Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
Научные открытия в области бионики.



Научное открытие "Явление саморегулирования гидроупругости плавников китообразных".

Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление саморегулирования упругости плавников китообразных, рефлекторно возникающее при изменении режима их плавания и обусловленное действием органов кровеносной системы - впервые обнаруженных широко разветвленных артерио-венозных сосудов и общего распределительного узла сосудов в хвостовом плавнике, а также строением покровных тканей плавников, включающих покрытие из сухожильных тяжей".
Авторы: А. Г. Томилин, С. В. Першин, А. С. Соколов.
Номер и дата приоритета: № 95 от 23 декабря 1968 г.


Описание открытия.
Важнейшая проблема бионики - установление аналогий между физико-химическими и информационными процессами в технике и явлениями, протекающими в живой материи. В связи с этим исследуются принципы разделения информационных и энергетических процессов в организме, так как в технике, как правило, существует довольно четкое их разграничение. Правда, в живом организме все создается одновременно, и разделение систем на информационные и энергетические, по существу, весьма условно. Примером может служить открытие в области гидробионики явления саморегулирования гидроупругости плавников китообразных. Оно сделано доктором биологических наук, профессором А. Г. Томилиным совместно с кандидатом технических наук С. В. Першиным и кандидатом биологических наук А. С. Соколовым, сотрудниками лаборатории функциональной морфологии Зоологического института Академии Наук СССР в Ленинграде (Санкт-Петербурге).

Удивительные способности дельфинов отлично ориентироваться в просторах океана, их быстроходность и маневренность давно привлекали к ним внимание ученых. Было установлено, что быстрота передвижения дельфина зависит от отличной обтекаемости как всего его тела, так и его отдельных частей. В процессе эволюции с тела дельфина исчезло все, что мешает движению: волосяной покров, ушные раковины, задние конечности. Высокие гидродинамические свойства характерны и для плавников дельфина. Известно, например, что дельфин может передвигаться как бы стоя. Его корпус поднимается над поверхностью, и только хвост совершает колебательные движения, создавая таким образом упор, уравновешивающий вес тела.

Дельфин, находящийся в состоянии покоя, может неожиданно стартовать с большой скоростью и, всего лишь раз взмахнув хвостом, способен проплыть расстояние, в несколько раз превышающее длину его тела. И напротив, быстро плывущий дельфин может почти мгновенно остановиться, пользуясь хвостом как тормозом. Отчего же при столь высоких перегрузках ткани тела дельфина не разрываются? Каков механизм этого явления?

Авторы открытия провели разносторонние исследования, в частности спинного и хвостового плавников китообразных. Эксперименты показали, что эти плавники можно рассматривать как несущие гидродинамические поверхности, своего рода крылья. Спинной плавник играет роль стабилизатора движения в вертикальной плоскости и частично руля, а хвостовой плавник - роль главного машущего движителя, создающего силу тяги.

Исследуя роль плавников дельфинов, ученые впервые обнаружили в них органы кровеносной системы - широко разветвленные комплексные артериовенозные пучки сосудов. Оказалось, что такие пучки есть в плавниках всех китообразных. В хвостовом плавнике дельфинов, кроме того, находится еще один - общий - распределительный узел сосудов. Такой системы кровеносных сосудов нет ни у одного другого вида животных. Кровеносные сосуды дельфина размещены среди толщи ткани плавников. Интенсивность их наполнения кровью зависит от режима плавания. Наружный покров плавников состоит из сухожильного слоя, который не позволяет ткани разорваться при больших перегрузках.

Открытое явление имеет большое не только научное, но и практическое значение. Оно предоставляет широкие возможности для моделирования и изготовления конструкций и изделий из полимерных материалов с регулируемыми упругостью и жесткостью, в том числе аэрогидродинамических несущих поверхностей. На основе своего открытия авторы сделали ряд важных изобретений.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МАТЕМАТИКА
Сайт создан в системе uCoz