КИНГСТОН, Род-Айленд, 7 августа 2000 г. Высокоскоростная камера Аруна Шукла, способная делать снимки со скоростью 200 миллионов кадров в секунду, может сделать так, что даже самые быстро движущиеся объекты выглядят так, будто они стоят на месте. Стремясь помочь военным и различным отраслям, он использует эту единственную в своем роде технологию для изучения того, как вещи распадаются на части.
«С помощью этой камеры мы можем зафиксировать движение всего, что происходит быстро», - объяснил Шукла, выдающийся профессор машиностроения в Университете Род-Айленда и директор лаборатории динамической фотомеханики URI.«Это открывает множество возможностей для инновационных исследований».
Камера была приобретена за счет гранта Национального научного фонда на крупную исследовательскую аппаратуру в размере 457 000 долларов США.
Шукла в первую очередь занимается изучением катастрофических, быстрых отказов конструкций, бронежилетов и других материалов. Он хочет знать, как эти материалы разрушаются, какое усилие требуется для их разрушения и как можно улучшить материалы, чтобы они могли выдерживать еще большую силу, прежде чем разрушаться.
Например, Shukla проводит баллистические исследования для армии США бронежилетов из кевлара, чтобы улучшить характеристики пуленепробиваемых жилетов.
«Оценивая реакцию материала на попадание пули, мы можем изменить геометрическую форму кевлара и сделать его прочнее», - сказал Шукла. Он считает, что броня, сделанная с выступами на ней, прочнее, чем плоский кусок кевлара с керамической основой. «Без камеры мы не смогли бы определить, какая форма лучше."
Он также работает с ВВС США, чтобы проанализировать, как гранит и бетон противостоят проникновению от множественных ударов. По словам Шуклы, эта информация интересна ВВС, чтобы лучше понять прочность подземных бункеров, хотя эта информация также представляет интерес для разведки нефти и газа.
Помимо изучения того, как вещи распадаются, Шукла также использует камеру для разработки композитных материалов, которые прочнее или легче, чем те, которые используются в настоящее время.
При смешивании бетона с ценосферами - полыми керамическими микросферами, которые являются побочным продуктом сжигания угля, - бетон становится значительно легче. Если он сможет разработать способ улучшения связи между бетоном и ценосферами, легкий бетон будет таким же или прочным, как обычный бетон. Эта работа проводится под эгидой Центра транспортных исследований URI.
«Мы используем камеру для анализа трещин, возникающих между материалами в условиях высоких нагрузок», - пояснил Шукла.«Как только мы поймем, как возникают трещины, мы сможем улучшить связь между бетоном и ценосферами». Шукла начал свои исследования механики разрушения с помощью камеры, которую сам смастерил в 1982 году.
Первая камера, которую мы используем до сих пор, делала снимки со скоростью 800 000 кадров в секунду, но она была очень большой и для ее работы требовалось 30 000 вольт электричества, поэтому на некоторые эксперименты ушло несколько дней. С новой портативной камерой мы можем проводить восемь или десять экспериментов в день и сразу же анализировать результаты».
Шукла видит неограниченный потенциал новой камеры и открыт для запросов от исследователей со всего региона. Он предположил, что океанографы или военно-морской флот могут быть заинтересованы в использовании камеры для оценки того, как торпеды повреждают корабли, или для оценки новых материалов и систем материалов для использования в новых конструкциях кораблей. Он также считает, что криминалисты могли бы использовать его для анализа того, как взрываются бомбы.
"Камера может творить удивительные вещи", - сказал он. «Вероятно, есть много людей, которые могли бы найти ему применение».