Schnellster Fisch möglich

Ich versuche, den schnellsten pelagischen Fisch zu entwerfen, der mechanisch möglich ist. Der schnellste echte Fisch kann bis zu 80 Meilen pro Stunde schwimmen. Welches Körperdesign würde es einem Fisch ermöglichen, deutlich schneller als 80 Meilen pro Stunde zu schwimmen? Wie groß wird es sein? Was für Fisch? Wie würden die Flossen aussehen?

Ich möchte, dass der Fisch so schnell wie möglich schwimmen kann, vorzugsweise mindestens 150 Meilen pro Stunde.

ES KANN KEINE SUPERKAVITIERENDE RAKETE SEIN, AUF DER EIN FISCH GEMALT IST.

Alle evolutionären und metabolischen Einschränkungen werden berücksichtigt.

Als Referenz braucht man einen superkavitierenden Torpedo, um 230 Meilen pro Stunde zu fliegen, und diese fliegen im Grunde genommen durch eine Luftblase im Wasser. Das entspricht einem Druck von 991 psi für ein kugelförmiges Objekt mit einem Zoll Durchmesser. Es würde also mit ziemlicher Sicherheit eine Nase brauchen, die noch schärfer und schmaler ist als der Kopf eines Schwertfischs oder ein tragflügelartiger Kopf. Und wenn es etwas trifft, werden beide Dinge ausgelöscht. Dann gibt es Trümmer im Wasser. Ich bin mir nicht sicher, wie es navigieren würde, da es so weit vorausschauen müsste, um zu steuern, wenn es überhaupt steuern könnte.
Das derzeitige Spitzensaatgut für Fische ist eine harte Grenze der Natur. Thunfische und Blue Merlins werden ernsthaft verletzt, wenn sie diese Geschwindigkeit erreichen, und die Kavitation hindert sie daran, schneller zu werden.
Gehe davon aus, dass alle anderen Probleme gelöst sind, mich interessiert nur die mechanische Funktion.
Sie hätten wahrscheinlich einen gepanzerten Kopf und etwas, um zu verhindern, dass die Flossen und Schuppen abreißen, und einen Mechanismus, um die Wärme durch den Reibungswiderstand des Wassers zu reduzieren. Ich bin mir nicht sicher, ob das Wasser die Reibungswärme abführen könnte. Es könnte über der Kavitation kochen. Ganz zu schweigen davon, wie man tatsächlich so schnell durch das Wasser schiebt. Ich stelle mir vor, dass jeder Schwanz, der sich von einer Seite zur anderen bewegt, abgerissen würde. Als Tintenfisch hätte man da fast mehr Glück.
Wie schnell kann ein Fisch dann physisch gehen und wie würde dieser theoretische Fisch aussehen?
Der schnellste nicht kavitierende Torpedo ist 86mph.
Die Natur ist ziemlich effizient, wenn sie etwas entwirft. Ingenieure schauen oft auf die Natur und nicht umgekehrt. Die Fische, die Sie gesehen haben, nähern sich wahrscheinlich bereits der Höchstgeschwindigkeit. Ich denke, alles, was Sie tun können, ist, sie in Schuppen und Muskeln fast magisch zu stärken (Kohlenstoff-Nanoröhren vielleicht?) Und das als das Schnellste zu präsentieren.
Diese Frage, wie sie jetzt ist, ist schlecht formuliert. Wenn Sie alle evolutionären und metabolischen Beschränkungen entfernen, bleibt Ihnen die einzige harte Begrenzung der Geschwindigkeit in der Natur: c.
Ich denke, wir können die Oszillation des Heckschwungs berechnen und dann alle Koeffizienten wie Luftwiderstand, Kavitation, Dichte, wellenförmige Bewegung usw. berücksichtigen. Verdammt, ich bin ein Pescetarier, kein Fischexperte; D
Wenn die 80-mph-Zahl für Segelfische gilt, dann legen neuere Studien nahe, dass sie nicht mehr als etwa 22 mph fahren. ( academic.oup.com/icb/article/55/4/719/634534 ) Es gibt eine andere Studie, die die Höchstgeschwindigkeit auf 33 mph schätzt ( bio.biologists.org/content/5/10/1415#xref-ref-21- 1 ), aber das ist durch die Analyse der Anatomie. Sie haben diese Geschwindigkeit nie beobachtet.
Als Obergrenze für die Unterwassergeschwindigkeit (ohne auf Dinge wie Superkavitation einzugehen) sollten Sie bedenken, dass das schnellste Atom-U-Boot 51 mph (82 km/h) erreichen konnte und ernsthafte Probleme über 40 mph (64 km/h) hatte thedrive.com/ the-war-zone/26475/…
@Daron Ich habe über den schwarzen Marlin gesprochen.
@Praarcturus Okay, ich habe diese beiden Papiere auf Black Marlin überprüft. Einer von ihnen erwähnt den schwarzen Marlin, aber keiner schätzt seine Höchstgeschwindigkeit. Allerdings handelt es sich um eine ähnliche Fischart, daher wäre ich nicht überrascht, wenn die frühen Schätzungen (die für beide Fische gleich sind) für den Schwarzen Marlin so weit entfernt wären wie die für Segelfische.

Antworten (1)

Superkavitierende Rakete mit seitlich aufgemaltem Fisch.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Karosseriedesign: Schlanker Metallzylinder mit Feststoffraketenmotor hinten und Benzinpumpe vorne. Die Pumpe stößt eine Gasblase aus, durch die sich der Fisch bewegt. Dies verhindert Kavitationsschäden.

Flossen: Zwei stabilisierende Flossen am Rücken.

Höchstgeschwindigkeit: 230 km/h

Alle evolutionären und metabolischen Einschränkungen: Berücksichtigt

Sarkasmus beiseite, es ist nicht offensichtlich, nach welcher Art von Antwort Sie suchen. Es gibt mehrere Kommentare, die darauf hinweisen, wie Objekte, die sich schnell durch Wasser bewegen, Kavitationsschäden erleiden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kavitation ist, wenn die Flüssigkeit aufgewühlt wird, so dass sich kleine Niederdruckblasen bilden. Die Blasen kollabieren dann und beschädigen alles, was sich in der Nähe befindet. Es gibt ein bekanntes Raubtier , das auf diese Weise jagt. Siehe auch die sexy Version .

Wenn Kavitation Löcher in einen glatten Metallpropeller reißen kann, stellen Sie sich vor, was sie einem lebenden Tier antun kann!

Die Frage ist als "harte Wissenschaft" gekennzeichnet, daher sind diese Kommentare völlig angemessen. Das Ignorieren solcher Probleme macht die Frage nicht mehr zu einer "harten Wissenschaft", und es ist unklar, wo Sie die Grenze zum Ignorieren von Problemen ziehen. In meiner Antwort habe ich das Problem "ist eigentlich eine Rakete und kein Fisch" ignoriert.

Ist es nicht seltsam, wie die Schallgeschwindigkeit als Geschwindigkeitsbarriere für Flugzeuge wirkt? Sie könnten also davon ausgehen, dass Sie, da Wasser eine viel höhere Schallgeschwindigkeit hat, viel schneller fahren könnten, bevor Sie auf eine solche Barriere stoßen. Aber ich denke, aufgrund der inkompressiblen Natur von Wasser tritt Kavitation auf, die Ihre Geschwindigkeit auf noch weniger als in Luft begrenzt. Dabei werden natürlich die größeren Kräfte ignoriert, die aufgrund der höheren Dichte auftreten, was eine weitere Einschränkung darstellt.
@DKNguyen Ich denke, es gibt eine zusätzliche Bedingung, wie "durch Druckunterschiede verursachte Geschwindigkeit kann die Schallgeschwindigkeit nicht überschreiten". Ich erinnere mich an diese Tatsache von einer Frage über ein Monster, das Teile von sich selbst in den Weltraum wirft. Klingelt Ihnen das etwas?
Mein völlig unbegründeter, handgewellter Grund, warum Kavitation in Wasser, aber nicht in Luft existiert, ist, dass Wasser verdunsten kann, Luft jedoch nicht. Wenn Sie also von diesem gasförmigen Wasser sprechen, könnte die Schallgeschwindigkeit ins Spiel kommen. Aber ich bin kein Maschinenbauingenieur. Ich weiß nichts über die Sache mit der "Geschwindigkeit durch Druckunterschiede". Erinnert mich irgendwie an die Raketengleichung, wenn ich das höre.
Klingt nach einem guten Grund, warum keine Luftkavitation auftritt. Die Druckunterschiede treten natürlich auf, weil Flugzeuge so funktionieren, aber sie erzeugen keine winzig kleinen Druckunterschiedsblasen.
@DKNguyen Ich meine, es gibt sicherlich Überschallflugzeuge, also ist die Schallgeschwindigkeit keine harte Barriere. Obwohl es ein hartes Hindernis für Reisen ohne Motortyp XX sein könnte.
Nun ja, aber es ist die erste abrupte Barriere.
Die Frage ist im Grunde genommen, wie schnell ein Fisch mechanisch gehen könnte. Wenn es sich nicht mit Superkavitationsgeschwindigkeiten fortbewegen kann, wie schnell könnte ein Fisch dann plausibel sein?
@Praearcturus: Das ist eine einfache Frage: Der Fisch könnte juuuuust unter die Superkavitationsgeschwindigkeit gehen.
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