ПОСЛЕДНЕЕ
Российские ученые предложили новый способ защиты от ударов и взрывов

Российские ученые предложили новый способ защиты от ударов и взрывов

 Российские ученые предложили новый способ защиты от ударов и взрывов

© AFP 2021 / Bertrand GuayЧитать ria.ru в Исследователи Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ) установили, что можно эффективно защищать объекты от удара или взрыва смесью нанопористого порошкообразного материала и несмачивающей жидкости. Ученые выяснили, что такие смеси за миллисекунды поглощают энергию внешнего импульсного воздействия. Результаты опубликованы в журнале Journal of Colloid and Interface Science.Сотрудники НИЯУ МИФИ изучали возможности использования специальных смесей 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, т.е. не пропитывает его).Исследователи изучали свойства смесей в специальных экспериментальных камерах, которые могут служить прототипом реальных устройств, а также на уникальных экспериментальных стендах, разработанных в НИЯУ МИФИ. Они установили, что такие смеси могут эффективно поглощать энергию внешнего импульсного воздействия за миллисекунды. Ученые также выяснили, что, подбирая материалы и их количество, можно контролировать усилие на защищаемый объект.

Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.

По словам авторов, 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 (гистерезис давлений) определяет долю поглощенной такой смесью энергии. Чем больше разность, тем больше доля поглощенной энергии", – рассказал доцент Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) НИЯУ МИФИ Антон Белогорлов.

По его словам, 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.Сегодня работы по созданию устройств на предлагаемом принципе ведутся не только в России, но и в США, Франции, КНР и Японии.До сих пор поглощение импульсных воздействий осуществлялось устройствами двух видов. Во-первых, устройствами пружинного типа, которые за счет упругой деформации увеличивают время воздействия и практически не поглощают энергию. Во-вторых, гидравлическими системами, которые преобразуют энергию в тепло за счет перетекания жидкости через тонкие каналы, но не дают возможность многократного использования.

5 августа, 03:00НаукаВ России создали технологию предотвращения взрывов на шахтахКлассический 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 ученых НИЯУ МИФИ, являются перегрев и увеличение силы, действующей на защищаемый объект, при увеличении мощности воздействия. Также реализуются схемы поглощения энергии удара за счет необратимой деформации (сминания) материала при ударе. Так работают, например, ячеистые структуры в бамперах, обладающие высокой энергоемкостью.В свою очередь, смесь, которую предложили сотрудники НИЯУ МИФИ, по их словам, позволяет совместить высокую удельную энергоёмкость (до 20 Дж на грамм материала), фиксированную величину усилия на защищаемый объект, многократность использования и низкое тепловыделение.

30 августа, 09:00НаукаРоссийские ученые решили проблему разрушения бетонаСейчас ученые работают над созданием и исследованием новых материалов для смесей и определением закономерностей, позволяющих рассчитывать характеристики устройств по известным характеристикам материалов.Исследования проводились в НИЯУ МИФИ и ИНХС РАН в рамках проекта РНФ 18-13-00398 «Коллективные динамические явления в нанофлюидных системах нанопористой среды».

Источник

Похожие записи