復合材料避難所幫助人們躲避颶風傷害

  2011年4月,颶風席卷美國阿拉巴馬州,造成巨大的人員和財產損失。多地廢墟壘砌高達3英尺,很多躲藏在地下避難所的幸存者因為無法打開被重物所壓的門,承受了巨大的心理和身體折磨。
      
  2012年,發明家Wes Kouba向美國當局申請,他發明了一種采用滑門設計的避難室,而且滑門可在必要時輕易從內部卸下,方便人們逃生。2014年美國當局授予其發明,這款名為TornadoPod的避難室正式面世。
  TornadoPod的基座埋于地下,并通過重達5.4噸的混凝土進行加固。上半部分的穹窿型設計直徑達1.5米,單個避難室可容納多6個成年人。內部由鋼架支撐,外部是防彈外殼。鋼架保證了整體結構的穩固,不會因廢墟壓迫而崩塌;防彈外殼上設計了滑門,即便被埋入廢墟也可以打開逃生。
      
  關于TornadoPod的制備材料,Kouba也幾經思量。市場上很多同類產品都會選用玻纖增強復合材料,Kouba深知這是個不錯的選擇,但想要達到他所預期的強度和輕質要求,還存在一定差距。
  為此,他嘗試了多種E-Glass和特種聚丙烯纖維材料,都不盡如人意?;蚴且驗轭A算超支,或是因為不能滿足外形設計需要。“這些纖維太難以被塑造成TornadoPod所需的外形。”美國Innegra Technologies材料公司高級復合材料工程師Russ Emanis表示說,“直到2015年,Kouba在網上發現了Innergra公司的高模量聚丙烯纖維(HMPP),情況才出現了一些轉機。”自此,雙方展開合作。Innegra公司幫助Kouba進行了一系列實驗測試和工藝設計。
      
  在終的設計方案里,Kouba采用了五塊610mm*610mm的復合材料板材。這些板材中,Innegra公司提供織物,環氧樹脂來自美國Endurance Technologies公司。在經過防彈測試中,這些板材以高于標準30%的表現通過了當局檢測。根據標準,避難室暴露于地面的部分,必須能夠承受250英里的風速,抗擊時速在100英里的子彈沖擊。Kouba的防彈外殼厚度為9.5mm,多層結構。“Innegra賦予其極高的韌性,能夠迅速化解并分散能量沖擊。”Emanis表示說,“事實上,人們可以清楚的看到在能量化解過程中,外殼表面引起的波紋變化。”Emanis補充說,這種化解能量沖擊的性能并不僅僅來自于某一特定區域,而是來自于結構整體。TornadoPod于2016年2月通過了各項性能測試。
  然而,Kouba又把目光投向了安全領域的其他產品,尋找新的應用機會,譬如用到風機葉片的蒙皮,防止鳥類撞擊造成的損害。“這種情況太普遍了,雖然造成的傷口不大,但是然后會進水、結冰,形成更大的裂痕。通過應用我們的產品,這些傷害都可以避免。”
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