Учёные создали материал для авиации по примеру крыльев бабочки

Учёные из Университета Тохоку в Японии и Уханьского университета технологий в Китае разработали решётчатую структуру для авиационных материалов. Она повторяет сеть изогнутых вен на крыльях бабочки и позволяет перераспределять нагрузки по всей конструкции.

В обычных решётках напряжение часто скапливается в одном месте, и материал ломается резко. Новая структура, которую авторы назвали бабочкообразной, работает иначе. Она сочетает изогнутые и прямые элементы и становится анизотропной — то есть направляет силы по заданным путям. Из-за этого материал сначала сгибается, потом растягивается и постепенно поглощает энергию, а не разрушается сразу.

При испытаниях новая решётка поглотила в шесть раз больше энергии, чем традиционная кубическая решётка с центрированными телами. Жёсткость материала выросла более чем в два раза, при этом плотность осталась низкой.

Для проверки использовали установку Split Hopkinson Pressure Bar, которая создаёт быстрые ударные нагрузки. Камеры высокого разрешения зафиксировали, как напряжение расходится по нескольким путям, а не сосредотачивается в одной линии. Это позволило избежать внезапного обрушения.

Решётку изготовили методом 3D-печати. Способ дал возможность точно воспроизвести сложные изогнутые элементы, которые раньше было трудно сделать.

Разработчики отмечают, что структура подходит для деталей фюзеляжа, внутренних элементов самолётов и систем защиты от ударов. Она может помочь создавать более лёгкие конструкции, которые при этом лучше выдерживают в