Корови намагаються розвернутися мордою від вітру, полегшуючи стікання крапель по шерсті під час дощу. Але чи немає в цьому поведінці додаткового сенсу? Адже з точки зору аеродинаміки на тіло, що рухається в потоці повітря, можуть діяти чотири сили. Спрямована вперед тяга протистоїть гальмуючого опору, яке пов'язане з формою предмета і з тертям газу про його поверхню. Якщо за рахунок геометрії тіла над ним створюється потік повітря зниженого тиску, а під ним - підвищеного, то виникає підйомна сила. При достатній швидкості повітря вона може навіть перевищити вагу, тягне вниз. Виходить, що при певній формі тіла і потрібної силі вітру корови можуть ... злетіти?
Найнадійнішим способом перевірити це був би, звичайно, експеримент в аеродинамічній трубі. На щастя, сучасні методи моделювання дозволяють з'ясувати всі, не гризучи тварин. Фізик і блогер Робін Борнофф використовував для цього тривимірну CAD-модель корови і програмний пакет FloEFD, призначений для вирішення інженерних задач в області гідрогазодинаміки і теплообміну. Комп'ютер допоміг розрахувати опір і підйомну силу корови при вітрі, направленому спереду або ззаду і має швидкість від 1 до 12 за шкалою Бофорта - від слабкого подуву в 1-5 км / год до урагану в 300 км / ч (зафіксований рекорд становить близько 400 км / ч).
Робін Борнофф зазначив, що алгоритми, які використовуються для отримання розрахункової сітки і моделювання в FloEFD, були запропоновані ще в роботах радянських вчених. У 1980-х, не маючи великих обчислювальних потужностей, які були доступні вченим передових країн, в Союзі створили виключно економні методи аерогідродинамічного моделювання. Ці підходи застосовуються і сьогодні в самих різних областях, будь то будівництво, авіація транспортні. Розрахунки в FloEFD показали, що якщо вітер дме ззаду, то підйомна сила, що діє на корову, майже не збільшується зі зростанням його швидкості. Зате, якщо тварина стоїть до вітру носом, вона зростає досить помітно, і якби швидкість вітру перевищила приблизно 1200 км / год, скотина цілком могла б злетіти в небо.
Звичайно, все це тільки теорія: в реальності ураган такої сили давно забрав би корову геть, а якби ми приклеїли її до місця, вітер розірвав би нещасну тварину на шматки. Але все-таки можна уявити, як вона, укріплена екзоскелетом, бігла б все швидше і швидше, поки, набравши потрібний розгін, що не злетіла в небо, як ... надзвуковий снаряд масою 700-800 кг. Злітна швидкість цієї невдалої з точки зору аеродинаміки конструкції злегка перевищує звукову. Зате таке швидке рух створює особливо яскраві аеродинамічні ефекти: Робін Борнофф розрахував їх для швидкості в 8 Махов (близько 9800 км / ч) - тобто не для надзвуковий, а для гіперзвукової корови.
На зображенні видно область, в якій швидкість потоку, що обтікає тварина, різко падає до дозвукового рівня. Розходячись в сторони і втрачаючи енергію, цей стрибок ущільнення перетвориться в акустичні хвилі звукового бар'єру. Але гіперзвукова корова буде не тільки гуркотіти: у фронту ударної хвилі газ різко розжарюється і стискається, моментально перетворюючись в гарячу плазму. А значить, тварині буде потрібно не тільки укріплений каркас, а й ефективна термозахист. Завжди корисно провести моделювання, перш ніж приступати до експериментів.
«Особисто я вважаю, що корови відвертають морду від вітру з тієї ж причини, що і люди: так легше дихати. Зате злітати їм буде простіше, навпаки, мордою до вітру »
Стаття «Чому корови літають. Аеродинаміка великої рогатої худоби »опублікована в журналі« Популярна механіка »( №7, Грудень 2017 ).
Але чи немає в цьому поведінці додаткового сенсу?Злетіти?
