08.07.2020
Сергей Васильев
3 917

Фракталы помогут создать более надежную и легкую броню

5.3

Пластиковые кубики-фракталы, содержащие множество внутренних полостей разного масштаба, рассеивают ударную энергию в разы эффективнее, чем такие же цельные мишени.

Фрактальные кубы рассеивают ударную энергию тем эффективнее, чем более микроскопические структуры в них созданы / ©LANL

Реакция материала на удар во многом определяется его микроструктурой. Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) показали, что фрактальные структуры способны поглощать и рассеивать ударную энергию особенно эффективно. В будущем они могут стать основой нового поколения легкой брони, шлемов и другого защитного снаряжения.

При создании противоударных материалов часто используют способности внутренних полостей рассеивать энергию; пористые и ячеистые структуры применяют наравне со слоистыми. Авторы новой работы нашли способ реализовать такой подход сразу на нескольких уровнях: структуры, распечатанные ими с помощью 3D-принтера, имели форму фрактального куба, повторяясь на все уменьшающемся масштабе.

Статья Даны Даттельбаум (Dana Dattelbaum) и ее коллег из LANL готовится к публикации в журнале AIP Advances; коротко об их работе рассказывается в Los Alamos Reporter. Во время лабораторных тестов такие структуры испытывали воздействие снаряда, летевшего на скорости более 1000 км/ч, показав, что они способны рассеивать энергию удара впятеро лучше аналогичных кубов, но без полостей.

Кроме того, чем более микроскопического уровня достигали фрактальные структуры материала, тем эффективнее он себя демонстрировал. «Цель такой работы — в том, чтобы контролировать волновые процессы, создаваемые ударной волной», — говорит Даттельбаум. Поэтому теперь авторы планируют провести более точные расчеты оптимальной геометрии «фрактальной брони», а также найти методы, позволяющие распечатывать их с нужной аккуратностью.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

Позавчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: