Reduktion af slagkræfterne ved vandindtrængning

Når professionelle dykkere hopper fra et springbræt, deres hænder er vinkelret på vandet, med håndled peget opad, da de fortsætter mod deres spring ved 30 mph.

Da de fuldender det, der er kendt som et rip -dyk, deres hænder fjerner vand foran kroppen, skabe et hulrum, der reducerer den indledende slagkraft. Resten af ​​kroppen, fra hoved til tå, er justeret til at skyde gennem det samme hulrum skabt af hænderne.

At bruge hænderne til at skabe hulrum i vandoverfladen ligner konceptet bag de væskestrukturstudier, som forskere ved Utah State University udfører ved hjælp af kugler.

Utah State -forsker Rafsan Rabbi vil præsentere sit teams forskning på American Physical Society's Division of Fluid Dynamics 71st Annual Meeting, som finder sted 18.-20. november i Georgia World Congress Center i Atlanta, Georgien.

I en undersøgelse, to på hinanden følgende kugler, der faldt ned i en vandtank, blev testet. Den første kugle faldt i vandet for at skabe hulrummet var lavet af stål. Fem forskellige størrelser blev brugt. Diametrene varierede fra 10 millimeter til 38 millimeter, men de var altid mindre end den anden sfære.

Den anden sfære, som gik gennem hulrummet, var lavet af 3D-trykt Vero-plast. Disse kugler havde en fast diameter på 50 mm (eller ca. 2 tommer). Ved hvert af disse plastgenstande var der et accelerometer.

Forskerne undersøgte, hvor meget acceleration plastkuglerne oplevede, da de gik gennem hulrummet, der blev skabt af de første stålkugler, og beregnede kraftreduktionerne derfra. De fandt ud af, at plastkuglernes slagkraft blev reduceret af stål med 40-60 procent.

"Vi har fundet ud af, at dette fænomen" fri overfladeforberedelse "kan have en enorm indvirkning på at reducere den indledende kraftige kraft, ethvert objekt oplever, mens det falder ned i en vandmasse, "Sagde rabbiner.

Forskningen kunne have praktiske anvendelser, såsom at reducere slag af raketter, der utilsigtet lander i havet.

En anden undersøgelse brugte Worthington -jetfly i stedet for hulrum til at reducere slagkraften. En sådan stråle skyldes, at et hulrum kollapser på sig selv. Afstanden mellem de to kugler blev fastsat på en sådan måde, at efter hulrummet kollapser, den anden kugle falder gennem strålen.

"Dette reducerede også slagkraften dramatisk med op til 60 procent, "sagde Tadd Truscott, direktør for Splash Lab i Utah State, der leder forskergruppen. "Vores undersøgelser viser, at tidligere forberedelser til overfladen skaber en forstyrrelse i vandoverfladen for at hjælpe med at dæmpe virkningen af ​​enhver faldende genstand."