На пути к бионике

Раскрыв секрет "парадокса Грея", Крамер начал работать над созданием искусственной дельфиньей кожи в надежде одеть в нее корабли голубых дорог. По замыслу Крамера, мягкая резиновая диафрагма, будучи чувствительной к колебаниям давления, должна была воспринимать турбулентные пульсации в пограничном слое и передавать их вязкой демпфирующей жидкости, заполняющей промежутки в конструкции покрытия. Таким образом создавались необходимые условия для поглощения энергии турбулентных пульсаций за счет упругих свойств резины и вязкости жидкости, то есть для ламинаризации пограничного слоя.

Первая экспериментальная мягкая оболочка - искусственная дельфинья кожа, получившая название "ламинфло" (от слов ламинарное течение), была изготовлена из двух, а затем из трех слоев резины общей толщиной 2,5 миллиметра. Гладкий наружный слой (толщиной 0,5 миллиметра) имитировал эпидермис дельфина, средний, эластичный, с гибкими стерженьками и демпфирующей жидкостью (толщиной 1,5 миллиметра) был аналогичен дерме с ее коллагеновой и жировой тканями, а нижний (0,5 миллиметра) играл роль опорной пластины. Демпфирующая жидкость при давлении сверху могла перемещаться в пространствах между стерженьками: она играла роль демпфера - гасителя вихрей в слое воды, ближайшем к корпусу модели.

Искусственную дельфинью кожу испытывали на моделях, которые буксировали по заливу вблизи Лос-Анджелеса. Три модели были покрыты разными образцами "ламинфло", несколько различавшимися по структуре. Для сравнения в качестве эталона использовали четвертую модель, без покрытия. Модели буксировал мощный катер, специальные приборы измеряли сопротивление для каждой модели, и их показания передавались по радио на катер. Предположения Крамера подтвердились: сопротивление воды для всех трех моделей, покрытых искусственной дельфиньей кожей, было гораздо меньше, чем для модели без покрытия, турбулентное течение заменилось ламинарным. У небольшой торпеды, "укутанной" в мягкую резиновую оболочку, сопротивление трению о воду снизилось почти наполовину! При испытании небольшого катера было обнаружено, что обшивка "ламинфло" дает наибольший эффект при скорости движения судна около 40-50 километров в час, то есть близкой к предполагаемой максимальной скорости передвижения дельфина.

Разработки и эксперименты, начатые Крамером, продолжали ученые разных стран. Изменялись соотношения элементов покрытий: толщина слоев, размеры и расположение стерженьков, вязкость промежуточной жидкости и т. д. Результаты многочисленных испытаний искусственной дельфиньей кожи на торпедах, катерах вновь подтвердили возможность снизить сопротивление воды на 50-60%, но для больших судов подобного эффекта достичь не удалось.

Опять секрет? Многие исследователи, которым уже не раз мерещились во сне и наяву быстроходные белые лайнеры, бороздящие безбрежные просторы морей и океанов, после этой неудачи хотели было прекратить дальнейшие работы по усовершенствованию "дельфиньей кожи". Но вскоре было сделано новое сенсационное открытие. Киноаппарат аквалангиста запечатлел кульминационный момент охоты дельфина. На экране хорошо было видно, как он несется на громадной скорости и вода, кажется, с ревом смыкается за ним. Но вот невидаль: на теле животного отчетливо проступили поперечные волнообразные складки!