🐈Рубрика: фауна
🐈Рубрика: фауна На дне океана живет крошечный рак размером всего 3–5 сантиметров, способный устраивать настоящий подводный микровзрыв с температурой, близкой к температуре поверхности Солнца. Пока крупные хищники полагаются на острые зубы и силу, рак-щелкун использует физические законы гидродинамики и создает собственное звуковое оружие. Рак-щелкун не бьет жертву клешней напрямую. Вместо этого он мгновенно захлопывает специальную массивную клешню, выстреливая струей воды со скоростью более 100 км/ч. Из-за такой бешеной скорости давление воды перед клешней резко падает ниже давления насыщенного пара. Происходит физический процесс, который называется кавитацией: вода буквально «закипает» при комнатной температуре, образуя микроскопический пузырек пара и газа. Спустя доли миллисекунды окружающее высокое давление сокрушает этот пузырек. Происходит мгновенное схлопывание (имплозия). Внутри схлопывающегося пузырька температура на мгновение подскакивает почти до 5000 Kelvin (около 4700 °C), создается мощнейшая ударная волна со звуковым давлением более 200 децибел и возникают вспышки света (сонолюминесценция). Эта ударная волна мгновенно оглушает или даже убивает проплывающих мимо рыбок и мелких крабов. В России процессы кавитации, гидроакустику и физику быстрых жидкостных потоков активно исследуют ученые в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН (ИГиЛ СО РАН) в Новосибирске, Институте прикладной физики РАН (ИПФ РАН) в Нижнем Новгороде и на физическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. Наши специалисты изучают, как поведение кавитационных пузырьков разрушает или, наоборот, защищает различные материалы в жидкой среде. ⚡ Факты про кавитационное оружие: 1. Советская ракета «Шквал»: Новосибирская школа гидродинамики под руководством академика М.А. Лаврентьева детально изучила кавитацию, что позволило советским инженерам создать уникальную подводную ракету (торпеду) «Шквал». Она двигается под водой внутри искусственной кавитационной воздушной каверны (пузыря), развивая невероятную скорость до 370 км/ч за счет отсутствия трения о воду. 2. Акустический шум для подлодок: Шум от колоний раков-щелкунов на мелководье настолько силен, что способен глушить работу гидролокаторов. Во время Великой Отечественной войны и Холодной войны подводные лодки умышленно заходили в зоны обитания этих раков, чтобы скрывать свои шумы от вражеских сонаров за их непрерывным «треском». 3. Разрушительная сила: В гидротехнике кавитация — это опасный враг. Схлопывание кавитационных пузырьков со временем способны разрушить даже самые прочные стальные лопасти гребных винтов кораблей и турбин ГЭС. Российские материаловеды разрабатывают специальные сверхпрочные покрытия, способные противостоять этим гидродинамическим ударам. Зачем ученым изучать гидродинамику рака-щелкуна? Принцип работы клешни рака-щелкуна вдохновляет инженеров на создание бесшумных и эффективных насосов, методов ультразвуковой очистки деталей и новых медицинских приборов. Направленная кавитация уже используется в медицине для бескровного дробления камней в почках (литотрипсии) и точечного уничтожения раковых клеток звуковыми волнами. ✅Проект поддержан Минобрнауки России и Десятилетия науки и технологий.