海豚皮的奧秘

海豚是海洋里的“智能哺乳動物”。它有很高超的游泳技能，能把快速航行的船只遠遠地拋在后面。它是怎樣克服水的阻力而快速滑行的呢？

西德科學家克雷默就是對這個問題的不知疲倦的探索者之一。在他橫渡大西洋到美國去的旅途中，幾乎把全部時間都花在觀察輪船附近嬉戲追逐的海豚群上。這些快速敏捷的“魚兒”在游泳時幾乎毫不費力，好象水的阻力對它們來說不存在似的。他越看越是難以理解，但也越加強他探索這一奧秘的決心。

實驗表明，當一艘流線型的潛艇在水下航行時，受到阻力的大小和它附近液流的結構和振動有關：在船體最近處的一薄層水中是層流，這里沒有任何漩渦，阻力最小；在離開船體的某一距離上，層流就被破壞而變為湍流，產生漩渦，阻力明顯增大；越近船尾，漩渦越大，阻力也越大。這就是湍流化，潛艇要耗費90％的推動力去克服這種阻力。但是，海豚在水中游泳時卻不產生湍流。秘密何在呢？

科學家們在海豚的皮膚上發現了奧秘！原來，海豚的皮膚分為兩層，外層很薄且富有彈性，里層是充滿微小管道系統的乳頭層。它們能起消振器的作用，從而阻止層流變成湍流，因而使水的阻力明顯減小。此外，海豚皮膚在水的壓力下分泌出一種油狀物質而具有疏水性質，它能使與其接觸的表面水層由單獨的水分子集合成環狀結構，就象滾珠軸承一樣，使摩擦力大大減小。當海豚的游泳速度達到很高時，皮膚的消振和疏水性已不足以消除湍流，這時海豚的皮下肌肉便開始作波浪式的運動，消除高速度運動所產生的湍流。

1960年，克雷默用橡膠復制品制成了名叫“層流膜”的人造海豚皮。這種人造海豚皮模仿了真海豚皮的內外層結構，厚約2．5毫米，把它套在各種潛水器和魚雷上。試驗表明，湍流減少了50％，速度就提高了一倍。目前已把這種人造海豚皮套在小型船只上，航速顯著地提高。今后如能選擇更接近海豚皮的材料，并制成厚的蜂窩狀，航速就可進一步提高。可以設想，將來大型船艦用上這種裝置以后，航速將不是只提高一倍的問題了。

吳浩源文畢樹校圖