Piasek zatrzyma kule lepiej niż stal
Podczas gdy piasek od dawna był stosowany do budowy umocnień wojskowych, istnieje niewiele literatury opisującej jego zdolności pochłaniania energii. Zespół inżynierów z Narodowego Uniwersytetu Singapuru postanowił zbadać wyjątkową odporność piasku na uderzenia.
Uczeni eksperymentowali poprzez wystrzał pocisków o różnych kształtach i masach, z różnymi prędkościami w stronę bloku wykonanego z piasku krzemionkowego o różnej gęstości. Wyniki pokazały, że piasek jest w stanie wchłonąć ponad 85 proc. energii wytworzonej w momencie uderzenia pocisku poruszającego się z dużą prędkością. Co więcej, opór stawiany przez piasek wzrasta wraz z prędkością, którą pocisk porusza się przez całą trasę.
Podczas gdy cięższe i bardziej wydłużone pociski są bardziej skuteczne w penetracji celu ze względu na powstawanie wyższych naprężeń w punkcie styku, małe pociski dokonują niewielkiej penetracji materiału. Z kolei zdolność pochłaniania energii przez płytę stalową dramatycznie spada wraz ze wzrostem prędkości pocisku, przez co często przechodzi on przez nią na wylot. Zjawisko to znane jest jako efekt hydrodynamiczny, gdy pocisk o dużej prędkości powoduje roztopienie stali i zachowuje się ona w sposób podobny jak płyn.
Naukowcy z Singapuru przekonują, że możliwości zastosowania piasku, poza produkcją szkła, konstrukcji stalowych i rekultywacji gruntów, są i tak szerokie. Okazuje się, że ten materiał może znaleźć zastosowanie w nowoczesnych systemach obronnych.
- Stal, która jest jednym z głównych materiałów używanych do budowy systemów obronnych, mogłaby być częściowo zastąpiona piaskiem, jako opłacalnym, przyjaznym dla środowiska i lekkim materiałem. Ma on doskonałe parametry pochłaniania energii. Biorąc pod uwagę możliwość wrogich działań, piasek może być stosowany jako uzupełnienie materiałów budowlanych i schronów - powiedział Dareen Chian Siau Chen, jeden z autorów badań.
Uczeni planują dalsze badania mające na celu weryfikację potencjału piasku jako materiału absorbującego energię.
