Д.А. Крылов, Н.И. Сидняев, А.А. Федотов
16
Расчеты показывают, что из рассмотренных режимов работы кры-
льев 1 и 2 оптимальным для получения наибольшего значения коэф-
фициента силы тяги является крыло 1, а для получения наибольшего
значения гидродинамического коэффициента полезного действия —
крыло 2.
При сравнении результатов расчетов с данными эксперименталь-
ных исследований [10, 11] предположим, что плавание дельфинов
происходит с наибольшим значением гидродинамического коэффи-
циента полезного действия. В экспериментах [10, 11] определяли ам-
плитуду и частоту точки у развилки хвостового плавника дельфина.
Если предположить, что движение хвостового плавника описывается
уравнениями (24) с осью угловых колебаний, совпадающей с задней
кромкой, то эксперименты [10, 11] дают амплитуду и частоту оси уг-
ловых колебаний моделей хвостового плавника. Предположение о
положении оси угловых колебаний является естественным, посколь-
ку из приведенных на рис. 4 и 5 расчетных данных следует, что для
плавания с наибольшим значением коэффициента
ось угловых ко-
лебаний должна располагаться вблизи задней кромки. В указанных
экспериментах в основном наблюдали амплитуду и частоту колеба-
ний точки у развилки хвостового плавника, соответствующие
1, 0;
h
1,1
[10] и
0, 9
[11].
Расчеты, проиллюстрированные на рис. 5,
а
, показывают, что в
случае
0
1
b
наибольшее значение коэффициента
достигается при
1, 0
h
и
1,15.
Таким образом, результаты расчетов для крыла 1
находятся в согласии с предположением о том, что дельфины при
длительном равномерном движении (режим равномерного прямоли-
нейного движения [4]) используют наиболее рациональный механизм
плавания. В работах [10, 11] указано, что с увеличением амплитуды
колебаний хвостового плавника у дельфинов наблюдается тенденция
к уменьшению частоты колебаний. Согласно графикам на рис. 5,
а
, с
позиции гидродинамики это происходит по той причине, что при
увеличении амплитуды колебаний наибольший коэффициент
до-
стигается при более низких частотах колебаний.
Что касается крыла 2 с прямоугольной формой в плане, являю-
щейся грубым приближением к форме хвостового плавника дельфина,
то в этом случае совпадение с экспериментальными данными оказыва-
ется неудовлетворительным. В частности, при значениях параметров,
наиболее часто наблюдаемых в экспериментах [10,11], качественная
закономерность уменьшения частоты колебаний, обеспечивающей
максимальное значение коэффициента
,
при увеличении амплитуды
колебаний вообще не наблюдается.
Большой интерес представляет исследование формирования и
движения свободной вихревой поверхности за колеблющимся кры-
