Российские учёные нашли новый способ поглощения импульсных воздействий. Как это работает?

Среда, 20 октября 2021 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

20.10.2021, 15:16 Учёные из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ выяснили, как можно защищать объекты от удара или взрыва смесью нанопористого порошкообразного материала и несмачивающей жидкости.

Уникальная смесь за миллисекунды поглощает энергию внешнего импульсного воздействия

Как сообщает РИА Новости, сотрудники НИЯУ МИФИ разработали специальные смеси для защиты объектов от высокоэнергетического импульсного воздействия — удара или взрыва. В эти смеси входят нанопористый порошкообразный материал и жидкость, которая не проникает в поры при нормальных условиях, не смачивает материал и не пропитывает его. Их свойства изучены в специальных экспериментальных камерах, которые могут служить прототипом реальных устройств, а также на экспериментальных стендах.

Подбирая материалы и их количество, можно контролировать усилие на защищаемый объект. По словам учёных, их идея заключается в использовании явления заполнения пористых материалов несмачивающими жидкостями, которое возможно только при давлении выше атмосферного. Важно и то, что жидкость может вытекать из пор материала при уменьшении давления. Разность между давлениями, при которых жидкость затекает в поры и вытекает из них, определяет долю поглощенной такой смесью энергии.

Чем больше разность, тем больше доля поглощенной энергии. Нагрев таких смесей в процессе заполнения-вытекания жидкости составляет лишь проценты от поглощенной энергии, и устройство, основанное на изучаемом принципе, практически не нагревается в процессе работы. До сих пор поглощение импульсных воздействий осуществлялось устройствами двух видов: пружинного типа, которые за счет упругой деформации увеличивают время воздействия и практически не поглощают энергию; и гидравлическими системами, которые преобразуют энергию в тепло за счёт перетекания жидкости через тонкие каналы, но не дают возможность многократного использования.

Классический пример устройства, в котором реализована комбинация пружинного и гидравлического принципов, это автомобильный амортизатор. В нем происходит и диссипация энергии, и возврат устройства в исходное состояние. Основными недостатками классических систем, по словам учёных НИЯУ МИФИ, являются перегрев и увеличение силы, действующей на защищаемый объект, при увеличении мощности воздействия.

Также реализуются схемы поглощения энергии удара за счёт необратимой деформации (сминания) материала при ударе. Так работают, например, ячеистые структуры в бамперах, обладающие высокой энергоёмкостью. В свою очередь, смесь, которую предложили сотрудники НИЯУ МИФИ, позволяет совместить высокую удельную энергоёмкость (до 20 джоулей на грамм материала), фиксированную величину усилия на защищаемый объект, многократность использования и низкое тепловыделение.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 292
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003