Този нов материал може напълно да промени това, което ще се случи при катастрофа с колата ви

Изследователи от Държавния университет на Северна Каролина са разработили композитна метална пяна, която би могла да подобри начина, по който превозните средства абсорбират енергията при челни сблъсъци с висока скорост. Компютърните симулации са показали, че предните греди, изпълнени с този материал намаляват силите при сблъсък и показателите, свързани с нараняванията, в сравнение с конвенционалните конструкции със същото тегло и дължина.

Новият материал се състои от хиляди кухи сфери от неръждаема стомана, вградени в матрица от неръждаема стомана. Когато се постави вътре в алуминиева предна носеща греда, конструкцията е проектирана така, че да се деформира постепенно при удар, вместо да се огъне внезапно в една точка.

Симулациите са сравнили греда, пълна с новата „стоманена“ пяна с два конвенционални дизайна: правоъгълна стоманена греда, базирана на конструкция за камион и алуминиева греда с двойна осмоъгълна форма, използвана в съвременен седан. При скорост от 90 км/с композитната греда, пълна с метална пяна е намалила пиковото забавяне и пиковата сила с около 38% в сравнение с двойно-осмоъгълния модел. Показателите, свързани с общата тежест на сблъсъка и риска от травми на главата са били намалени с около 45%.

Разликите дори са по-големи в сравнение с правоъгълната стоманена греда. При същата скорост тази конструкция е достигнала пълно уплътняване и е упражнила значителна крайна сила, докато гредата, пълна с пяна намали съответните показатели с около 84%. Симулираният показател за тежестта на произшествието е бил приблизително 16 пъти по-нисък, а критерият за травма на главата (HIC) – около 6 пъти по-нисък. Изследователите установиха също, че конструкциите, пълни с пяна могат да издържат на по-високи скорости на удара, преди да достигнат критичните прагове за нараняване. Една от конструкциите премина прага на тежестта при 100 км/ч и прага на HIC при 123 км/ч, което е приблизително с 34% и 40% по-високо от сравнимата двойно-осмоъгълната греда.

Резултатите имат едно важно ограничение: не е провеждан реален краш тест с автомобил, при който да е използван този материал. Проучването се основава на компютърни симулации и не моделира предпазни колани, въздушни възглавници или манекени за краш тестове. Авторите посочват, че целта на изследването е да се сравнят конструкциите на предните греди, а не да се възпроизведе официален тест за безопасност на превозното средство.

Учените заявиха, че материалът потенциално би позволил на автомобилните производители да скъсят предните греди, като същевременно запазят или подобрят защитата при сблъсък, което би могло да намали теглото на автомобила и да подобри ефективността. Екипът проучва също така приложения в електрическите автомобили, включително защита на батериите, където термичната устойчивост и пожароустойчивостта на материала биха могли да осигурят допълнителни предимства.