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鲨鱼的流体动力学比传统认为的要复杂得多。 大多数鲨鱼的尾鳍上叶比下叶长得多。 与硬骨鱼的椎骨止于尾鳍底部不同,鲨鱼的椎骨延伸到上叶。 这种不平等的排列,加上翼状胸鳍位于鲨鱼重心前方的事实,导致鲨鱼游泳的概念过于简单化。 根据标准教科书模型,尾巴上叶过度伸展迫使鲨鱼的身体向下倾斜,胸鳍产生的升力补偿了这一点。

事实上,鲨鱼的游泳比这种浸水的跷跷板要优雅和微妙得多。 首先,鲨鱼扁平的鼻子和腹部也是重要的滑翔面,提供总升力的30%。 此外,鲨鱼尾部的下叶由矿化胶原蛋白(一种高弹性蛋白质)的复杂纤维网络加固。 由此产生的胶原蛋白驱动力提供的向上推力大致相当于较大上叶提供的向下推力,从而使鲨鱼能够保持平滑的侧突。 人们对鲨鱼的流体动力学研究越深入,这些动物就越令人惊奇。

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例如,鲨鱼尾鳍上叶尖端附近的凹口。 这个看似简单的凹口提供了复杂的流体动力学功能:它允许末端“襟翼”左右摆动,这样对于大部分尾部推力弧线来说,上叶片的尖端并不是最终的结构。 该缺口实际上消除了尾尖涡流,从而减少了阻力。 飞机机翼尖端的小翼模仿了这种机制,但我们的工程师只能粗略地模仿大自然的最佳设计。 无论我们的技术多么聪明,鲨鱼都可以在我们最先进的船只和潜艇周围游动。

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大图为Rob Stewart,资料来源于网络