В России разработали пневматическую пушку, предназначенную для тестирования материалов в условиях, аналогичных нагрузкам на электростанциях, в авиации и космосе. Установка размещена на экспериментальной станции синхротрона «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) под Новосибирском, сообщили в пресс-службе СКИФ.


По словам научного сотрудника Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН Алексея Студенникова, мировая наука активно работает над созданием конструкционных и композитных материалов с улучшенными свойствами. Однако данных о поведении таких материалов при экстремальных нагрузках пока недостаточно. Динамические эксперименты на СКИФ позволят восполнить этот пробел.

«Пушка состоит из камеры высокого давления и камеры низкого давления, разделённых металлической мембраной, а также из ствола. Компрессор создает давление до 450 атмосфер, ударник вылетает из ствола и при попадании в образец создаёт необходимые условия плоского нагружения. В этот момент высокоскоростной рентгеновский детектор фиксирует процесс ударно-волнового сжатия образца в режиме «рентгеновского кино», — пояснили в пресс-службе.

Испытания показали полную работоспособность установки. «Эксперимент прошёл на 100% успешно. Мы достигли проектной скорости, достаточной для проведения реальных исследований. Осталось только направить синхротронный пучок, и мы сможем получать результаты мирового уровня», — отметил Студенников.

Для экспериментов с пушкой также разработан сверхбыстрый импульсный рентгеновский затвор, который защищает оборудование от тепловой и радиационной нагрузки. Это особенно важно, так как процессы сжатия образца происходят за десятки микросекунд, а фиксация структурных и химических изменений требует оборудования с чувствительностью до ста наносекунд.

Затвор представляет собой миниатюрную электромагнитную пушку: рамка на катушке приводится в движение высоковольтным блоком, все элементы которого изготовлены из отечественных компонентов. После проведения экспериментов с использованием пучка синхротронного излучения учёные планируют протестировать и импульсный затвор.