Карл Гильзин - Эта удивительная подушка
А если попытаться погрузить лодку глубже? С лодкой, правда, это трудно, но вот рядом с ней плавает надутая баскетбольная камера, попробуем надавить на нее. Чтобы удержать камеру под водой, нужна немалая сила. Вырвалась! И сразу же пулей вылетела из воды.
Ясно, почему. Вес вытесненной воды стал больше веса камеры. Она «потеряла» в весе больше, чем весит сама. Значит, на камеру стала действовать подъемная сила. Величину силы, которую называют архимедовой, найти просто — она есть разница в весе вытесненной воды и камеры. Чем больше камера и чем она легче, тем значительней подъемная сила.
Как поднимают со дна моря затонувшее судно? Сначала под него подводят металлические понтоны — тонкостенные бочки. Потом сверху по шлангам подают в них сжатый воздух. Он вытесняет воду и образующиеся таким образом воздушные подушки (на этот раз — в металлической оболочке) выталкивают корабль на поверхность воды.
Понтоны не обязательно должны быть металлическими, их можно сделать и надувными. В ФРГ применяется аварийный понтон в виде огромного надувного матраца длиной тридцать метров. В Англии надувные шары используют для подъема со дна морского затонувших… сокровищ, поиски которых стали в последнее время страстью многих искателей счастья. Поиски сокровищ знаменитой «Непобедимой армады» — погибшей в бурю у берегов Ирландии в 1588 году большой эскадры испанских кораблей, направленной против Англии Филиппом 11 Испанским, — ведутся не только с помощью подобных шаров, но и с борта нескольких надувных лодок.
В Венгрии изобрели хитрый способ подъема судов, затонувших на особенно большой глубине. Подавать сильно сжатый воздух в понтоны на такую глубину сложно, поэтому авторы нового способа предложили заполнять их водородом (очень легким и потому выгодным в данном случае газом), получаемым на дне. Если подействовать на морскую воду электрическим током (провода-то спустить на дно куда проще!), она разлагается на газообразные водород и кислород. Они и заполняют воздушные подушки для подъема корабля.
В последнее время в США аналогичным способом пытаются поднимать затонувшие учебные торпеды. К торпеде прикрепляются надувной баллон и прибор, носящий название газогенератора — он образует (генерирует) в результате химической реакции газы для заполнения баллона. Но как прикрепить это хитроумное устройство к торпеде, лежащей на большой глубине? Американцы пытаются приспособить для этой цели… китов. Утверждают, что наиболее подходящими оказываются киты-гринды. Остается только их дрессировать…
Начинают применять воздушные подушки и для более важной цели — в строительстве магистральных трубопроводов. В наше время нефть и газ стали важнейшим сырьем промышленности. Если хотите представить себе ужасную картину полной катастрофы на Земле, вообразите на мгновение, что нефти и газа больше нет, все израсходовано. Как для живого организма необходима непрерывная циркуляция крови, так нужна подобная система промышленности — по ней должны транспортироваться нефть и газ.
Тысячи судов-танкеров, сотни тысяч железнодорожных цистерн служат для перевозки нефти и газа. Но потребность в них быстро возрастает, и в помощь обычному транспорту их стали перекачивать по огромным трубам, диаметром в человеческий рост. Магистральные нефте- и газопроводы опутали весь земной шар, пересекая реки и пустыни, ущелья и горы, проходя по дну морей и океанов. Строятся все новые, и не без помощи воздушной подушки.
Часто бывает нужно поднять со дна требующий ремонта участок трубопровода. Как и в случае затонувших судов, это могут с успехом сделать воздушные подушки. Такие случаи бывали.
Когда нужно проложить трубопровод по дну реки, обычно сначала его протягивают через реку на плаву, а потом опускают на дно. Как правило, плавучесть трубопровода создается с помощью металлических тонкостенных барабанов, но можно применить и надувные подушки. В Англии для этого используются мешки диаметром полметра. Плавно меняя давление в мешках, можно регулировать скорость опускания трубопровода на дно и даже, при необходимости, снова поднять его.
Во время маневров или военных действий нужно, например, переправить автомашину через реку. Наводить понтонный мост долго, да и для одной машины дорого. Поэтому за рубежом иногда используют специальный «колокол» из аэростатной ткани. Сложенный, он занимает мало места, а при необходимости его быстро надувают, внутри него автомашину подвешивают на тросах и переправляют на противоположный берег.
Можно переправить машину и иначе — не внутри воздушной подушки, а снаружи. Надувной паром может быть подготовлен к использованию за считанные минуты.
Зачем рыбе пузырь?
В Латвии есть озеро Илзиня, ничем, кажется, не выделяющееся из множества прибалтийских озер, если бы не расположенный на нем остров. Озерными островами тоже удивить трудно, но этот небольшой остров действительно особенный: он движется. Почему покрытый кустарником и травой остров не тонет? Что превращает его в своеобразный корабль? Воздушная подушка. Остров состоит из торфяного грунта, некогда оторвавшегося от дна, и воздух, а также метан и другие газы, образующиеся при гниении, создают подушку.
Плавающие острова есть на Оби, в Рыбинском море и в других местах.
Как и следовало ожидать, исключительно велика роль плавающей воздушной подушки в живой природе. Ведь столько разнообразных существ живет в воде или так или иначе связаны с ней.
Воздушная подушка рыб — плавательный пузырь — доставляет им немало хлопот: то накачивай пузырь воздухом, то выпускай его. Но зато сколько пользы он приносит!
Пузырь нужен рыбе главным образом для того, чтобы она могла плавать на разных глубинах — ведь давление воды с увеличением глубины увеличивается. Держаться в толще воды без дополнительных движений рыбе и помогает плавательный пузырь. Меняя количество газов в нем, рыба выравнивает давление в пузыре при изменении давления окружающей воды.
Плавательный пузырь рыбы при ее подъеме и спуске то автоматически пополняется газами, которые рыба извлекает из воды или из собственных тканей, то освобождается от них. Эти газы обычно близки по составу к воздуху, но иногда довольно сильно отличаются от него.
Если пузырь соединен с кишечником (например, у щуки, сельди, лосося, сома), то газы выходят через рот в воду. Когда всплывает стая подобных рыб, то сначала из глубины появляется множество пузырьков воздуха. Рыбаки в Адриатическом море говорят: «Пена появилась — сейчас появятся и сардины!»
В случае герметичного пузыря (например, у кефали, наваги, трески) газы сначала поступают в кровь, а уж потом через жабры выводятся в воду. Это, конечно, происходит медленнее, и такие рыбы всплывают не столь быстро. Если вытащить кефаль с большой глубины, то пузырь, давление в котором еще велико, распирает тело рыбы, она раздувается и сама становится вроде пузыря. У акул, которым приходится часто и резко менять глубину плавания, например, в погоне за добычей, плавательного пузыря вообще нет — им он мешал бы.
Есть у плавательного пузыря еще одна важная работа — он измеряет давление окружающей воды. Рыбе нужно знать, на какой глубине она находится — у каждого вида рыб свои излюбленные глубины, где больше пищи и приятнее условия. С помощью пузыря рыба воспринимает самые незначительные колебания давления, например изменение атмосферного давления перед грозой.
Большинство рыб использует плавательный пузырь и как орган слуха. Они слушают сначала животом: пузырь усиливает даже слабые звуки, распространяющиеся в воде, и уже потом они передаются во внутреннее ухо, в голову рыбы.
И пузырем же многие рыбы разговаривают. Старая поговорка «Нем как рыба» уже давно опровергнута наукой: рыбы весьма болтливы. Большинство рыб, оказывается, чревовещатели: они «разговаривают», не открывая рта! Пузырь служит как бы барабаном — рыба ударяет по нему то особыми мышцами, то плавниками, а то и специальной косточкой, вроде палочки барабанщика.
Чем больше барабан, тем басовитей его «голос». Маленькие рыбки попискивают, а большие-басят. И вот что странно: рыбы-самки обычно «беседуют» реже и тише, у них барабанные мышцы развиты слабее. Так что, по одному остроумному замечанию, в отличие от людей, у судаков «судачат» в основном отцы семейства…
Не все издаваемые рыбами звуки исходят из пузыря. У некоторых рыб пузыря вообще нет, а «разговаривают» они вовсю.
Пока никто не знает, почему и как эти рыбы издают звуки: бычки рычат и квакают, белуги ревут…
И еще одно важное свойство пузыря не так для самой рыбы — хозяйки пузыря, как для других рыб. Когда рыба гибнет — попадает в зубы хищнику, в сеть или на крючок рыболова, то она извивается, трепещет, и ее пузырь, сильно сжимаясь, издает как бы крик боли, предупреждающий других рыб об опасности. Рыба горбыль, например, кричит так, что за двести метров слышно.
