"Жидкая сумка" обезвредит бомбы

Ученые из международной группы разработали контейнер, который способен защитить самолет от взрыва спрятанной в багаже бомбы. Этот контейнер содержит особую жидкость, которая способна при резком ударе превращаться в твердый материал. Если в такой контейнер прятать багаж перед погрузкой, то даже если там и есть взрывчатка, самолет не пострадает.

Фото: Фото: AP

Несмотря на то что в связи с террористическими угрозами меры безопасности в каждом аэропорту с каждым годом становятся все строже и строже, террористам все равно удается проносить взрывчатку в самолеты. И дело здесь вовсе не в их какой-то сверхизобретательности (хотя и в ней, конечно, тоже), а в том, что создать такой детектор, который распознавал бы все типы взрывчатых устройств, пока что невозможно.

Кроме того, что и говорить, летать люди любят, поэтому в аэропортах всегда скапливается масса народа. В таких условиях тщательно досмотреть каждый багаж достаточно сложно. Поэтому часто возникают ошибки, когда бомбу принимают за безобидное устройство. Впрочем, бывают и прямо противоположные ситуации.

Примером этого может служить случай, произошедший в Намибии в ноябре прошлого года. В багаже пассажира, собиравшегося лететь в Мюнхен, рентгеновский сканер обнаружил подозрительное устройство, состоящее из батареи, проводов, металлических деталей и часов. Правда, при более тщательном досмотре никаких взрывчатых веществ не обнаружили. Тем не менее, этот случай еще раз напомнил о том, что и людям, и приборам, увы, иногда свойственно ошибаться. А в случае с взрывчаткой такая ошибка, как вы понимаете, может привести к весьма роковым последствиям.

Исходя из этого, многие представители авиакомпаний задумались — а может быть, сами меры предосторожности оказываются неправильными? Может быть, следует не тщательно обыскивать багаж ради исключения попадания бомбы в самолет, а сделать так, чтобы она, если ее не смогли разглядеть при досмотре, попав в самолет, не могла бы ни при каких условиях взорваться? Этой идеей они поделились с международной группой ученых, которые, подумав, разработали интересный защитный контейнер, пригодный для любого типа багажа.

Следует заметить, что подобные взрывозащитные контейнеры уже используются при перевозке различного багажа. Однако они громоздки, тяжелы и дороги, поскольку изготовливаются на основе кевлара или его аналогов. Предложенный же учеными вариант такого контейнера представляет собой чехол с эластичным и полым внутри покрытием, содержащим так называемую неньютоновскую жидкость. Из-за этого изобретение сразу же окрестили "жидкой сумкой".

Что же такое неньютоновская жидкость? В обычной жидкости, которая является однородной (например, дистиллированная вода), вязкость зависит только от ее же собственной природы и температуры, но совсем не зависит от градиента скорости. Грубо говоря, пока она течет при стабильной температуре и в отсутствии других внешних воздействий, ее вязкость не меняется. Такую жидкость называют ньютоновской.

Фото: AP

Однако если жидкость состоит из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры, то есть, является неоднородной, то тогда все наоборот — ее вязкостьоченьдажезависитотградиента скорости. Такие жидкости-тои называются неньютоновскими. К ним относятся растворы многих полимеров (например, крахмала в воде), структурированные дисперсные системы (суспензии и эмульсии), а также обыкновенная жидкая грязь. Подобную жидкость ученые и предложили залить в пустоты покрытия взрывозащитного контейнера.

Следует заметить, что из-за особенностей своей структуры в нормальных условиях частицы в неньютоновских жидкостях отталкиваются друг от друга незначительно. Однако после резкого воздействия (например, ускорения, которое сообщит жидкости взрыв) появляется дополнительная энергия, которая оказывается больше силы отталкивания, в результате чего частицы объединяются в структуры, называемые гидрокластерами.

Но поскольку более крупный гидрокластер не может активно передвигаться (поскольку он тяжелый и массивный), то он, конечно же, будет сталкиваться с другими такими же гидрокластерами. В результате этого жидкость загустевает и превращается в студень. Но при этом сама энергия, сообщившая ускорение, оказывается как бы запертой в структуре гидрокластеров. Проще говоря, само образование этой гидрокластерной структуры полностью гасит взрывную волну до того, как она становится способной прорвать покрытия контейнера.

Экспериментируя с разными типами жидкостей, ученые открыли множество интересных вариантов ее поведения при различных воздействиях. Так например, подбирая оптимальную смесь различных компонентов, им удалось создать субстанцию, которая при мощном быстром ударе будет превращаться в твердый материал, а при несильном броске — в аналог упругого мячика. Это поможет взрывозащитному контейнеру не сработать "вхолостую" — например, при ударе о стенку багажного отсека или при бросании его на землю в процессе транспортировки. А через некоторое время "мячик" сможет вновь вернуться в свое исходное жидкое состояние.

Следует также отметить, что данное свойство неньютоновских жидкостей вдохновляет многих физиков и изобретателей, которые каждый год преподносят новые разработки в области "жидкой брони". Так, летом прошлого года британские исследователи представили жидкую броню, представляющую собой жилет, под наружным покрытием которого в пустотах также находится неньютоновская жидкость. Эта броня, которая намного легче и дешевле современной, изготовлена на основе кевлара и керамики.

Правда, пока у таких бронежилетов есть особенность: они отлично защищают от высокоскоростных пуль и осколков, однако не препятствуют другим атакам, например, удару ножом. Так что, скорее всего, эти бронежилеты в том виде, в котором их задумали, применяться все-таки не будут. Однако идея оказалась весьма плодотворной, и теперь данная группа изобретателей работает над защитным покрытием автомашин, функционирующим по тому же принципу.

Итак, новый вариант взрывозащитного контейнера уже создан. Сейчас проводятся испытания, которые покажут, действительно ли он сможет защитить самолет от взрыва бомбы. И если их результаты будут успешны, то теракты в самолетах станут достоянием истории…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"