Китай ввел в эксплуатацию то, что было представлено как крупнейшая в мире центрифуга по показателю грузоподъемности. Аппарат CHIEF1300, запущенный 29 сентября, способен создавать перегрузки, в 300 раз превышающие земную гравитацию (300G), для полезной нагрузки массой до 22 тонн.
Эта центрифуга является частью строящегося в Ханчжоу (провинция Чжэцзян) Центра гипергравитационных и междисциплинарных экспериментов (CHIEF). После завершения строительства данный объект станет одним из самых передовых в мире исследовательских центров по изучению эффектов гипергравитации. Разработка велась Чжэцзянским университетом, и комплекс будет поддерживать исследования в таких областях, как добыча ресурсов на большой глубине в океане и недрах Земли, изучение землетрясений и цунами, подземное хранение отходов и создание новых материалов.
Проект включает три центрифуги, 18 вспомогательных устройств и шесть экспериментальных кабин, при этом еще две центрифуги в настоящее время находятся в стадии строительства, и, как ожидается, будут иметь еще более высокие характеристики.
Гипергравитация означает силы, значительно превышающие земное притяжение. Для сравнения, американские горки ненадолго создают для пассажиров перегрузку около 2G, а космонавты во время запуска ракеты испытывают до 5G. Однако установка CHIEF спроектирована для поддержания ускорений до 1500G, что далеко за пределами переносимости человеческим организмом.
Как пояснил главный научный сотрудник объекта Чэнь Юньминь, в поле гипергравитации исследователи могут моделировать реальные гидрогеологические катастрофы, геологическую эволюцию и экстремальные среды на настольных моделях в разумные сроки. Установка позволяет значительно ускорить течение физических процессов и изменить их пространственный масштаб, что делает возможным моделирование явлений, растянутых во времени и пространстве. Например, при 100G модель высотой в 1 метр представляет собой реальную конструкцию высотой 100 метров, а распространение загрязняющего шлейфа, которое в естественных условиях заняло бы 100 лет, можно смоделировать всего за 3,65 дня. Эта способность позволяет ученым изучать геологические и инженерные процессы, которые иначе невозможно наблюдать в пределах человеческих временных рамок.
Центрифуга CHIEF1300 размещена в подземном зале площадью 230 квадратных метров. В ее основе лежит вращающееся плечо длиной 6,4 метра, которое вращается с высокой скоростью, создавая огромные силы. Чем быстрее вращается рычаг, тем сильнее становится центробежное ускорение. Как сообщил главный инженер объекта Лин Даошэн, центрифуга была размещена ниже уровня земли и оснащена системами вакуумирования и охлаждения стен для минимизации негативного влияния сопротивления воздуха и нагрева оборудования. Эти конструктивные особенности помогают центрифуге работать безопасно и стабильно в экстремальных условиях, а подземное расположение также снижает шум и вибрацию, которые могли бы повлиять на эксперименты.
Пилотные испытания на объекте CHIEF уже дали ценные результаты. В одном из экспериментов ученые смоделировали сильное землетрясение для проверки сейсмической безопасности фундамента гидроэлектростанции. В другом они изучили воздействие 4-метровой волны и 20-метрового цунами на морское дно, что поможет в размещении офшорных ветряных электростанций. Исследователи также воссоздали давление воды на глубине 2000 метров для изучения добычи метангидратов, что важно для оценки безопасности и стабильности при глубоководной энергоразведке. Кроме того, в условиях гипергравитации были созданы металлические сплавы с меньшим количеством дефектов и повышенной прочностью, что открывает возможности для создания перспективных материалов в аэрокосмической отрасли и машиностроении.
