Юный техник 1971-12, страница 5

природе высокополимерных веществ с поперечными связями (таких веществ, молекулы которых построены в виде длинных цепей из многократно повторяющихся одинаковых звеньев). Эластичные вещества входят в состав многих представителей животного мира. Здесь природа на многие миллионы лет предвосхитила изобретение человеческого гения, создав каучукопо-добные вещества и используя их для накопления энергии. К сожалению, не вся запасенная при деформации материала энергия может быть высвобождена для осуществления механической работы. Часть ее рассеивается в виде тепла. Чем меньше тепловые потери, тем выше коэффициент полезного действия упругого аккумулятора энергии.

Резиновые мячики

В теле насекомых, да и других членистоногих животных встречается очень интересный белок — резилин. Он обладает высокой упругостью, превосходя в этом отношении лучшие сорта резины. Его резиль-янс — коэффициент полезного действия белкового аккумулятора — 97%. Только 3% энергии теряется в виде тепла! Если резилин на несколько недель оставить в растянутом состоянии, он и тогда не теряет способности мгновенно восстанавливать свою первоначальную величину. Многие насекомые пользуются во время полета энергией, аккумулированной с помощью этого замечательного вещества. В этом отношении они отчасти напоминают модели самолетов с резиновыми моторчиками, с той лишь разницей, что в моторчике энергия запасается сразу на весь полет, а насекомые во время полета беспрерывно расходуют и возобновляют ее запасы.

Среди насекомых встречаются превосходные летуны, способные с помощью своих крыльев (без использования ветра или токов воздуха) подниматься на высоту нескольких сот метров и преодолевать огромные, в сотни километров расстояния. А какие скорости они способны развивать! Пчела, например, делает 10 км в час, саранча — 12, а крупные бабочки-бражники даже 55. Для этого им приходится энергично работать крыльями. Бабочки, имеющие большие крылья, делают во время полета в одну секунду пять-десять взмахов каждым крылом. Если крылья по отношению к размерам тела невелики, им приходится двигаться значительно энергичнее: крыло пчелы делает 200 взмахов в секунду, а у комаров-звонцов — 1000!

В аэродинамическом отношении крылья насекомых менее совершенны, чем винт самолета. Работа последнего целиком за

трачивается на преодоление аэродинамических сил, тогда как крыло саранчи расходует на это лишь 65% производимой работы. Остальная часть уходит на то, чтобы в конце подъема или опускания крыльев затормозить их до полной остановки, а затем вновь придать им ускорение.

35% потраченной впустую работы — слишком расточительно. Чтобы компенсировать эти потери, природа и снабдила насекомых резилином. Его крохотные комочки находятся у основания крыльев саранчи, мух и многих других летающих насекомых и используются как амортизаторы. Когда крыло доходит до крайнего положения, оно тормозится за счет деформации резилина. При этом кинетическая энергия крыла переходит в энергию упругой деформации. 97% ее резилин отдает на то, чтобы вновь сообщить крылу ускорение. Как видим, здесь насекомые используют принцип резинового мяча. Ударяясь о землю, мяч мгновенно тормозится, в результате чего кинетическая энергия, накопленная им в процессе падения, превращается в потенциальную энергию упругой деформации. Восстанавливая свою форму, он отскакивает, потенциальная энергия теперь переходит в кинетическую.

Живые катапульты

В древние времена воюющие стороны использовали метательные машины, катапульты и баллисты, способные бросать на несколько сот метров тяжелые камни, заостренные на конце, окованные железом бревна и бочки с горящей смолой. С их помощью пробивались бреши в крепостных стенах и брались города. Принцип действия этих машин был тот же, что у охотничьего лука или рогатки.

Прыгающим животным, кенгуру, тушканчикам, лягушкам приходится «метать» в воздух собственное тело. Их длинные задние ноги представляют собой сложные рычажные устройства и позволяют совершать прыжки, нередко приводящие нас в удивление.

Еще более способные прыгуны — насекомые. Они могут совершать прыжки, в 100 и более раз превосходящие длину их тела. Только недавно ученым удалось разгадать секрет «прыгучести» блох. Оказалось, они используют принцип катапульты.

У основания задних конечностей блохи лежит эластичная подушечка, состоящая из резилина. Готовясь к прыжку, блоха поднимает задние ноги и сжимает резилин. Затем, как при спуске курка у подводного ружья, специальный пусковой механизм освобождает ноги, и они за счет упругой силы резилина, приобретая большую скорость, отталкивают блоху от земли, и она

3