Теги → броня

Изучение микроструктуры костей черепа поможет создать каску повышенной надёжности

Как и в другие сферы исследований, в область разработки военного снаряжения пришло компьютерное моделирование. В частности, для разработки касок для военных используются компьютерные модели черепа и мозга человека. Это позволяет предварительно оценить степень воздействия ударов на кости и головной мозг человека в зависимости от силы и направления удара и найти оптимальные средства для гашения импульса и минимизации воздействий. Вот только до сих пор все компьютерные модели предполагали, что кости черепа имеют изотропную структуру (с одинаковой во всех направлениях кристаллической структурой). Но на практике это не так.

Другие кости человека убедительно показывают, что кристаллическая структура костных тканей имеет строгую направленность по оси наиболее сильного воздействия для защиты от переломов. С костями черепа всё по-другому. В них тоже есть участки со своей ориентацией, но эти участки достаточно малы, и для грубого моделирования ими можно было пренебречь. Но что, если знание об анизотропии костей черепа поможет создать более надёжные каски для военных? Неужели можно пренебречь этой возможностью? Наконец, знание о поведении различных участков костей черепа может помочь для лечения травм головного мозга.

Именно с этими мыслями Армейская исследовательская лаборатория (ARL) и учёные Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США приступили к комплексным исследованиям микроструктуры костей черепа человека. Для исследований задействована установка высокоэнергетического рентгеновского излучения от усовершенствованного источника фотонов (APS).

Данные о строении костей черепа собираются с использованием поперечного и перпендикулярного сканирования каждого из участков костей и соединений между отдельными костями. Впоследствии массив данных будет переведён в компьютерную модель и будет доступен для проведения экспериментов по рассеиванию ударных импульсов по черепу в зависимости от силы и направления удара. Также будут проведены практические опыты с живыми костными тканями с последующим сканированием травмированных микроучастков.

На основе новых данных и новой компьютерной модели черепа учёные рассчитывают создать каски, способные ещё эффективнее гасить ударные импульсы для предотвращения переломов костей черепа и травм головного мозга.

Подсмотрено у природы: хвост омара научит делать гибкую броню и мягких роботов

Группа американских и китайских учёных опубликовала в издании Acta Materialia статью с подробным описанием исследования мембраны на внутренней стороне хвоста американского омара. Мембрана, защищающая жизненно важные органы этого ракообразного, имеет уникальные свойства. Она полупрозрачная, прочная и эластичная. Поскольку это нижняя сторона хвоста, она подвержена серьёзным испытаниям в процессе перемещения омара по каменистому дну, с чем она вполне успешно справляется без ущерба для живого организма. Материал с подобным набором свойств был бы кстати во многих областях гражданского и военного назначения, чем и привлёк к себе внимание учёных из Массачусетского технологического института и Сычуаньского университета.

ClassicStock/Alamy Stock Photo

ClassicStock/Alamy Stock Photo

Изучение мембраны омара под микроскопом показало, что её структура одновременно подобна многослойной клеевой фанере и представляет собой природный гидрогель. Иначе говоря, она на 90 % состоит из воды. Отсюда способность пропускать свет. Толщина мембраны примерно четверть миллиметра. Но это многослойная структура с тысячами слоёв, каждый из которых содержит хитиновые микронити, уложенные в одном направлении. При этом нити в каждом верхнем слое повёрнуты относительно нитей в нижнем слое строго на 36 градусов. Подобная структура не имеет уязвимых мест ни с одной из сторон.

www.sciencedirect.com

www.sciencedirect.com

Эластичность материала мембраны позволяет растягивать её примерно в два раза. При максимальном растяжении жёсткость вырастает до максимума. Если удастся создать подобную мембрану из искусственных материалов, то она хорошо подойдёт для изготовления надёжных налокотников и наколенников для защиты бойцов и любителей активного отдыха. Также в подобном материале заинтересованы робототехники. Гибким конструкциям роботов не хватает подобия кожи для надёжной защиты сочленений и конструкций.

Российские учёные улучшили прочность бронезащитных материалов

Исследователи Сибирского физико-технического института при Томском государственном университете (СФТИ ТГУ) отрапортовали о новых достижениях в разработке передовых материалов для обеспечения индивидуальной бронезащиты.

Учёные отмечают, что в условиях постоянного улучшения  наступательного оружия необходимо и совершенствование средств бронезащиты: для этого требуется повышение физико-механических свойств защитных материалов — ударной прочности, износостойкости, твёрдости и других характеристик. Однако возможности традиционно используемых методов практически исчерпаны.

Одним из наиболее эффективных современных способов получения новых лёгких материалов с заданными свойствами являются порошковые технологии. Российские специалисты, в частности, экспериментируют с металлокерамическими наноструктурированными композиционными материалами, отвечающими самым высоким современным требованиям.

ТГУ

ТГУ

Специалисты подбирают порошки определённого состава и запекают их при температуре около 2500 градусов Цельсия, используя метод самораспространяющегося температурного синтеза. В результате между наночастицами возникают устойчивые связи, которые повышают прочность материала и предотвращают его разрушение после попадания пули.

Последние разработки специалистов СФТИ позволили на 40 процентов повысить эффективность новых материалов в сравнении с традиционно используемыми сталями и сплавами. В перспективе результаты исследований должны найти применение в военной отрасли, а также в сфере создания защиты нового поколения для спецобъектов. 

В России открыли лабораторию наноброни

Фонд перспективных исследований открыл в Саратовском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) лабораторию «Материалы специального назначения». Об этом сообщил РИА Новости гендиректор фонда Андрей Григорьев.

РИА Новости / Элеонора Черная

РИА Новости / Элеонора Черная

«Цель лаборатории — создание перспективных материалов, использование технологического задела СГУ в этой области и работа над будущими разработками. Нам интересно всё, что может привести к революции. Мы ставим суперзадачи перед нашими лабораториями», — заявил Григорьев.

Присутствовавший на открытии губернатор Саратовской области В.В. Радаев отметил, что создание в СГУ совместной с Фондом перспективных исследований лаборатории стало возможным благодаря высокому потенциалу вуза и технологической базе, соответствующей статусу национального исследовательского университета: «Уникальность этой площадки в том, что она станет опытной моделью коммерциализации научно-технических разработок саратовских учёных».

sgu.ru

sgu.ru

Как известно, в последнее время СГУ успешно занимается разработкой нетканых волокнистых материалов нового поколения со сверхмалым диаметром волокон (от 50 нанометров), обладающих уникальными свойствами.

Лаборатория создана как структурное подразделение Образовательно-научного института наноструктур и биосистем СГУ с технологической площадкой на базе Инновационно-технологического центра «Перспективные материалы», расположенного на территории завода «Рефлектор». Коллектив лаборатории состоит из 27 сотрудников, включая 5 профессоров и 12 кандидатов наук.

Реализация проекта позволит в будущем разрабатывать и производить системы ультратонкой фильтрации воздуха и газов, системы ультратонкой фильтрации жидкостей, материалы для энергетических приложений, новые конструкционные композиционные материалы, включая броню на основе нановолокон кевлара и сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

По мнению Григорьева, лаборатория дает молодым ученым шанс проявить себя, решить большие научные задачи.

Основная цель деятельности Фонда перспективных исследований, созданного в 2012 году, — содействие осуществлению научных исследований и разработок в интересах обороны страны и безопасности государства.

Видео дня: обзор из кабины уворачивающегося от снарядов танка DARPA

Агентство передовых оборонных исследовательских проектов при Министерстве обороны США — DARPA — каждым своим озвученным начинанием не только всё чаще приводит в недоумение работающих над современным вооружением специалистов, но иногда выглядит нелогичным с точки зрения законов физики. Одним из последних примеров такой разработки стала бронированная машина/танк, которая должна не выдерживать попадание снаряда по её броне, а уклоняться от него всевозможными способами. Подробно о проекте под названием Ground X-Vehicle Technology (GXV-T) мы уже рассказывали в материалах нашего сайта, дополнив описание новостью с поясняющим видео о вариантах защиты танка.

Теперь инженеры DARPA, сосредоточенные на реализации многомиллионного проекта бронемашины будущего, представили общественности новый ролик, что называется, от лица тех, «кто в танке». Видео из кабины водителя GXV-T демонстрирует самые передовые технологии управления и слежения за всем происходящим снаружи вокруг военной техники. Для этого используется огромный сенсорный дисплей и самые совершенные системы навигации, которые только можно представить.

Максимально автоматизированное управление GXV-T, ключевую роль которого берёт на себя автопилот, призвано уменьшить экипаж бронемашины до двух операторов. Это поможет им сосредоточиться на мониторинге за разворачивающимся ходом сражения, предоставив все остальные манипуляции компьютеру. 

Продемонстрированные в видеоролике технические решения включают в себя системы планирования маршрута, учитывая особенности местности, что позволит водителю проложить наиболее оптимальную траекторию движения. Кроме того, на борту GXV-T найдётся место системе распознавания «свой-чужой», позволяющей при обнаружении цели идентифицировать её принадлежность к союзникам или вражеским силам.

И, как уже было сказано выше, для выполнения экипажем неотложных сторонних операций без необходимости останавливать боевое транспортное средство будет реализована система полного автопилотирования. 

Видео дня: 3D-модель DARPA-бронемобиля, уклоняющегося от снарядов

В конце прошлого месяца на 3DNews появилась новость об очередном проекте Агентства передовых оборонных исследований DARPA, целью которого значится создание абсолютно новой платформы для бронемобиля/танка будущего. Тогда учёные, занятые разработкой, описали кардинально новый подход в проектировании транспортных средств для нужд армии.

www.engadget.com

www.engadget.com

Концепт летающего армейского вездехода Хамви от DARPA

По их словам, нынешние неповоротливые и громоздкие танки просто не способны адаптироваться к условиям динамичного сражения и быстро меняющихся событий на арене боевых действий. Поэтому инженерам-конструкторам не стоит зацикливаться на толщине и материалах защитных компонентов. Необходимо осознавать и принять во внимание тот факт, что любая современная техника даже с самой прочной бронёй, которая делает бронемашину тяжёлой и маломобильной, может быть остановлена с помощью переносного комплекса для пуска управляемой ракеты.

В опубликованных материалах о разработке в рамках DARPA Ground X-Vehicle Technology (GXV-T) было указано, что новый тип бронетехники обязан иметь крайне высокий уровень уклонения и стать предельно подвижным. Это позволит экипажу не уповать на случай, когда достигший цели снаряд, выпущенный, скажем, с артиллерийского орудия или ручного противотанкового гранатомёта, не выведет из строя технику. Сама же идея подразумевала изначальную возможность избегать и предотвращать попадание благодаря высокой манёвренности и максимальных скоростных характеристик.

Данная формулировка вызвала множество споров среди читателей 3DNews, часть из которых не восприняла суть концепции, в том числе сославшись на неверную формулировку «об уклонении» при написании статьи. Но в целом по тем небольшим данным, которые были представлены DARPA, практически невозможно было понять, каким образом и как вообще видят практическую реализацию описанной выше технологии.

Теперь же DARPA, подогревая интерес к проекту, выложило в Сеть смоделированный на компьютере видеоролик, в котором инновационный GXV-T-бронетранспортёр (танк) ловко уклоняется от выстрелов сразу несколькими способами. Среди них есть как моментальное маневрирование и поднятие защитного листа в заранее рассчитанном системой месте попадания снаряда, так и внезапное ускорение после автоматической идентификации приближающегося снаряда от РПГ. 

Что касается сроков реализации поистине футуристического замысла инженеров DARPA, то для этого у них есть как минимум 24 месяца до презентации первого прототипа. Получится ли воплотить нечто, хотя бы отдалённо схожее на компьютерную модель с характерной манёвренностью и превышающей в два раза скорость существующих бронемобилей, предположить весьма трудно. 

DARPA хочет создать портативные прозрачные бронированные стены

За последние годы американское Агентство передовых оборонных исследовательских проектов DARPA уже инициировало ряд необычных проектов: от ракет с расплавленным металлическим заполнением вплоть до способных летать подводных лодок. Очередной проект ставит своей целью создание портативного цилиндра, который мог бы разворачиваться в заградительную стену.

«Эти развёртывающиеся системы, как ожидается, будут иметь много возможных применений: от блокирования доступа к запасам боеприпасов до создания временных зданий для пострадавших от стихийных бедствий», — говорят разработчики. Подобная идея уже присутствует в научной фантастике, но DARPA желает воплотить её в реальной жизни.

В описании проекта Block Access to Deny Entry (BlockADE) говорится о необходимости найти способ создания заграждения без вмешательства человека: должно быть достаточно нажать кнопку или потянуть за шнур, чтобы приспособление на порядок увеличилось в размере. Также барьер должен быть устойчив к разрушению пилой или другим ручным инструментом. А ещё лучше, как отмечает DARPA, если эта стена сможет выдерживать попадание пуль, снарядов и ракет, будет прозрачной и может быть при необходимости снова сложена. Последнее описание уж очень напоминает индивидуальные защитные системы бойца из культовой игры Halo.

«Лучшая игрушка во вселенной» ищет себе имя

Инженер по имени Джейми Манцель (Jaimie Mantzel) изобрел игрушку, которую он называет «лучшей во вселенной». Игрушка действительно получилась неплохой, это шестиногий робот с поддержкой дистанционного управления. Он умеет стрелять тремя различными типами боеприпасов, которые срывают броню у оппонента — такого же игрушечного робота, участвующего в поединке.


Робот


На данный момент у робота еще нет названия, однако продукт уже готовится к запуску в серийное производство компанией Wow! Stuff, и по этому поводу изготовитель уже объявил конкурс на лучшее имя для игрушки. Помимо имени, которое появится на всех таких роботах, призом станет экземпляр самой машинки. Безымянный робот оборудуется съемными огневыми единицами, которые стреляют пенопластовыми ракетами, дисками или шариками для пинг-понга. Чем дольше владелец робота удерживает кнопку запуска нажатой, тем дальше улетает снаряд. На корпус робота надеваются «бронированные» (на самом деле пластиковые) пластины, которые отлетают при попадании снаряда.



Сейчас автор готов продемонстрировать лишь несколько прототипов, серийная версия будет иметь несколько отличий в лучшую сторону. В частности, электромоторы пока работают слишком шумно, игрушка в продаже станет несколько тише. Кроме того, в перспективе автор собирается добавить в комплект «умные» компоненты, которые будут подсвечиваться при попадании, а после трех попаданий робот станет отключаться.

Материалы по теме:

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Видео: безуспешные попытки подготовить человечество к нависшей угрозе в сюжетном трейлере ELEX II 9 мин.
SpongeBob SquarePants: The Cosmic Shake предложит отправиться в миры грёз, чтобы спасти вселенную 28 мин.
PayPal запустила транзакции с криптовалютами в Великобритании — прежде они были доступны только в США 34 мин.
THQ Nordic анонсировала Jagged Alliance 3 — за разработку отвечают создатели Surviving Mars 2 ч.
Культовый экшен Outcast получит полноценное продолжение спустя более чем 20 лет после релиза 2 ч.
Ремейк Destroy All Humans! 2 выйдет в 2022 году только на ПК и консолях нового поколения 2 ч.
Google добавил функцию защиты конфиденциальности из Android 11 в старые версии ОС 2 ч.
Видео: пустынные красоты мира и «яичные» апгрейды в новом ролике Sable 2 ч.
Каждая транзакция биткоинов генерирует такой же объём электронных отходов, как два iPhone 2 ч.
Square Enix убрала Denuvo из Life is Strange: True Colors спустя всего четыре дня после запуска 3 ч.