Осколки

Железные осколки.

Интересны с точки зрения кинетики. Удар металлического тела о преграду был осуществлён с такой скоростью и силой, что получившиеся осколки имеют характерный признак ( этого удара с такими характеристиками ).
Занимательный пример из интересной мне области скоростного взаимодействия тела и преграды.

Продаете? Какова цена? Сейчас резервисты набегут...

Нет, эти образцы не продаются. Они из кинетической коллекции, в качестве иллюстрации высокоскоростных ударных процессов твёрдых тел. Так, для дискуссии, или поделиться наблюдениями.

Егор2013
Нет, эти образцы не продаются. Они из кинетической коллекции, в качестве иллюстрации высокоскоростных ударных процессов твёрдых тел. Так, для дискуссии, или поделиться наблюдениями.

На железные метеориты похожи...

Не курю.
Метеориты обгорелые и оплавленные.
А это осколки. Образовались в результате высокоскоростного удара о преграду.

Но давайте к физике. Что за признак на этих осколках, о котором я говорю?

Имеется в виду скорость соударения, при которой металл ведет себя подобно жидкости? Признак - волнообразная структура поверхностей осколков?

Да, абсолютно верно. Материал осколков перешёл в пластическое состояние.
Это видно по тому, что осколки напоминают как бы куски застывшей смолы или пластилина - они несут выраженные следы пластических деформаций. Это не осколки в привычном твердотельный понимании, как осколки фарфора, или керамики - это ошмётки размягчившегося на короткое время материала. Кристаллическая решетка этих образцов потеряла значительную часть своих связей в момент соударения - и куски стали пластичными от высокого давления и температуры, развившихся в момент удара и их отделения от тела. Эти куски изогнулись и пластично вытянулись, на них возникли многочисленные и глубокие продольные борозды и завитки - следы пластического течения металла. Выплески, вытягивания на закраинах, с закруткой и загибом - материал был пластичен в этот момент.

Причём до удара это железо имело вполне хорошо откристаллизовавшуюся структуру.
А при ударе перешло в вязкое состояние. Здесь мы видим наглядный образец того, как с ростом скоростей соударения начинает работать гидродинамическая модель взаимодействия. В этих образцах показано начало вступления гидродинамической модели в свои права - ещё не полностью жидкость, но уже хорошо видимые течения вязкого материала. Ещё выше скорости - и твердотельная модель полностью уступает свои права чистой гидродинамике.

Соответственно, данные образцы отделились при столкновении с преградой на скоростях порядка первых километров в секунду - оценочно два-три километра в секунду. Дальше, при четырёх-пяти километрах в секунду, эти образцы не остались бы уже в таком виде.

Таким образом, на этих осколках мы видим переходное состояние от твердотельного соударения к гидродинамическому - когда работают обе модели одновременно.

Понятно, что это не артиллерийские способы разгона- они не дадут таких скоростей. Это область и результат более мощной, более глобальной баллистики.

Значит следующей ступенью будут фрагменты свободно падающих тел с характерными регмаглиптами "ямками" на их поверхности?Как следствие свободного падения и оплавления его поверхности за счёт огромных температур, образующихся при трении этих тел с воздушными массами ;-) Самое интересное что эти тела имеют очень большую плотность и другую кристаллическую решётку, трудно поддаются мех.воздействиям, к примеру сверлению и обработке.
Может уважаемый ТС покажет фрагменты тел свободного падения?

Да, надо сказать, Lucifervs прав в своём утверждении - осколки эти метеоритные. Единственная поправка - это именно осколки, возникшие при ударе метеоритного тела об грунт. Их пластично отщепило от основных тел и выбросило из ударных кратеров, возникших в точках падения. Соответственно, крупнокристаллическая структура никелистого железа была изменена при ударе, хотя отдельные кристаллы и сохранились в составе осколков. Это ещё раз демонстрирует, что полного плавления не было - был переход в пластичное состояние, размягчение.

Пролёт сквозь атмосферу - другая песня, конечно. Тоже высокоскоростной процесс. Сейчас под рукой образцов нету, позже вечером, может, наткнусь.

Плавления не было-в кумулятивных воронках тоже плавления нет.

Совершенно верно. Высокое давление с умеренным нагревом - вот "пластифицирующий состав". Железо становится ковким при нагревании задолго до расплавления. Правило кузницы. Куй железо, пока горячо.

Плавление вот здесь - но очень своеобразное, зональное, поверхностное.
Тут внешние температуры превышали температуру плавления в разы.

Вот не знаю как физика и метеориты, и по поводу других осколков, но вот в рыжем мне что-то мерещится половина от корпуса Ф-1. Расплавленная.

Это потому что взгляд к этим корпусам привык. )))
Но, заметьте, это не расплав - это вытянутый разными силами пластичный фрагмент.

По поводу оплавленных кусочков выше - вот движение через атмосферу со скоростью порядка пятнадцати километров в секунду. Правда, точно сказать нельзя- может, и десять. Пятнадцать км/сек - это начальная скорость входа. С этой скоростью первичное тело пробилось в нижнюю половину стратосферы, до высот порядка 25-26 км. На этой высоте произошла первая стадия дробления - аэродинамические нагрузки превысили прочность крупнокристаллической фактуры тела. И оно разрушилось первый раз. Потом было ещё три основных стадии дробления, последняя - на высоте шести километров над землёй. Оплавленные фрагменты на фото - из двух первых, высотных стадий дробления, хотя один кусочек образовался ниже.

Я, однако, поправлю уважаемого Легионера в отношении распространённой типовой стереотипной ошибки. При высоких скоростях движения нагрев происходит не из-за трения об воздух. Точнее, трение, разумеется присутствующее в любом вязком течении ( а атмосферный поток к таковым, безусловно, относится ), даёт лишь проценты от общего нагрева. Основной нагрев - это сжатие воздуха. Сжатие это превышает не только сжатие в цилиндрах бензиновых двигателей, или даже дизелей, или даже сжатие на последних ступенях компрессоров авиационных двигателей - оно может быть ещё более существенно выше. Соответственно температура такого сжатого слоя воздуха составляет тысячи градусов - причём иногда не первые тысячи, а за десяток тысяч градусов. Тем более что сжатие это мгновенное, поэтому адиабатическое, без обмена теплом с окружающей средой - то есть температуре некуда утечь или излучиться, на это нет времени.

Поэтому такая тонкая пленка "несколькодесятковкратно" сжатого воздуха уже вполне оплавляет поверхность - вылизывая углы и заглаживая рёбра изломов. Что мы и видим на оплавленных образцах. А из-за того, что нагрев очень быстротекущий - тепло не успевает пропитать весь образец или проникнуть в более глубокие слои его, вызвав их расплавление. Снова времени на это нет. Ибо процесс теплопередачи внутрь тела требует времени.

Поэтому мы видим поверхностную зональную плавку. И не более того.
Ну, плюс обгорание химическое -.до чёрной окалины. Как искры железа из-под диска болгарки, только вот такого большого размера. )))

Да и не воздух там уже обтекал эти кусочки. А плазма - причём ионизированная, возможно, многократно. Она, несомненно, более "едкая", чем просто раскалённый воздух. Ударная ионизация правит бал - фрагмент своим стремительным ударом буквально дробит молекулы кислорода, озона, азота, прочих газов на кусочки. Эти кусочки реагируют с поверхностью агрессивнее просто молекул.

Короче, сложная картина расцветала на мгновение на поверхности этих фрагментов. Любопытная...

Всех этих эффектов, конечно, нет у осколков из области оружия - слишком медленно они движутся, чтобы эти эффекты породить или испытать. Осколки гранаты, пули, прочие выстреливаемые и взрываемые объекты движутся на порядок медленнее. Они в сравнении с вышеприведенными оплавленными фрагментами - медленно ползущие в воздухе жуки.

Но некоторые другие оружейные процессы, в свою очередь, превосходят по быстроте и эти метеориты на много порядков... Зона термоядерного горения проходит по водородному заряду и полностью завершается, сполна сделав своё дело, за время, во время которого снайперская пуля не проползет по воздуху и миллиметра - пуля просто неподвижный объект по сравнению с термоядерными делами. Совершенно неподвижный. Ну, а метеориты выше - медлительные неспешные пчёлы, влипшие в мёд воздуха...

Вот такие картинки возникают при созерцании этих осколков. )))
А так вроде, ничего особенного - ну, осколки и осколки. Местами ржавые даже. Фигли! ))))

Правда, у этих осколков есть ещё весьма любопытное геологическое прошлое.
Богатое прошлое.
Но это уже не имеет отношения к кинематике и движению.
И, как говорится, совсем другая история.