naukowcy odkryli, co sprawia, że rekin jest prawie niemożliwy do prześcignięcia. Wykorzystując technikę obrazowania inżynierskiego, naukowcy odkryli, że podczas huśtania się ogona rekina z boku na bok, tworzy dwa razy więcej strumieni wody niż ogony innych ryb, wygładzając ciąg i prawdopodobnie czyniąc Pływanie bardziej wydajnym. Rekiny robią to, usztywniając środkowy ogon, strategię, która może pewnego dnia zostać zastosowana w pojazdach podwodnych, aby poprawić ich osiągi.,
„autorzy przedstawili przekonujący argument, że mięśnie w płetwie modyfikują kształt i prawdopodobnie teksturę płetwy, aby zmodyfikować przepływ” w całym cyklu udaru, mówi Frank Fish, biomechanista Z West Chester University w Pensylwanii.
aby ryby mogły poruszać się do przodu, muszą wypychać wodę do tyłu. A rekiny mają dodatkowe obciążenie: toną, gdy przestają pływać, więc muszą być w ciągłym ruchu. Aby pomóc w uniesieniu, aby utrzymać midwater, górna część ogona rozciąga się dalej do tyłu niż dół, tworząc skośne wzdłuż tylnej krawędzi., Większość innych ryb ma ogony, które są zasadniczo symetryczne od góry do dołu.
ciekawa, jak działa ogon rekina, biomechaniczka z Uniwersytetu Harvarda Brooke Flammang bada jego strukturę i funkcję. W 2005 roku odkryła mięsień ogonowy, który zdawał się aktywować w specyficznych momentach podczas huśtania się ogona. Aby zrozumieć rolę mięśni, postanowiła dokładnie śledzić, jak rekin wypycha wodę do tyłu.
aby to zrobić, naukowcy zazwyczaj umieszczają wiele małych cząstek w wodzie. Podczas huśtania się ogona woda porusza się i ciągnie cząstki wzdłuż., Cząstki odbijają światło migających laserów, dzięki czemu można je śledzić za pomocą szybkich kamer. Program komputerowy wykorzystuje obrazy do generowania obrazów przepływu wody. Dysze wody są trudne do zobaczenia, ale te dysze tworzą pierścienie lub wiry wody, które przypominają pierścienie dymu i można je łatwo wykryć.
zazwyczaj ta technika obrazowania wykorzystuje dwie kamery do śledzenia cząstek w kierunku poziomym i pionowym, a na podstawie tych danych naukowcy szacują, jak cząstki poruszają się wzdłuż trzeciego wymiaru, głębokości., Ale Flammang chciał zobaczyć, jak cząstki poruszają się w trzech wymiarach. Zaadaptowała więc bardziej zaawansowany system obrazowania, wykorzystujący trzy kamery, które do tej pory były używane tylko do badania przepływu wody z cylindrów z tłokami generującymi siłę. „Inżynierowie stosują tę technikę od lat, ale jej zastosowanie jest nowe w biologii”, zauważa Fish.
Flammang i jej koledzy przetestowali dwie kolczaste kolce i dwie łańcuszkowe kolce, umieszczając je w zbiorniku z wodą o stałym przepływie wody, dzięki czemu rekiny pływały w miejscu., Patrzyła również na przepływ wody wypływający z rekina „robota”, który miał elastyczny plastikowy ogon. (Więcej, Zobacz te filmy o kolczastej rybce pływającej i robotycznej płetwie.) Większość ryb tworzy pierścień wody na końcu każdego ruchu ogona. Ogon popycha wodę, gdy porusza się na bok, a następnie wysyła wodę wirującą, gdy zatrzymuje się, aby zmienić kierunek. Uważano, że rekiny wytwarzają w tym momencie dwa pierścienie, jeden mały i jeden duży Ze względu na kształt ogona, i tak dzieje się z ogonem robota.,
ale w rzeczywistości ogon rekina obraca drugi pierścień w prawo, gdy dociera do linii środkowej zwierzęcia, Flammang i jej współpracownicy donoszą w 22 grudnia numerze Proceedings of the Royal Society B. pierścień ten jest większy i łączy się z pierścieniem generowanym na końcu ogona. „To daje dużą przewagę”, mówi Flammang. Zamiast po prostu uzyskać push, jak ogon osiąga zakres swojego zgięcia, rekin dodał pchnięcie w środku. „Może to pozwolić zwierzęciu wytwarzać prawie ciągły ciąg.,”Flammang uważa, że rekin używa mięśni, które charakteryzuje, aby usztywnić ogon w środku, zmieniając nieznacznie jego kształt, aby zrzucić dodatkowy wir.
„rekin ma jeszcze jeden stopień wyrafinowania” w generowaniu ciągu, mówi Michael Triantafyllou, inżynier oceaniczny w Massachusetts Institute of Technology w Cambridge. „Takie obserwacje mogą prowadzić do lepszych projektów podwodnych pojazdów, zauważa, choć ostrzega, że projektowanie elementów zmieniających kształt wydaje się komplikować rzeczy.,”Jednak Flammang jest Niezrażony:” chciałbym zbudować w pełni funkcjonalny model ogona rekina, który może sztywność.”