海洋动物给人类建造潜艇的灵感

　　美国《防务新闻》10月15日撰文称，印度正在加紧推进国产核动力潜艇的研发进程。印度海军方面消息来源指出，在俄罗斯帮助下，被称为“先进技术艇（ATV）”的印度国产核潜艇的艇壳正在L&T造船厂建造之中，并已经完成了艇上部分系统的陆上测试工作。按照印度海军规划，将于2009年对“先进技术艇”进行海上测试工作。印度防务专家表示，实战经验表明，装备潜射弹道导弹的核潜艇最不易被敌方摧毁，战场生存能力最强。众所周知，水面舰艇的发明和改进，使军队取得了在水面航行的自由。但是，水面舰艇的最大弱点是容易暴露目标。为了探索海底世界的奥秘、提高水面舰艇的生存能力，人们就想建造一种像鱼和海兽一样，既能潜入海底又能浮出水面的舰艇。因此，潜艇便应运而生。初出茅庐便大显神威专家：要建造潜艇，首先必须解决潜艇如何下潜和上浮两个难题。人们在经过研究过程中，就发现水母具有能够充气的“浮鳔”，可以根据感觉细胞的控制而充以足量的气体，使水母浮于水面。另外，人们还发现乌贼也是靠改变体内水的密度实现沉浮；而鱼类则是靠鱼鳔充气和排气进行沉浮。于是，人们从这些水生生物的沉浮机制中得到了启示。因此，最初研制出的潜艇是一种通过人力摇动，通过往水柜里注水、排水，使其自身下潜、上浮的船。1775年，在美国独立战争中，为了对付英国的军舰，美国人戴维特·布什内尔用橡木制造了一个一艘单人驾驶的、以手摇螺旋桨为动力的木壳小艇，这个潜艇只能容纳1个人，并可以携带一枚水雷，布什内尔给它取名“海龟”。“海龟”投入实战后，虽然未取得什么战果，但英国以为美国发明了一种秘密武器，匆匆撤军。可以说，“海龟”不仅是第一艘从事海战的潜艇，也是世界上最早的潜艇。尽管潜艇是海战中的新劲敌，但是它初出茅庐就大显神威，并且逐步在海军兵力中占据了重要位置。1914年9月，德国的U9潜艇只用了90多分钟就击沉了3艘英国巡洋舰。在第二次世界大战中，德国潜艇就先后击沉英美运输舰船约5000艘，大型水面舰艇129艘。美国潜艇人员虽然只占它所有参战人员的1.6%%，但它的潜艇击沉敌方的舰船却占美国击沉敌方舰船总数的55%。

　　模仿海豚航速成倍提高尽管各国总是把最新科技成果应用到军事上，但是由于最初潜艇的结构不够科学，因此，潜艇受水的阻力很大，速度慢、功率低。科学家们把目光转向了海洋中的动物，试图从它们身上找到改进潜艇的方法。人们发现，海豚在受到惊扰或追捕其他动物时，速度可以高达100公里/小时，在人造潜艇要耗去90％的推力来克服大海的阻力前进时，海豚只需要凭借流线型的身体就能以13米/秒的速度冲刺。为了研究海豚高速前进的奥秘，有人做了一只钢质的海豚模型，用无线电控制它的活动，各种动作都像极了真海豚，可是海豚模型的游泳速度只能游36公里/小时。人们从这个试验中认识到，海豚之所以游得快，一是它有很好的流线体形，二是它的皮肤有着特殊的结构。海豚身体上，滑溜溜的皮肤并不是紧绷绷的，而是富有弹性。在游动时，海豚收缩皮肤，使上面形成很多小坑，把水存进来，这样，在身体的周围就形成了一层“水罩”。当海豚快速游动时，“水罩”包住了它的身体，和它的身体同时移动。借助这个水的保护层，海豚游动时几乎没有摩擦力，也不造成漩涡。海豚皮肤的秘密揭开后，美国海军研究部门根据海豚皮肤的结构特点，找到一种接近海豚皮肤的人造材料，模仿海豚真皮层功能，仿制的“人工海豚皮”用于潜艇表面，还模仿鲇鱼表面分泌的粘液，制成高分子化合物，用来涂在舰艇、船壳上，可减少阻力50%，使潜艇的航速成倍提高。蓝鲸提高潜艇效率如果说海豚在汪洋的大海中是以速度快见长，那么体重达到100多吨的蓝鲸则是海洋中效率大师。虽说蓝鲸游泳的速度虽然不算快，正常时速5―7公里，然而，按照它的游泳速度，从技术上衡量，一般需要448匹马力的动力，可实际上它大约只有60匹马力的动力。专家：研究人员在对鲸的体形进行了力学分析，发现鲸之所以动力效率高，是因为它的体形让其自身的所受到的阻力变得最小，已经达到了流体力学中所说的层流的奥秘。层流是粘性流体的层状运动。由于层流一般比湍流的摩擦阻力小，因此，人们按照鲸体的轮廓比例建造的新式核潜艇―――梭子鱼级核潜艇，它的航速比普通的潜艇提高了20％―25％。此外，蓝鲸通过释放肺部的空气来控制下潜的深度，尽管它具有超强的潜水本领，但如果潜在厚厚的冰层下面时，蓝鲸会每隔10分钟破冰呼吸一次，而蓝鲸这个看似本能的举动却给了潜艇专家一个很重要的启示。

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