Первичная защита от взрывных волн в конструкции боевого шлема

Первичная защита от взрывных волн в конструкции боевого шлема

Шлем Адриана защищает от взрывной волны лучше всех других шлемов

Шлем Адриана

Обычным делом в траншейной войне были взрывы над головой. 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. 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, боевой шлем, используемый армией США в настоящее время. Исторические шлемы изготовлены из штампованной стали, а современный из композитного волокна.

Шлемы были прикреплены к голове манекена Hybrid III. 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 (гелий высокого давления) 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 интенсивности удара сделан для уровней взрыва, соответствующих риску легкого, умеренного и тяжелого менингеального кровотечения из-за давления на голову. В общей сложности выполнено 46 взрывных испытаний.

Избыточное давление измеряли датчиками давления. В манекен было вставлено пять датчиков - в области макушки, лба, правого уха, левого глаза и задней части головы. Высокоскоростное видео снято на скорости 8000 кадров в секунду (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. У него есть гребень, расположенный на теменной части.

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", журнал PLOS ONE, 13 февраля, 2020.