Теория столкновений: ударная волна ведет себя не так

Команда ученых под руководством физика Роберта Берхрингера обнаружила необычное поведение ударной волны при столкновении высокоскоростного объекта с препятствием.

При попадании в мишень высокоскоростного объекта, такого как, например, пуля, ракета или метеорит, хорошо видны последствия удара, но явления, происходящие в момент прохождения объекта сквозь препятствие, зафиксировать очень трудно. Ученым впервые удалось провести сверхвысокоскоростную съемку данного явления, что дало интересные неожиданные результаты.

Исследователи выстрелили небольшим бронзовым диском в тонкий слой фотоупругого гранулированного вещества, которое меняет оптические свойства при деформации. На кадрах высокоскоростной съемки хорошо видно, как бронзовый диск теряет большую часть своей энергии – это проявляется в виде вспышек, похожих на разряды молнии.

Для ученых стало неожиданностью неравномерное распределение ударной волны в мишени. Ранее считалось, что замедление "пули" будет плавным, а любая звуковая волна будет проходить через однородный гранулированный материал равномерно во всех направлениях, как звук хлопка в ладоши распространяется в воздухе. Однако съемка показала крайне неравномерное распространение звуковой волны в мишени. Бронзовый диск теряет большую часть своей энергии в интенсивных, спорадических акустических импульсах, похожих на нити бисера в гранулированном веществе мишени.

Открытие ученых приведет к пересмотру модели воздействия высокоскоростных объектов, что имеет большое значение для баллистики, в частности для разработки защиты космических аппаратов и новых проникающих боеголовок.