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

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.
Источник

ну если чё получилось то найс же

осталось уточнить насчёт стоимость-технологичность-износостойкость системы
но вообще любой результат - результат

P.S.: ссылка для тех кому интересно https://www.rscf.ru/project/18-13-00398/, хотя те кому интересно умеют гуглить... хмм...

похоже сначала найдет применение в военной сфере

presents писал(а):

похоже сначала найдет применение в военной сфере

Стандарт, откатать на военщине. Там и риски мягче

Очередной прарыф!

Разработки это хорошо. И когда мы только их увидим ?! :задумался:

Вижу рекламу лет так черз энное! Гада Фиеста - с непробиваемым кузовом, стоимость 35.000.000 кредитов или 39% Путинского!

Max_Alekseyev писал(а):

Стандарт, откатать на военщине. Там и риски мягче

Неее... МИФИ же

Ядерная и космическая электроника, я ж там оба диплома получал. Не удивлюсь, если это на случай жёсткой посадки на Луну/Марс, тем более что на днях завершена разработка нового лунного аппарата и начинается его сборка, следующим летом вроде как запуск

Устройство, поглощающее энергию, и при этом не нагревающееся, не претерпевающее каких-либо других изменений, нарушает закон сохранения энергии.

Поздравляю коллектив МИФИ!

P.S. Помимо кафедры теологии, стоит открыть кафедру алхимии - это откроет дорогу новым чудесным наноустройствам.

tombang писал(а):

Устройство, поглощающее энергию, и при этом не нагревающееся, не претерпевающее каких-либо других изменений

Это вы сами придумали?
В статье написано только про нагрев. Остальное за кадром.

savsoft писал(а):

tombang писал(а):

Устройство, поглощающее энергию, и при этом не нагревающееся, не претерпевающее каких-либо других изменений

Это вы сами придумали?
В статье написано только про нагрев. Остальное за кадром.

"Многократное использование" предполагает, что устройство возвращается в исходное состояние. По описанию, оно работает, как амортизатор, но не нагревается.

tombang писал(а):

savsoft писал(а):

tombang писал(а):

Устройство, поглощающее энергию, и при этом не нагревающееся, не претерпевающее каких-либо других изменений

Это вы сами придумали?
В статье написано только про нагрев. Остальное за кадром.

"Многократное использование" предполагает, что устройство возвращается в исходное состояние. По описанию, оно работает, как амортизатор, но не нагревается.

И что? Вы утверждали, что если не нагревается, то нарушается закон сохранения энергии. Я же обратил ваше внимание, что в статье говорится только об нагревании, все остальное за кадром. Может энергия вместо нагрева идет на что-либо другое?

Или вы считаете, что возврат в исходное состояние невозможен без нагрева?

savsoft писал(а):

И что? Вы утверждали, что если не нагревается, то нарушается закон сохранения энергии. Я же обратил ваше внимание, что в статье говорится только об нагревании, все остальное за кадром. Может энергия вместо нагрева идет на что-либо другое?

Или вы считаете, что возврат в исходное состояние невозможен без нагрева?

Возможен, если энергия куда-то отводится. Через излучение (но тогда оно должно быть горячим, т.е. всё-таки нагреваться), вибрацию/звуковые волны (но тогда оно должно быть очень шумным, что, в принципе, возможно, но авторы об этом не упоминали) и т.д. Можно придумать способы. Но о каком-либо отводе энергии от устройства в статье ни слова. Если устройство только поглощает энергию, возвращаясь в исходное состояние, то оно нарушает закон сохранения энергии.
При многократном использовании (возврате в исходное состояние) "низкое тепловыделение" - это именно то тепловыделение, которое соответствует поглощённой энергии.