Возникла идея - а не может ли стальное здание быть разрушено высокочастотными механическими колебаниями? Представим, что в бейсменте (на самом нижнем, техническом этаже под землей) установлен массивный линейный вибратор (типа того, что в эппловских часах - Taptic Engine), создающий вибрации в несущих колоннах. Только эти вибрации - очень высокой частоты, так что даже не производят слышимого звука и тактильно ощущаемых вибраций - скажем, мегагерцы, гигагерцы. Энергия колебаний пропорциональна квадрату частоты (при заданной амплитуде), так что повышая частоту в тысячу раз, энергия волны возрастает в миллион раз!
Колонны имели сечение, постепенно уменьшающееся к верхним этажам, поэтому возбуждение колебаний в нижнем толстом конце может иметь эффект, подобный тому, как кончик кнута достигает сверхзвуковой скорости и производит щелчок (и быстро растрепывается из-за огромных ускорений).
Для начала представим медленный вибратор, колеблющийся горизонтально. Допустим, мы подобрали такую частоту, что этажи колеблются в противофазе: когда N-й этаж максимально отклонился вправо, N+1-й и N-1-й максимально отклоняются влево (т.е. длина волны равна 2-м этажам). Ясно, что для конструкции это весьма стрессовая ситуация, если энергия колебаний достаточно высока. Если мы будем просто повышать частоту вибраций, то длина волны уменьшится и простой противофазы не будет, пучности волны будут находиться и между этажами - энергия распределяется по большей длине, и нет этого эффекта массивных этажей, вихляющих туда-сюда. Однако пучности в нужных местах можно сконцентрировать, если применить суперпозицию волн разных частот и амплитуд - фактически, сделать Фурье-разложение сигнала на гармонические составляющие. Например, даже сигнал "ступенька" (ноль-единица) может быть разложен в Фурье-ряд, просто составляющих его компонент должно быть бесконечно много.
При этом из-за высокой частоты и декаплинга с элементами, демпфирующими энергию колебаний, переводящими ее в тепло (воздух, всякие незакрепленные предметы типа содержимого этажей), энергию колебаний можно "накачивать" в эту систему, т.е. вибратор не обязательно должен иметь энергию, сравнимую с атомным оружием - он может накачивать систему часами сравнительно скромной мощностью, и амплитуда колебаний будет возрастать плавно от нуля до какого-то предпорогового значения (которое не будет даже заметно на глаз или на ощупь). А потом резко создается ступенька (или дельта-функция - "бесконечно" мощный и "бесконечно" короткий всплеск), которая буквально заставляет один слой стали - на молекулярном уровне - скользить по другому, словно по льду. При этом в первую очередь это происходит вверху колонн (точнее, в поврежденном, немного ослабленном самолетом и пожаром месте - где тонко, там и рвется), колонны буквально шинкуются пучностями напряжений и волна разрушений несется вниз со скоростью свободного падения обломков, всегда концентрируясь на конце колонн.
Фактически, получается аналогично лазеру - накачка носителя энергией в течение достаточно продолжительного времени, потом супермощный выброс той же самой энергии за гораздо более короткий промежуток времени.
Ну, а на интерфейсе металл-воздух эти высокочастотные вибрации могут приводить к отслаиванию нано-частиц (и их быстрому окислению), что и вызывает эффект "дымящейся" или "испаряющейся" стали небоскребов и эту странную пыль, засыпавшую несколько кв.км Бруклина, через который, от Манхэттенского моста до моего района Бэй-Ридж мне пришлось пару часов идти пешком 11-го сентября 2001г.
Могут ли супервысокочастотные механические колебания вызывать разрушение стали? Надо поисследовать этот вопрос... Если ничего не найдем, то это первый звоночек, что все это не только исследовано, но и прибрано к рукам военными и засекречено. Потому как для мирной промышленности ну не могли материаловеды не провести такие исследования - казалось бы, если бы такая волновая резка металлов была возможна, то это охренительно для промышленности, да и для того же контролируемого сноса зданий.
Отредактировано физик (15.08.2018 00:00:54)
