По мере роста скорости это сопротивление увеличивается сначала пропорционально ее квадрату, но затем растет быстрее - пропорционально третьей, четвертой и даже пятой степени скорости. Здесь уже нельзя говорить о борьбе за скорость путем увеличения мощности двигателей: для этого двигательная установка должна была бы занимать весь корабль. Правда, благодаря появлению подводных крыльев, поднявших корпуса судов над водной поверхностью, судостроителям удалось преодолеть заветный рубеж крейсерской скорости на воде, равный 100 километрам в час. Но корабли на подводных крыльях не до конца избавлены от контакта с водой, а главное, по мере роста размеров судов они заметно утрачивают свои высокие качества.
Итак, в наше время стремительного увеличения скоростей в авиации, в наземном транспорте морские и океанские суда, по сути, остались не затронутыми этим всеобщим прогрессом, и нет сейчас более сложной и более жгучей проблемы на водных магистралях мира, чем повышение скорости пассажирских и грузовых кораблей. Это проблема проблем.
В отличие от ученых-судостроителей, не сумевших вырвать созданные ими корабли из плена воды, природа, приспосабливая дельфинов к водному образу жизни, сумела победить в единоборстве с самой неподатливой стихией, нашла ряд оригинальных "инженерных решений", наделила этих животных комплексом высокосовершенных механизмов, чтобы сделать их "морскими скороходами". Дельфины - отличные пловцы и ныряльщики. Тот, кому хоть раз довелось наблюдать за стаей плывущих в море дельфинов, вероятно, никогда не забудет этого захватывающего зрелища, не перестанет восхищаться легкостью и изяществом их стремительных движений. Эти легкость и изящество движений породили легенду о необыкновенной, невиданной скорости, развиваемой плывущими дельфинами. "По-видимому,- писал Аристотель,- это самые быстрые из всех животных, морских и наземных... Их скорость особенно хорошо проявляется, когда они гонятся за рыбой, которой питаются; при этом, если рыба пытается ускользнуть, в своем ненасытном голоде они следуют за ней в глубины воды; нырнув же на большую глубину, они задерживают дыхание, как бы рассчитывая его длительность, а затем из всех сил плывут, вверх и взлетают, как стрела, стараясь проделать длительный подъем на поверхность как можно скорее, чтобы сделать вдох"*.
* (Цит. по кн.: Дж. Лилли. Человек и дельфин. М., "Мир", 1965, стр. 156.)
В рассказах отдельных моряков еще недавно можно было услышать, что они собственными глазами видели дельфинов, плывущих со скоростью около 130 километров в час. Но если заглянуть в специальную научную и научно-популярную литературу, то там можно встретить самые разноречивые данные на сей счет: от 12 узлов (21,6 километров в час) до 40 узлов (74 километра в час). Видимо, абсолютно точных данных о максимальной скорости движения этих животных нет. Надо полагать, максимальная скорость дельфинов не превышает 40-56 километров в час. Во всяком случае, абсолютно достоверно, что эти морские животные плавают достаточно быстро, чтобы, играючи, обгонять небольшие катера и грузовые суда, состязаться в скорости с большинством океанских лайнеров и посрамлять кораблестроителей XX века.
Долгое время ученые и инженеры не могли понять, каким образом дельфинам удается развивать скорость до 30 узлов и без видимого усилия сопровождать быстроходные корабли в течение многих часов и даже дней, ни на шаг не отставая от них. Одни высказывали предположение, что дельфины обладают инстинктивным "знанием" гидродинамики: при движении вперед у носа судна образуется упругая волна, и дельфины знают, что, если оказаться на этой волне, можно двигаться почти без всяких дополнительных усилий. "Стоя на носу корабля,- писал Роберт Л. Конли в "Нэшнл джиогрэфик",- я неоднократно наблюдал за дельфинами, которые скользили по воде, не двигая при этом ни единым мускулом. Так же легко несутся дети с ледяной горы на санках"*. Другие занялись расчетами. Они показали, что дельфин не может плыть быстрее 20 километров в час, то есть его скорость должна быть минимум вдвое, а то и втрое меньше зарегистрированной наблюдателями. Откуда же в таком случае берутся лишние километры?
* ("За рубежом", 1966, № 49, стр. 26.)
За разгадку тайны скоростного плавания дельфинов принялся известный английский биолог, один из крупнейших специалистов по движению животных, профессор Джеймс Грей. В 1936 году Грей увидел стайку дельфинов, догнавшую и опередившую пароход, на котором он плыл. Ученый был страшно удивлен такой резвостью животных: ведь судно было одним из самых быстроходных в то время - делало 17 узлов в час. С такой скоростью можно летать, бегать по земле, но не плыть в воде, которая в 800 раз плотнее воздуха. Поскольку измерить сопротивление воды, обтекающей плывущего дельфина, было делом очень сложным, Грей пошел по другому пути: он буксировал по бассейну жесткую модель, соответствующую по форме и размерам дельфину, и определил сопротивление воды. И тогда исследователь столкнулся с почти необъяснимым законами механики фактом: точно воспроизведенная по весу и форме тела модель дельфина, которой сообщалась тяга, равная развиваемой дельфином, передвигалась по воде гораздо медленнее, чем живой дельфин! Дальнейшие расчеты привели к совершенно неожиданным результатам: гидродинамическое сопротивление движущемуся дельфину в 7-10 раз меньше, чем твердому телу такой же формы и размеров. Иными словами, если считать движение дельфина сравнимым с движением сделанной по его форме, размерам и весу модели, то мощность мышц дельфина должна быть по крайней мере в 10 раз выше, чем у любого другого млекопитающего, живущего на суше! Однако подобная мощность мышц ни с чем не сообразна. Одно только потребление кислорода животным должно быть при этом гораздо выше, чем допускают возможности дыхательной системы дельфина. Тогда, быть может, имеется принципиальная разница в тканях мышц дельфинов и наземных млекопитающих? Нет, такой разницы выявить не удалось. У дельфинов вес мышечной системы примерно тот же, что и у млекопитающих суши. Мускульная сила в пересчете на килограмм веса мышц у всех млекопитающих одинакова. Вот и получалось: или не верить глазам своим, или объяснить, почему, вопреки расчетам, добродушные морские красавцы плавают с такими большими скоростями, хотя и не имеют на это "никакого теоретического права"!