Для авиации и космоса: на СКИФе испытали установку, имитирующую экстремальные нагрузки
На станции «Быстропротекающие процессы» синхротрона СКИФ успешно завершены испытания специальной пневматической пушки, предназначенной для исследования материалов в экстремальных условиях. Этот этап стал важным шагом в подготовке к полноценным экспериментам на строящемся ускорительном комплексе.
Установка, созданная для моделирования мощных ударных воздействий, позволит ученым изучать, как различные материалы, включая современные композиты, ведут себя под нагрузками, возникающими, например, при столкновениях космических аппаратов, в турбинах авиадвигателей или в нештатных ситуациях на критических объектах энергетики. Полученные данные необходимы для разработки более надежных конструкций и проверки теоретических моделей.


Пневматическая пушка была изготовлена производственной компанией «Дефорт» из Санкт-Петербурга по проекту конструкторов из ядерного центра ВНИИТФ в Снежинске. Ее основные параметры: калибр — 50 миллиметров; длина ствола — 6 метров; скорость ударника на выходе — до 2 километров в секунду. Установка состоит из камер высокого и низкого давления, разделенных металлической мембраной, и ствола. В ходе работы компрессор нагнетает давление до 450 атмосфер. После разрыва мембраны ударник выталкивается из ствола, поражает образец и создает в нем плоскую ударную волну. В этот критический момент высокоскоростной рентгеновский детектор фиксирует процесс сжатия и деформации материала с микросекундным разрешением.
Как пояснили в пресс-службе ЦКП "Скиф", особенность экспериментов на синхротроне заключается в необходимости точно синхронизировать момент удара с включением мощного пучка рентгеновского излучения для «просвечивания» образца. Однако рассчитать время вылета ударника с необходимой точностью (до микросекунд) невозможно. Для решения этой задачи ученые ИГиЛ СО РАН разработали и изготовили управляемый импульсный затвор. Его функция — в строго заданный момент открыть окно для пучка синхротронного излучения, чтобы защитить чувствительную регистрирующую аппаратуру от постоянной тепловой и радиационной нагрузки. Принцип работы затвора основан на электромагнитном ускорении специальной рамки, которая раскрывает апертуру для пучка всего за 10 микросекунд. Рамка разгоняется с ускорением до 100 000 g, а после срабатывания тормозится магнитной ловушкой. Важно, что как сам затвор, так и высоковольтный блок управления собраны полностью из отечественных компонентов.






