Это сходство с годами увеличивается, потому что ученые неутомимо изучают форму рыбьего тела, с тем чтобы перенести ее особенности на корабли, поскольку природа является наиболее талантливым из всех живущих на земле конструкторов. Однако специалистам в области подводного судостроения до сих пор еще не удалось взять на вооружение одну из главных особенностей рыбы: подвижность ее тела при движении.
Этой особенностью рыб в свое время заинтересовался талантливый советский изобретатель, художник по профессии Петр Васильевич Митурич. На основе своих наблюдений он предложил принципиально новый тип судна, имеющего форму рыбы с корпусом волновой конструкции. 8 января 1930 года Митурич получил авторское свидетельство № 33418 на судно, корпус которого являлся одновременно и движителем, представляющим собой «приводимые во вращение изогнутые стержни, расположенные внутри эластичного корпуса, в целях создания этому корпусу при помощи шатунов, связанных со стержнями, волнообразного движения».
Митуричу удалось построить модель своего диковинного судна, которая извиваясь двигалась по воде и даже переплыла пруд в Сокольниках! Но убедить ученых-кораблестроителей в перспективности своего детища изобретателю не удалось. Его проекты называли «полусумасшедшими по смелости» и «смелыми до безумия», а к самому Митуричу относились с такой же иронической усмешкой, с какой во все времена и эпохи относились к чудакам-прожектерам. Но надо отдать справедливость, резон в отказе от «судна-рыбы» Митурича был: от модели до судна оказалась дистанция огромного размера.
Время от времени идеи Митурича в той или иной форме возрождаются снова. Совсем недавно, например, в Западном Берлине ученые технического университета тоже создали вариант «механического хвоста», который получил официальное название «ракетно-рычажный винт». Внешне он выглядит как лопата с длинной ручкой. Мощные пружины заставляют его раскачиваться взад и вперед, подражая движениям дельфиньего хвоста. Эффект этого механизма разительный: в нем достигнуто отношение тяги к весу судна в четыре раза больше, чем у обычных гребных винтов. Западногерманские специалисты предполагают освоить широкое использование «хвостов» для речных буксиров-толкачей, катеров и паромов.
В 1927 году немецкий инженер Бернер построил очень интересное судно, которое по своему внешнему виду и по принципу движения напоминало не только рыбу, но и головоногих моллюсков. Судно, названное изобретателем «Форель», имело, в отличие от всех прочих плавучих сооружений, нос значительно более широкий, чем корму. Носовая оконечность, выполненная в форме головы рыбы, имела рот и жабры. Вода, засасываемая через рот насосами, с силой выталкивалась через жабры. Этим, по мнению инженера, убивались сразу два зайца: за счет выталкивания жидкости возникало реактивное движение судна (принцип, на котором основано движение кальмаров, каракатиц и других моллюсков), а за счет отсоса водяного потока снижалось лобовое сопротивление воды. Свою идею Бернер заимствовал, наблюдая за форелями и акулами.
Сейчас самое серьезное внимание ученых привлекают свойства рыбьей чешуи. До недавнего времени в технике господствовало убеждение, что самая «благополучная» с точки зрения гидродинамики поверхность — это идеально гладкая, «без сучка и задоринки». Но зачем тогда рыбе чешуя? Природа ничего не делает зря. Значит, она зачем-то нужна? Посмотрите как-нибудь на досуге на устройство рыбьей чешуи. Каждая чешуйка имеет строго определенный размер и строго определенное положение относительно потока. А посмотрите, как продуманно расположены ряды чешуи по телу рыбы! Более того, сейчас специалисты выдвинули гипотезу, что при движении рыбы и чешуя как бы движется, образуя своеобразную волну, бегущую вдоль тела рыбы! А если это так, то, может быть, здесь и кроется секрет порою столь трудно объяснимой быстроходности некоторых видов рыб и морских животных, например дельфинов. Не исключено, что именно благодаря «шершавой» чешуе снижается сопротивление воды движению рыбы, и, может быть, есть смысл одеть корабль в искусственную чешую? Действительно есть над чем подумать!
Почву для серьезных раздумий дают дельфины. Известный биолог Грей подсчитал, что вода оказывает сопротивление движению дельфина в 8—10 раз большее, чем может преодолеть его мышечная система. Как же он тогда плавает? Как объяснить это явление, получившее название «парадокс Грея»?
Секрет скорости дельфина ученые видят прежде всего в конструкции его кожного покрова с толстой жировой прослойкой, который гасит возмущенные потоки вокруг тела животного и таким образом резко снижает сопротивление воды его движению.
Результатом изучения кожи дельфинов явилось специальное эластичное покрытие, разработанное немецким инженером М. Крамером, живущим в США. Это покрытие, предназначенное для торпед и подводных лодок, имитирует конструкцию кожного покрова дельфина. Оно состоит из наружного слоя резины толщиной около 2 миллиметров, который множеством расположенных в шахматном порядке резиновых столбиков соединен с внутренним слоем такой же толщины, наклеенным на обшивку корпуса подводной лодки или торпеды. Пространство между слоями резины заполняется особой жидкостью, имитирующей дельфиний жир.
Крамер испытал свой «волшебный» покров на небольших подводных моделях и добился весьма обнадеживающих результатов: ему удалось уменьшить сопротивление воды на 50—60 процентов!
Однако некоторые специалисты считают, что эластичность кожного покрова дельфина сама по себе не объясняет полностью тайну его скорости. Знаменитый ученый Пикар и некоторые другие специалисты полагают, что нервные окончания в кожном покрове дельфинов улавливают изменение давлений, предшествующих переходу обтекающего тела животного ламинарного потока в турбулентный, и передают соответствующие сигналы в центральную нервную систему дельфина, которая активно регулирует работу кожи по «выпрямлению» потока. Поэтому некоторые ученые и инженеры предлагают облечь подводный корабль в еще более оригинальный наряд по сравнению с покрытием Крамера.
Представьте себе многокамерную резиновую оболочку, надетую поверх обычного стального корпуса. В секции этой оболочки поочередно подается воздух, который одновременно откачивается из других секций. Тогда по поверхности корпуса будут скользить своеобразные волны, имитирующие изменения наружного покрова тела дельфина.
Не обошли кораблестроители своим вниманием и китов. В 1851 году американский писатель Герман Мелвил написал чудесный роман «Моби Дик». Героем этой книги является белый кит, очень полюбившийся читателям во всех концах планеты. А совсем недавно на речных дорогах ФРГ появился «рукотворный» Моби Дик — прогулочный пассажирский теплоход, получивший от своего знаменитого тезки не только имя, но и форму. Длина нового «Моби Дика» около 50 метров, водоизмещение порожнем 220 тонн, в нем помещаются 486 пассажиров, из которых около одной трети размещаются в комфортабельном салоне, выполненном в виде… пасти кита. Остальные пассажиры размещены на верхней палубе — как бы на спине кита.
«Моби Дик» предназначен прежде всего для неторопливых речных прогулок, но часто на нем проводятся различные конгрессы, конференции, совещания. Устроители подобных мероприятий, фрахтуя для этих целей удивительное судно, справедливо полагают, что обстановка на «Моби Дике» благотворно действует на участников совещаний и им легче будет договориться на борту судна-«кита», нежели в душных городских офисах.
Но если «Моби Дик» получил форму кита «просто так», ради оригинальности, то сегодня специалисты твердо убеждены, что форма кита очень хороша и с точки зрения гидродинамики. Так, японский ученый Такао Инуи на основании многочисленных исследований и экспериментов пришел к выводу, что традиционная заостренная форма носовой оконечности не есть лучшее инженерное решение и что придание носу грушевидной формы, какую имеет голова кита, позволяет при сохранении скорости хода и водоизмещения судна уменьшить мощность энергетической установки на 25 процентов.