Ученые раскрыли секреты высокоскоростного удара по льду: соленый лед оказывает меньшее сопротивление
06.11.2025
Российским ученым удалось детально изучить и сравнить, как сверхскоростные объекты проникают в пресный и соленый лед. В ходе экспериментов, имеющих ключевое значение для освоения Арктики и повышения безопасности, исследователи выяснили, что соленый лед ведет себя иначе, чем пресный, и оказывает меньшее сопротивление удару.
Эксперименты проводились с помощью уникального аналогового оптико-рентгеновского комплекса, который позволяет буквально "заглянуть внутрь" процесса, недоступного для обычных камер. Специальные ударники разгонялись до скорости 1000 метров в секунду — это почти в три раза быстрее звука — и поражали ледяные блоки. Ученые использовали как обычный пресный лед, так и соленый, который был изготовлен в лабораторных условиях по специальной рецептуре для имитации природных условий.
Этот высокотехнологичный подход позволил не просто снять момент удара, но и проанализировать движение снаряда внутри ледяной глыбы, измерить силу сопротивления и даже изучить форму полости (каверны), которая образуется за ударником.
Главные открытия исследования заключаются в следующем. Во-первых, была измерена динамическая твердость льда. Оказалось, что с понижением температуры лед закономерно становится прочнее, однако пресный лед при низких температурах оказывается значительно прочнее соленого. Это означает, что соленый лед в целом легче разрушить при высокоскоростном воздействии.
Во-вторых, ученые обнаружили разницу в размерах образуемой полости. Каверна в соленом льду оказалась в среднем на 20% шире, чем в пресном, что наглядно демонстрирует разницу в их реакции на удар. При этом, что удивительно, размеры этой полости практически не зависели от температуры льда в рамках проведенных опытов.
Эти фундаментальные знания имеют огромное практическое значение. Понимание механизмов высокоскоростного взаимодействия со льдом критически важно для решения широкого круга задач: от проектирования безопасных ледовых переправ и защиты самолетов от ледовых частиц до разработки технологий борьбы с ледовыми заторами на реках. Особую актуальность эти исследования приобретают в свете активного развития России в Арктике, где лед является основной средой и вызовом одновременно.
Работа, выполненная при поддержке Российского научного фонда, не только дает ответы на прикладные вопросы, но и совершенствует уникальные экспериментальные методы, позволяющие изучать экстремальные процессы, скрытые от глаз.
Исследование опубликовано в журнале "Проблемы прочности и пластичности".
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
Источник: Поиск
Эксперименты проводились с помощью уникального аналогового оптико-рентгеновского комплекса, который позволяет буквально "заглянуть внутрь" процесса, недоступного для обычных камер. Специальные ударники разгонялись до скорости 1000 метров в секунду — это почти в три раза быстрее звука — и поражали ледяные блоки. Ученые использовали как обычный пресный лед, так и соленый, который был изготовлен в лабораторных условиях по специальной рецептуре для имитации природных условий.
Этот высокотехнологичный подход позволил не просто снять момент удара, но и проанализировать движение снаряда внутри ледяной глыбы, измерить силу сопротивления и даже изучить форму полости (каверны), которая образуется за ударником.
Главные открытия исследования заключаются в следующем. Во-первых, была измерена динамическая твердость льда. Оказалось, что с понижением температуры лед закономерно становится прочнее, однако пресный лед при низких температурах оказывается значительно прочнее соленого. Это означает, что соленый лед в целом легче разрушить при высокоскоростном воздействии.
Во-вторых, ученые обнаружили разницу в размерах образуемой полости. Каверна в соленом льду оказалась в среднем на 20% шире, чем в пресном, что наглядно демонстрирует разницу в их реакции на удар. При этом, что удивительно, размеры этой полости практически не зависели от температуры льда в рамках проведенных опытов.
Эти фундаментальные знания имеют огромное практическое значение. Понимание механизмов высокоскоростного взаимодействия со льдом критически важно для решения широкого круга задач: от проектирования безопасных ледовых переправ и защиты самолетов от ледовых частиц до разработки технологий борьбы с ледовыми заторами на реках. Особую актуальность эти исследования приобретают в свете активного развития России в Арктике, где лед является основной средой и вызовом одновременно.
Работа, выполненная при поддержке Российского научного фонда, не только дает ответы на прикладные вопросы, но и совершенствует уникальные экспериментальные методы, позволяющие изучать экстремальные процессы, скрытые от глаз.
Исследование опубликовано в журнале "Проблемы прочности и пластичности".
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
Источник: Поиск