงานบางฉบับการใช้เคลือบ Kramer กับเรือรุ่นเล็กช่วยลดการลากได้ 50-60%

ภายหลัง M. Kramer ยังคงทำงานในทิศทางนี้ ดังนั้นเมื่อพิสูจน์แล้วว่าการเคลือบโคมไฟสนามจะสูญเสียประสิทธิภาพไปตามกาลเวลาเขาจึงได้กำจัดข้อเสียนี้ไปแล้วด้วยตัวเลือกการเคลือบที่ปรับปรุงแล้วสองแบบ บนพื้นผิวของหลังการเคลือบที่ดีขึ้นภายใต้อิทธิพลของความปั่นป่วนการพับน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญปรากฏขึ้นดังนั้นความเป็นไปได้ของการแยกการไหลทำให้เกิดความต้านทานเพิ่มขึ้นจึงมีโอกาสน้อยลง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าที่หุ้มยางประกอบด้วยไดอะแฟรมซึ่งได้รับการรองรับโดยซี่โครงที่เน้นทิศทางการไหล

การวิจัยของ M.Kramer เป็นแรงผลักดันในการพัฒนาเคลือบลามินาไรซ์เทียมที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นแผ่นปิดรังผึ้งสำหรับแฟริ่งโซนาร์ได้รับการจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกา เปลือกด้านบนและด้านล่างที่ทำจากพลาสติกแข็งถูกคั่นด้วยไดอะแฟรมรังผึ้งที่ค่อนข้างอ่อน 2 ซึ่งเป็นชั้นลดแรงสั่นสะเทือน

ดังนั้นการค้นพบผลของการเคลือบชั้นขอบเขตโดยผิวหนังของปลาโลมาและการศึกษา "การออกแบบ" ของมันจึงเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาทิศทางใหม่ของเทคโนโลยี อย่างไรก็ตามการศึกษาปรากฏการณ์โลมาอย่างต่อเนื่องทำให้มีการค้นพบมากขึ้นเรื่อย ๆ ด้วยการมีส่วนร่วมของ M. Kramer คนเดียวกัน F. Essa-pian ได้ศึกษาปรากฏการณ์การก่อตัวของรอยพับตามขวางบนพื้นผิวของผิวหนังของปลาโลมา
ด้วยความช่วยเหลือของการถ่ายทำจะพบและบันทึกรอยพับที่ส่วนล่างของร่างกายซึ่งปรากฏขึ้นระหว่างการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วสูงสุดตามขวางไปยังกระแสที่เข้ามา เมื่อมองแวบแรกการพับดังกล่าวเป็นอันตรายและควรชะลอตัวลงเท่านั้นเนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่าส่วนที่ยื่นออกมาบนร่างกายของร่างกายที่คล่องตัวจะเพิ่มความต้านทานต่อการเคลื่อนไหว อย่างไรก็ตามปรากฎว่ารอยพับตามขวางเหล่านี้ไม่เคลื่อนไหว: ในขณะที่วิ่งผ่านร่างกายของปลาโลมาพวกมันจะก่อตัวเป็น "คลื่นวิ่ง" ซิงโครนัสกับของไหลที่เกิดขึ้นใหม่ เห็นได้ชัดว่าปรากฏการณ์นี้ถูกควบคุมโดยระบบประสาทส่วนกลาง: เซ็นเซอร์ในรูปแบบของปลายประสาทจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงกดบนพื้นผิวของร่างกายและทำให้เกิดความเจ็บปวดเพื่อลดเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อที่สร้าง "คลื่นวิ่ง"

ดังนั้นนอกเหนือจากปฏิกิริยาแฝงของผิวหนังกับขอบที่เกิดขึ้นในชั้นขอบเขตแล้วยังมีปฏิกิริยาที่ใช้งานอยู่ของกล้ามเนื้อ - การควบคุมที่ใช้งานของชั้นขอบเขตเดียวกัน

ความรู้สึกอยากรู้อยากเห็นเกิดขึ้นเมื่อลูบผิวของโลมาที่เอนตัวขึ้นจากน้ำ หากคุณทำอย่างเบามือคุณจะรู้สึกได้ว่าผิวนุ่มยืดหยุ่นได้และยิ่งไปกว่านั้นพื้นผิวที่แห้งอยู่ใกล้แค่เอื้อม สถานการณ์หลังนี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติในการกันน้ำของผิวหนังซึ่งไม่มีความสำคัญแม้แต่น้อยที่ทำให้ความต้านทานต่อแรงเสียดทานลดลง: อนุภาคของของเหลวที่ไหลลื่น "ไม่เกาะ" กับชั้นนอกของผิวหนัง หากคุณเพิ่มแรงกดของมืออย่างรวดเร็วปฏิกิริยาที่รุนแรงจะเกิดขึ้นทันที - พื้นผิวของผิวหนังจะแข็งเหมือนลูกฟุตบอลที่พองตัวดี

สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน: ธรรมชาติได้นำเสนอปลาโลมา (เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าสัตว์จำพวกวาฬชนิดอื่นเช่นกัน) คุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของผิวหนัง - ปฏิกิริยาต่อการเปลี่ยนแปลงความดันในบริเวณที่อยู่ติดกันของของเหลวอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนรูปที่ควบคุมได้ของพื้นผิวของร่างกายซึ่งป้องกันการเติบโตของความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น

ตามธรรมชาติแล้วเป็นการยากมากที่จะทำซ้ำคุณสมบัติเหล่านี้ของผิวปลาโลมาอย่างเทียมเพื่อใช้กับวัตถุทางเทคนิค อย่างไรก็ตามการตัดสินโดยข้อมูลของสื่อต่างประเทศแม้แต่การผลิตซ้ำบางส่วนของกลไกที่ตรวจสอบก็ให้ผลลัพธ์ที่เป็นบวกอยู่แล้ว

ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ในประเทศ S.V. Pershin, A.S. Sokolov และ A.G. Tomilin ได้ค้นพบอีกครั้งโดยคณะกรรมการเพื่อการประดิษฐ์และการค้นพบภายใต้คณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตในทะเบียนของรัฐ ปรากฎว่าขึ้นอยู่กับโหมดการว่ายน้ำความยืดหยุ่นของครีบปลาโลมาเปลี่ยนไป ในระหว่างการว่ายน้ำเร็วเนื่องจากการอุดตันของหลอดเลือดด้วยเลือดความยืดหยุ่นของครีบจะมากที่สุดในขณะที่ว่ายน้ำช้าๆพวกมันจะผ่อนคลาย การควบคุมความยืดหยุ่นของครีบนี้ยังก่อให้เกิดความเร็วในการเคลื่อนที่ของปลาโลมาด้วย

เมื่อสรุปการสนทนาเกี่ยวกับทิศทางใหม่ของไฮโดรไบโอนิกส์เราทราบว่าการศึกษาอุทกพลศาสตร์ของการว่ายน้ำของสัตว์ทะเลเป็นวัสดุที่มีคุณค่าและยิ่งใหญ่อย่างแท้จริงซึ่งช่วยให้วิศวกรค้นหาความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ในการปรับปรุงคุณภาพความเร็วของวัตถุทางเทคนิค