Τι κάνει τον καρχαρία πρωταθλητή στην κολύμβηση;

Τι είναι αυτό που κάνει σχεδόν αδύνατο να ξεπεράσει ένα ψάρι σε ταχύτητα ένα καρχαρία; Ερευνητές χρησιμοποιώντας μια ειδική τεχνική απεικόνισης, ανακάλυψαν ότι καθώς ο καρχαρίας κουνά την ουρά του απ’ τη μια μεριά στην άλλη, δημιουργεί διπλάσιους υδροστρόβιλους από άλλα ψάρια, εξομαλύνοντας την ώθηση και έτσι….
κολυμπά καλύτερα. Για να το πετύχει αυτό, ο καρχαρίας σφίγγει το μεσαίο κόκαλο της ουράς, μια τεχνική που ίσως στο μέλλον εφαρμοστεί στα υποβρύχια οχήματα για βελτίωση της λειτουργίας τους.
Ενώ τα άλλα ψάρια ωθούν το νερό προς τα πίσω για να κινηθούν, ο καρχαρίας έχει ένα επιπλέον πρόβλημα να λύσει. Πρέπει να κολυμπά συνεχώς, γιατί αλλιώς θα βυθιστεί. Για να μπορέσει να δημιουργήσει την απαραίτητη άνωση, η κορυφή της ουράς εκτείνεται προς τα πίσω, σχηματίζοντας μια κλίση στο πίσω μέρος. Σε αντίθεση, τα περισσότερα ψάρια έχουν ουρά που είναι συμμετρική.
Η βιομηχανικός Brooke Flammang από το Πανεπιστήμιο του Harvard, εξέτασε λεπτομερώς την ουρά του καρχαρία και είδε ότι ο μυς της, ενεργοποιείται σε διάφορες χρονικές στιγμές καθώς η ουρά στρίβει μπρος-πίσω.
Η συνηθισμένη τακτική που χρησιμοποιούν οι ερευνητές για να δουν πως η ουρά ωθεί το νερό, είναι να ρίξουν σωματίδια στο νερό, τα οποία έλκονται καθώς κουνιέται η ουρά. Τα σωματίδια αντανακλούν το φως από ειδικές διατάξεις λέιζερ, υπάρχουη 2 κάμερες (για τον οριζόντιο και τον κατακόρυφο άξονα) και ένας υπολογιστής επεξεργάζεται τα στοιχεία και σύμφωνα με αυτά οι ερευνητές μαντεύουν την κίνηση των σωματιδίων στον τρίτο άξονα.
Όμως η Flammang προχώρησε ένα βήμα παραπέρα και χρησιμοποίησε ένα σύστημα με τρεις κάμερες. Παρόμοια συστήματα χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του νερού που εξέρχεται από κυλίνδρους, με πιστόνια να δημιουργούν την πίεση.
Δείτε βίντεο από το πείραμα

Η Flammang και οι συνάδελφοι της μελέτησαν τέσσερα σκυλόψαρα, βάζοντας τα σε μια δεξαμενή με συνεχή ροή νερού, έτσι ώστε αυτά να κολυμπούν σε ένα σημείο. Ταυτόχρονα έβλεπε τη ροή νερού από ένα καρχαρία-ρομπότ που είχε πλαστική ουρά. Τα περισσότερα ψάρια δημιουργούν ένα δαχτυλίδι νερού στο τέλος κάθε κίνησης της ουράς. Η ουρά σπρώχνει το νερό καθώς κινείται προς τη μια μεριά, και το απομακρύνει στριφογυρίζοντας το καθώς σταματά για να αλλάξει κατεύθυνση. Στη περίπτωση του καρχαρία, οι ερευνητές περίμεναν ότι θα δημιουργηθούν 2 δαχτυλίδια, λόγω του ασύμμετρου σχήματος της ουρά. Κάτι που έγινε με την πλαστική ουρά του ρομπότ.

Όμως στην πραγματικότητα, παρατήρησαν ότι η ουρά περιστρέφει το δεύτερο δαχτυλίδι νερού καθώς φτάνει στη μέση γραμμή τους σώματος του. αυτό το δαχυλίδι είναι μεγαλύτερο και συνδέεται με αυτό που δημιουργείται στο τέλος της κίνησης της ουράς. «Αυτό δίνει μεγάλο πλεονέκτημα», λέει η Flammang. «Αντί να έχουμε απλώς ένα σπρώξιμο καθώς η ουρά φτάνει στο τέλος της κύρτωσης της, δημιουργείται μια σχεδόν συνεχής πρόσθετη ώθηση». Η Flammang πιστεύει ότι ο καρχαρίας χρησιμοποιεί τον μυ της ουράς για να αλλάξει ελαφρώς το σχήμα της και να δημιουργήσει επιπλέον στρόβιλο νερού.
«Ο καρχαρίας έχει ένα πολύ επιτηδευμένο τρόπο για να δημιουργεί ώθηση», λέει ο Michael Triantafyllou, ωκεανολόγος μηχανικός στο MIT. «Τέτοιες μελέτες μπορούν αν οδηγήσουν σε καλύτερους σχεδιασμούς υποβρυχίων οχημάτων, αν και το σφίξιμο της ουράς, μπορεί να κάνει τα πράγματα πιο πολύπλοκα».

http://www.alliotiko.gr/