Ударная вязкость песка оказалась выше стальной

Для укрепления военных объектов в разное время применялись различные материалы. Так, в период Наполеоновских войн роль дополнительной «брони» орудийных батарей выполняли плетеные корзины с землей, в XX веке с этой целью использовались мешки с песком. Они позволяли эффективно задерживать пули и снаряды противника. Песчаные фортификации используются в настоящее время, например силами НАТО, при этом основным материалом самих орудий служит сталь.

Несмотря на длительную историю, ударная вязкость песка, а также механизм задерживания песком снарядов изучены недостаточно. Чтобы восполнить пробел, ученые провели серию экспериментов, в которых моделировали ситуацию, когда в блок с кварцевым песком (наиболее распространенным сортом песка) выпускались снаряды разной формы и массы. Скорость выстрелов в ходе экспериментов была сопоставима с показателем, который достигается в естественных боевых условиях.

Результаты показали, что песок может поглощать более 85 процентов кинетической энергии, причем вязкость песка возрастает при увеличении скорости снаряда. В свою очередь, стальные пластины изначально обладают меньшим показателем вязкости, который снижается с увеличением скорости снаряда. По мнению авторов, песок лучше справляется с задачей из-за структуры: песчинки создают чрезвычайную силу трения, которая не только задерживает, но и разрушает снаряд.

Ученые отмечают, что полученные данные могут расширить области применения песка — сейчас он широко применяется в стекольной, строительной и геологической сферах. Так, за счет высокой вязкости песок может использоваться для укрепления любых объектов, в том числе в сочетании со сталью. Следующим шагом исследований станут крупномасштабные эксперименты, в которых песок будет совмещаться с другими материалами в различных ситуациях.