Компьютерная физико-математическая модель описывает удар ледяного шара о тонкий лист мягкой стали. Такой металл часто применяют в высокопрочных узлах летательных аппаратов. По поведению шара можно оценить последствия столкновения обшивки с градом или другими ледяными частицами.

Исследователи проследили взаимодействие материалов на микросекундных интервалах: установили, когда появляются первые очаги разрушения, и изучили дальнейшее распространение трещин.

Расчеты показали, что при скорости около 3,6 тысячи километров в час градина проходит насквозь через миллиметровый лист мягкого железа. Несколько сложенных листов той же толщины выдерживают удар без сквозного пробития, хотя и сильно меняют форму. Лед при этом раскалывается на части, что снижает его опасность для металлической конструкции.

Инженер Томского государственного университета Максим Орлов пояснил, что результаты позволят разработчикам точнее оценивать ущерб от попадания льда. Следующий вопрос — насколько опасна пластическая деформация металла, если сквозного отверстия нет. Ученым предстоит выяснить, при каких повреждениях оболочки аппарат сохраняет работоспособность, а при каких возникает риск разгерметизации.

Авторы рассчитывают, что моделирование поможет подобрать строение обшивки, ее толщину и другие характеристики. Задача — защитить самолеты и другие летательные аппараты от града, одновременно максимально уменьшив их массу и повысив эффективность.

По словам ученых, физика разрушения льда при столкновениях пока изучена недостаточно. Поэтому оценка таких ударов требует от инженеров сложных вычислений и физико-математических моделей.

Источник: ТАСС