Почему иногда корабли замедляют движение и даже полностью останавливаются при исправно работающем двигателе? Впервые подобное явление наблюдалось в 1893 году, а десять лет спустя было описано в виде эксперимента. Правда, понять почему это происходит, так и не удалось.
Междисциплинарная команда исследователей из Национального центра научных исследований Франции (CNRS) и Университета Пуатье впервые смогла объяснить феномен «мертвой зоны»: изменение скорости кораблей, оказавшихся в стоячих водах, обусловлено волнами, которые действуют как пульсирующая конвейерная лента, заставляющая суда дрейфовать туда и обратно. Результаты их работы были опубликованы в журнале PNAS.
В 1893 году норвежский исследователь Фритьоф Нансен стал свидетелем странного явления во время путешествия по северу Сибири: его корабль замедлил ход под действием загадочной силы и не мог маневрировать. В 1904 году шведский физик и океанограф Вагн Уолфрид Экман в лабораторных условиях продемонстрировал, что волны, сформировавшиеся под поверхностью на границе слоев соленой и пресной воды в Северно-Ледовитом океане, вступают во взаимодействие с судном, генерируя сопротивление. Это явление, получившее название «мертвой зоны», наблюдается во всех морях и океанах, где смешивается вода разной плотности (из-за солености или температуры), и указывает на существование двух тормозящих феноменов. Первый из них, как в случае с Нансеном, становится причиной не меняющейся аномально низкой скорости. Второй, воссозданный в лаборатории Экмана, характеризуется возвратно-поступательным движением корабля, оказавшегося в ловушке.
Физики, эксперты по механике жидкостей и математики из CNRS попытались выяснить причину этих загадочных природных явлений, для чего использовали многомерный анализ различных внутренних волн и анализ экспериментальных изображений на субпиксельном уровне. Оказалось, что изменение скорости происходит при возникновении определенных волн, которые действуют как конвейерная лента с обратно-поступательным движением. Ученым также удалось выяснить, что наблюдаемый Экманом колебательный режим был временным, а оказавшийся в ловушке корабль рано или поздно приходил к снижению скорости.
Это исследование стало частью большого проекта по изучению того, почему во время битвы при Акциуме в 31 году до н.э. флот Клеопатры проиграл гораздо более слабому флоту Октавиана Августа. Ученые предполагают, что флот правительницы Египта как раз и попал в «мертвую зону», хотя древние легенды объясняли поражение тем, что корпуса судов облепили рыбы-прилипалы.
Фото: Pixabay
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.