Китай запустил в эксплуатацию установку, которая позиционируется как самая мощная в мире центрифуга по грузоподъемности. Аппарат CHIEF1300, введенный в действие 29 сентября, может создавать перегрузки, в 300 раз превышающие земное притяжение (300G), для грузов весом до 22 тонны.
Центрифуга является частью Центра гипергравитационных и междисциплинарных экспериментов (CHIEF), который возводится в Ханчжоу, провинция Чжэцзян. После завершения строительства этот комплекс станет одним из самых современных мировых исследовательских центров, занимающихся изучением эффектов гипергравитации. Разработка осуществлялась Чжэцзянским университетом, и в дальнейшем комплекс будет способствовать исследованиям в сферах, включая добычу ресурсов на значительных глубинах в океане и недрах Земли, изучение землетрясений и цунами, подземное размещение отходов и разработку новых материалов.
В рамках проекта предусмотрено использование трех центрифуг, 18 вспомогательных устройств и шести экспериментальных камер. Кроме того, в настоящее время строятся еще две центрифуги, которые, по прогнозам, будут обладать улучшенными параметрами.
Гипергравитация подразумевает наличие сил, намного больших, чем земное притяжение. К примеру, пассажиры американских горок ощущают кратковременную перегрузку около 2G, а космонавты во время запуска ракеты подвергаются воздействию до 5G. Однако, устройство CHIEF разработано для выдерживания ускорений до 1500G, что существенно превышает возможности человеческого организма.
По словам ведущего специалиста объекта Чэнь Юньминя, в области гипергравитации ученые способны создавать настольные модели для имитации реальных гидрогеологических катастроф, геологической эволюции и экстремальных условий, что позволяет существенно сократить время их изучения. Установка дает возможность ускорить ход физических процессов и трансформировать их пространственные характеристики, благодаря чему возможно моделирование явлений, протяженных во времени и пространстве. К примеру, при воздействии 100G модель высотой в 1 метр отражает реальную структуру высотой 100 метров, а распространение загрязнения, которое в обычных условиях потребовало бы 100 лет, можно воспроизвести всего за 3,65 дня. Это позволяет исследователям анализировать геологические и инженерные процессы, наблюдение за которыми в естественных условиях было бы затруднено из-за ограниченности времени.
Центрифуга CHIEF1300 установлена в подземном помещении, занимающем 230 квадратных метров. В ее конструкции используется вращающееся плечо длиной 6,4 метра, которое приводит в движение с высокой скоростью, генерируя значительные силы. Скорость вращения рычага напрямую влияет на величину центробежного ускорения. По словам главного инженера объекта Лин Даошэна, для уменьшения влияния сопротивления воздуха и перегрева оборудования центрифуга расположена под землей и оборудована системами вакуумирования и охлаждения стенок. Благодаря этим особенностям центрифуга может функционировать безопасно и надежно в сложных условиях, а ее подземное расположение также уменьшает шум и вибрацию, которые могли бы помешать проведению экспериментов.
Предварительные испытания, проведенные на объекте CHIEF, уже предоставили полезные сведения. В ходе одного из экспериментов исследователи воспроизвели мощное землетрясение для оценки сейсмостойкости основания гидроэлектростанции. В другом они проанализировали влияние волны высотой 4 метра и цунами высотой 20 метров на морское дно, что позволит оптимизировать размещение морских ветроэлектростанций. Специалисты также имитировали давление воды на глубине 2000 метров с целью изучения добычи метановых гидратов, что необходимо для оценки безопасности и устойчивости при проведении глубоководных энергетических исследований. Помимо этого, в условиях повышенной гравитации были получены металлические сплавы с уменьшенным количеством дефектов и улучшенными характеристиками, что создает возможности для разработки инновационных материалов в космической отрасли и приборостроении.