Материал, напоминающий металлическую пену, способен значительно уменьшить опасность фронтальных столкновений, не увеличивая при этом общий вес автомобиля. Об этом сообщает исследование, проведенное Университетом штата Северная Каролина в США и опубликованное в журнале Journal of Composites Science, информация о котором была замечена сайтом Inovação Tecnológica.
Исследователи моделировали аварии, заменив передние лонжероны — балки, расположенные за бампером и предназначенные для поглощения удара — на алюминиевые трубы с металлическим порошковым сердечником. При столкновении со скоростью 88 км/ч эта деталь снизила максимальное замедление, которое испытывал автомобиль, примерно на 84% по сравнению с прямоугольным стальным лонжероном, который широко используется в большинстве автомобилей.
Хотя это может показаться нелогичным, травмы при столкновении вызваны не столько силой удара, сколько скоростью остановки тела. Именно поэтому лонжероны спроектированы так, чтобы деформироваться контролируемым образом: чем медленнее происходит замедление, тем меньше ущерб наносится пассажирам.
В этом случае металлическая пена продемонстрировала лучшие результаты. Индекс повреждения головы, который оценивает вероятность тяжелой черепно-мозговой травмы, снизился примерно на 83% по сравнению с прямоугольным лонжероном и на 45% по сравнению с восьмиугольным алюминиевым дизайном с двойным сечением. На практике это означает, что автомобиль мог бы двигаться на 32% до 48% быстрее, прежде чем достичь критических пределов.
Металлическая пена, или CMF (Composite Metal Foam), изготавливается из крошечных полых стальных сфер, погруженных в металлическую матрицу. В результате получается легкий, прочный материал, отлично подходящий для поглощения сжатия. Он уже изучается для использования в бронежилетах, крыльях самолетов и пуленепробиваемых жилетах.
Профессор Афсанех Рабиеи, которая является соавтором работы вместе с Аманом Каушиком, подчеркнула, что во всех сравнениях использовались детали одинакового веса и длины. Таким образом, повышение безопасности не влечет за собой дополнительных затрат в виде расхода топлива. Она также отметила, что возможно даже сократить длину этих деталей.
Поскольку металлическая пена хорошо противостоит теплу и огню, авторы предлагают использовать ее в электромобилях, особенно в защитных конструкциях батарей. Следует помнить, что полученные результаты основаны на компьютерных моделях, а не на физических испытаниях.
Еще несколько десятилетий назад бамперы изготавливались из стали: они защищали кузов, но почти не поглощали энергию — платили за это пассажиры. Это побудило отрасль перейти на полипропилен. Теперь же металл грозит вернуться, но в иной форме.