PILÁT, A. Pěnové materiály pro absorpci nárazu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.

Posudek vedoucího

Löffelmann, František

Samotné téma diplomové práce bylo myšleno jako studie proveditelnosti, jehož výsledek je ve své podstatě nejistý a vyžaduje komplexní přístup. V rámci rešerše student porovnal různé způsoby absorpce nárazu včetně řešení foambagu, které bylo dříve studováno v NASA, ale jinak se v praxi neobjevuje. Pro predikci vlastností pěny student vybral tzv. modifikovaný Gibsonův model a zapracoval vliv rychlosti zatěžování, který u pěn hraje významnou roli. V teoretické části též matematicky popsal a doložil marginální vliv obalu u zvolené koncepce obdélníkového bloku pěny. Významnou část práce tvoří experimentální zkoušky pěny. Na nich student systematicky ověřil chování pěny v tlaku a pokusil se analyzovat vliv hustoty, rychlosti zatěžování, teploty a času po aktivaci pěny, což jsou důležité parametry pro správnou funkci foambagu v praxi. Vlastnosti pěny, která byla dostupná k testování se ukázaly horší, než jak bylo očekáváno na základě rešerše. Navíc v krátkém čase po aktivaci pěna nabyla jen polovičních hodnot pevnosti. Experimentálně zjištěné vlastnosti pěny student následně využil při návrhu vlastního konstrukčního řešení. Vzhledem k horším mechanickým vlastnostem tedy vyšly zástavbové rozměry systému větší, a i značně vysoká hmotnost, což však z metodického hlediska nelze studentovy vytknout. V praktické části student ve velké míře využil skriptů v Matlabu, ať už pro vykreslování výsledků měření a zjištěných závislostí, tak i při určování parametrů návrhu foambagu. Diplomat celkově prokázal, že je schopný řešit komplexní inženýrský problém značného rozsahu na odpovídající úrovni.

Posudek oponenta

Grim, Robert

Cílem práce bylo ověření potenciálu využití pěnových materiálů pro absorpci dopadové energie tělesa, jako náhradu za airbag plněný plynem s vidinou snížení potřebné konstrukční výšky, a tedy zamezení negativních jevů stability, či nutnosti dopadu v určitém časové úseku od doby aktivace záchranného systému. Toto zahrnuje výběr vhodného pěnového materiálu a s tím spojenou energetickou rozvahu, která povede k absorpci potřebného množství energie, aby nedošlo ke zranění posádky. Závěrem měl být uveden koncepční návrh takového zařízení. V první části práce je vytvořen přehled základní problematiky týkající se využívání záchranných padákových systémů. Je zde nastíněno, jaký mají pasivní prvky typu airbag potenciál pro využití v letecké bezpečnosti. Student také vytvořil statistiku hmotností záchranných padákových systémů různých výrobců, což slouží dále jako reference pro vyhodnocení reálného využití navrženého systému s pěnu jako hlavní tlumící médium. V navazující části student vysvětlil chování pěnového materiálu z hlediska absorpce nárazu, kde byla popsána podstata pohlcení energie v okamžiku deformace pěny. Student zde zohlednil důležité parametry jako je rychlost zatěžování, nebo vliv foambagu na absorpci energie. Dále také popsal chování matematickými modely a definoval tak rovnice, které nadále využíval pro návrh svého demonstrátoru. Experimentální část umožnila získat data která zohledňují v praxi zásadní parametr, a to vliv doby tuhnutí pěny na její deformační charakteristiky. Především také rozdílné chování při odlišné aktivační teplotě, která je obzvláště v letectví obtížně řiditelným parametrem. Závěrem student vytvořil vlastní koncepční návrh, který zajistí při definovaném opadání tělesa nepřekročení násobku způsobující života ohrožující zranění. Zde bych jen podotkl, že návrhový tvar spoléhá v ideální dopad pouze vertikální složkou rychlosti. Jakákoliv výchylka, která je při sestupu na záchranném padákovém systému běžná, by způsobila nestabilní chování a s největší pravděpodobností nevyužití potenciálu řešení. Cíle práce jsou však celkově splněny výborně. Výsledky jsou interpretovány srozumitelně s logickou posloupností. Hodnotím tedy práci jako výbornou a doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 158223