有效减少阻力和海生物附着的人造海豚皮属于什么
咨询记录 · 回答于2021-10-02
有效减少阻力和海生物附着的人造海豚皮属于什么
亲， 您好！ 科学家已经仿造出了人造海豚皮,这种人造海豚皮只能部分地模仿海豚皮肤的减震功能,能减少40～60%的阻力， 这属于仿生学的范畴。
海豚的皮肤科学
海豚的皮肤很柔软， 皮肤外层生有无数中空突起， 游泳时， 整个皮肤表面能按水的紊流作波浪起伏， 变得和水波的形状一致， 这就减少90%的水的摩擦阻力。 所以， 海豚那种具有特殊组织的皮肤， 是它游泳速度快的主要原因。 海豚皮肤之所以能消除紊流， 从其皮肤切片上观察， 发现它有以下特点。 最外面的一层是表皮， 完整无缝， 细致柔软， 很光滑， 有弹性， 不吸水， 对压力很敏感， 能够随着身体周围水压力的变化作上下运动。 这一层皮肤表皮， 实际上是一层对压力很敏感的膜。 因层流对动物体的压力是均匀的， 紊流则不然， 波峰处压力大， 波谷处压力小。 海豚的表皮就对这种不均等的压力起缓冲作用， 能够传播紊流在皮肤上的压力变化， 并随着紊流作波浪式运动， 这样就把紊流变成层流， 从而减少水的摩擦阻力。 虽然初看起来好像海豚的皮肤高低不平， 会比平滑的表面产生更大的阻力。 但事实不是这样， 因为皮肤的波浪形是与水的压力相吻合。 海豚表皮下有松软的结构， 适于皮肤作这样的运动。 表皮的下面是海绵状结构， 里面有很多突起， 突起之间充满液体。 这一部分结构在机能上犹如无数充满液体的细管， 在皮肤感受到紊流压力变化时， 此液体能随着压力的变化流出或流入细管， 使皮肤作上下收缩或扩张， 产生所谓振动。 这样， 此液体在随着紊流压力变化而流动中， 就吸收了紊流的一部分能量， 从而消除了身体表面某些部分的紊流。 皮下脂肪组织很发达， 不仅有保护体温的作用， 并且与周围其他组织一起， 对皮肤的弹性、柔软， 提供了基础。 有人在1960年模仿海豚皮肤作过一个实验， 把厚3．5毫米的一层橡胶膜贴在一个长114厘米， 最大直径6．4厘米的细长物体的周围， 在海里曳航， 测定其阻力。 在膜的中层的2．5毫米厚的部分， 有许多朝内侧突出的小突起， 突起之间充满减衰用的油。 也就是说， 最外二层膜很薄， 表面完整无缝， 且很光滑柔软。 下面由无数密集的、橡皮作的小圆柱所支持， 小圆柱之间形成无数的细管， 细管里充满着具有适当粘度的液体当作吸收剂， 用以消除紊流。 该实验用四组作对照， 甲、乙、丙三组贴上橡胶膜， 但这三种橡胶膜的特性各不相同， 丁是不贴橡胶膜的硬体模型。 经实验发现， 甲受的阻力减少35％， 乙减少59％， 丙减少10％， 以乙组效果最好。 实验证明， 弹性越好的膜， 消除紊流的作用越大。 他又把这种人造海豚皮贴在各种潜水装置作试验， 发现紊流减少了50％。 这种皮肤不仅能用于水中的舰船， 也可以用于飞机。
