Первичная защита от взрывных волн в конструкции боевого шлема

Шлем Адриана защищает от взрывной волны лучше всех других образцов

Джост Эйнд (Joost Eynde), Аллен Ю (Allen Yu), Кристофер Экерсли (Christopher Eckersley), Кэмерон Басс (Cameron Bass), Университета Дьюка (Duke University), США, опубликовали исследование "Первичная защита от взрывных волн в конструкции боевого шлема: историческое сравнение между сегодняшним днем и Первой мировой войной" (Primary blast wave protection in combat helmet design: A historical comparison between present day and World War I), журнал PLOS ONE, 13 февраля, 2020.

Для защиты головы в боевых действиях первой мировой войны использовались шлемы. Обычным делом в траншейной войне были взрывы над головой. Солдаты сидели в траншеях, артиллерийские снаряды взрывались над траншеями. Главной угрозой были артиллерийские осколки. Требования к шлему включали защиту от баллистической и тупой травмы. Нейротравма от первичного взрыва никогда не была ключевой проблемой в дизайне шлема. Только в последние годы была оценена угроза прямого удара взрывной волны по голове.

В исследовании сравнивается взрывозащитный эффект исторических шлемов времен первой мировой война и современных боевых шлемов. Три подлинных исторических боевых шлема пехоты, включая оригинальную подкладку, были приобретены для проведения взрывных испытаний. Шлем Адриана M15, модель 1915 года, французская армия, Stahlhelm (стальной шлем) 1916 года, Имперская немецкая армия, шлем Броди M1917, армия США (на основе британского дизайна 1915 года). Кроме того, усовершенствованный боевой шлем, текущий боевой шлем, используемый армией США в настоящее время. Исторические шлемы изготовлены из штампованной стали, а усовершенствованный боевой шлем имеет конструкцию из композитного волокна.
Первичная защита от взрывных волн

Шлемы были прикреплены к мужской голове манекена Hybrid III. Каждый шлем был закреплен вокруг подбородка и задней части головы, чтобы предотвратить постороннее движение шлема во время тестирования. Шлемы установлены и выровнены по макушке с цилиндрической ударной трубкой для имитации взрыва над головой. Гелий высокого давления выпускался в секцию привода до тех пор, пока не разрывалась мембрана, позволяя ударной волне распространяться по ведомой секции струйной трубки. Взрывные волны различной величины сгенерированы на основе оцененных условий взрыва из исторических снарядов.

Шлемы подвергались воздействию ударных волн с тремя отдельными интенсивностями взрыва путем изменения толщины разрывной мембраны: две мембраны толщиной 0,254 мм (общая толщина: 0,508 мм), девять мембран (2,286 мм) и двенадцать мембран (3,048 мм). Этот выбор толщины мембраны и результирующей интенсивности удара был сделан для представления исторического воздействия взрыва и приблизительных уровней взрыва, соответствующих 50%-ному риску, соответственно, легкого, умеренного и тяжелого менингеального кровотечения из-за давления на голову. В общей сложности было выполнено сорок шесть взрывных испытаний для этого исследования.

Избыточное давление ударной трубки измеряли с использованием трех датчиков давления. В манекен было вставлено пять датчиков давления. Датчики были расположены в области макушки, лба, правого уха, левого глаза и задней части головы. Высокоскоростное видео каждого взрыва снято на скорости 8000 кадров в секунду с использованием камеры Phantom® V711 (Vision Research; Wayne, NJ, USA).

Все шлемы обеспечили значительное ослабление давления по сравнению с головой без шлема. Современный вариант не обеспечил большего ослабления давления, чем исторические шлемы. Шлем Адриана защищает от взрывной волны лучше всех других образцов. У него есть гребень, расположенный на теменной части. Исследование демонстрирует, что как исторические, так и современные шлемы имеют некоторые основные возможности защиты от ударных волн взрыва, и что простые конструктивные особенности могут улучшить эти возможности для будущих систем шлемов.

Комментарий:

Шнобелевская премия 2015 экономика

Генерал-майор Адул Наронгсак поставил задачу разобраться с неправильно припаркованными автомобилями на улицах Бангкока (Таиланд). С 2015 года полицейский, задержавший водителя при попытке дачи взятки, будет получать денежный бонус в размере 10 000 бат
подробнее

Шнобелевская премия 2006 орнитология

Дятел не страдает от головной боли, несмотря на то, что долбит дерево с производительностью 12 тыс. ударов в день, со скоростью 20 ударов в сек., прилагая силу, в 1,2 тыс. раз превосходящую силу тяготения Земли. Дятел обладает развитым шоковым демпфером
подробнее

Источник - пресса

Шнобель Процедура Пресса Анналы Архив Статьи Шнобелист