Что происходит с грунтом при ударе снаряда или метеорита

Москва, 20:54, 17 Апр 2015, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Когда снаряд или метеорит падает на землю, поверхностный эффект очевиден, но детали того, что происходит под землей увидеть сложнее. Физики Университета Дьюка разработали методы, которые позволяют им имитировать высокоскоростные соударения с искусственным грунтом в лаборатории, а затем наблюдать, что произойдет под поверхностью крупным планом, при суперзамедленной съемке.

В своем исследовании они выяснили, что чем с большей силой снаряд воздействует на грунт, тем прочнее становится этот грунт. Это помогает объяснить, почему не увенчались успехом попытки сделать снаряды, глубоко проникающие в грунт, если просто посылать их в него с большой силой и скоростью. Снаряды, на самом деле, испытывают большее сопротивление и останавливаются раньше, если скорость и сила удара увеличиваются.

Финансируемое «Агентством по сокращению военной угрозы» исследование может, в конечном счете, привести к улучшению конструкции снарядов и ракет, предназначенных для уничтожения глубоко залегающих в грунте целей, таких, как бункеры.

Моделируя снаряд или метеор, врезающийся в грунт или песок, исследователи роняли металлический снаряд с закругленным наконечником с двухметровой высоты в яму, заполненную бисером. При столкновении кинетическая энергия снаряда передается на бусинки и рассеивается.

Каждый удар был слишком быстрым, чтобы увидеть его невооруженным глазом, поэтому они записали его с помощью высокоскоростной видеокамеры, которая снимает до 40000 кадров в секунду. Когда они просматривали съемку в замедленном темпе, то обнаружили, что разветвленная сеть силовых цепей, возникающих в бисере, различается при разных скоростях удара.

На низких скоростях, разреженная сеть из бисера принимает на себя всю энергию и силу, сказал соавтор исследования Роберт Берингер, профессор физики. Но на более высоких скоростях, цепочки растут более обширно, что заставляет энергию удара разойтись от точки соприкосновения гораздо быстрее, чем показывали предыдущие эксперименты.

На высоких скоростях возникают новые формы расположения бисеринок, площадь их контакта растет, и это укрепляет материал.

Соавтор исследования Абрам Кларк, исследователь в области машиностроения в Йельском университете, сказал: «Представьте, что вы пытаетесь проложить ваш путь через переполненный людьми зал. Если вы попытаетесь ускориться и проложить ваш путь через комнату быстрее, чем люди могут переместиться, чтобы уйти с вашего пути, вы остановитесь в конечном итоге, создав большое давление и зацепив по дороге много злых людей».