Caschi militari moderni non non meglio a protezione dell'onda d'urto che le progettazioni storiche

Gli ingegneri biomedici dalla Duke University hanno dimostrato che, malgrado gli avanzamenti significativi nella protezione dalla balistica e dagli impatti smussati, i caschi militari moderni sono non non meglio a proteggere il cervello dalle onde di urto create dai fischi vicini che le loro controparti della prima guerra mondiale. Ed un modello in particolare, il casco francese di Adrian, progettazioni meglio moderne realmente eseguite nella protezione dai fischi sopraelevati.

La ricerca ha potuto contribuire a migliorare la protezione antiproiettile dei caschi futuri through la scelta dei materiali differenti, la stratificazione dei materiali multipli dell'impedenza acustica differente, o alterando la loro geometria.

I risultati sono comparso online il 13 febbraio nel giornale PLOS UNO.

Mentre abbiamo trovato che tutti i caschi hanno assicurato una quantità sostanziale di protezione contro fischio, siamo stati sorpresi trovare che i caschi di 100 anni hanno eseguito parimenti come quei moderni. Effettivamente, alcuni caschi storici hanno eseguito meglio per certi aspetti.„

Joost 't op Eynde, studente di PhD di assistenza tecnica biomedica a duca e primo autore dello studio

I ricercatori recentemente hanno cominciato soltanto a studiare la lesione cerebrale che un'onda di urto può causare da sè -- e per buon motivo. I caschi originalmente sono stati destinati per proteggere dagli oggetti penetranti come i richiami ed i frammenti di proiettile e le onde d'urto uccideranno con il trauma polmonare molto prima che causino anche la lesione cerebrale secondaria.

Con l'arrivo dell'armatura, tuttavia, i polmoni dei soldati sono molto più protetti da tali fischi che hanno usato per essere. Ciò ha causato l'incidenza del trauma polmonare che segue un fischio per cadere lontano sotto quello delle lesioni della spina dorsale o del cervello nei conflitti militari moderni, malgrado la differenza nella tolleranza di fischio.

Mentre ci sono stati studi che suggeriscono i caschi moderni assicurano un grado di protezione dalle onde di urto, nessun casco corrente spiegato specificamente è stato progettato per protezione antiproiettile. E perché soldati oggi che avvertono le onde di urto mentre indossano l'armatura non sia tutto che differente dai soldati 100 anni fa che avvertono le onde di urto mentre nelle fosse, 't op Eynde ha deciso di vedere se quelle vecchie progettazioni offrissero qualunque lezioni da imparare.

“Questo studio è, al meglio della nostra conoscenza, il primo per valutare le capacità protettive di questi caschi storici di combattimento contro i fischi,„ ha detto 'la t op Eynde.

Lavorando con la vallata„ spigola di Cameron “, professore della ricerca del socio di assistenza tecnica biomedica a duca, 't op Eynde ha creato un sistema per verificare la prestazione dei caschi della prima guerra mondiale dal Regno Unito/Stati Uniti (Brodie), dalla Francia (Adrian), dalla Germania (Stahlhelm) e gli Stati Uniti correnti combattono la variante (casco avanzato di combattimento).

I ricercatori hanno catturato i giri che collocano i caschi differenti sulla testa di un manichino equipaggiata con i sensori di pressione alle varie posizioni. Poi hanno collocato la testa direttamente al di sotto di un tubo di scossa, pressurizzare che con elio fino a un burst della parete della membrana, rilasciante il gas in un'onda di urto. I caschi sono stati provati con le onde di urto di resistenza variante, ciascuna che corrisponde ad un tipo differente di proiettile di artiglieria tedesco che esplode da una distanza di un - cinque metri di distanza.

La quantità di pressione sperimentata alla corona della testa poi è stata confrontata ai diagrammi di rischio del trauma cranico creati negli studi precedenti. Mentre tutti i caschi hanno fornito la a cinque--dieci volt'a riduzione del rischio per spurgo moderato del cervello, il rischio per qualcuno che indossa un casco “di Adrian„ del francese circa-1915 era di meno che per c'è ne degli altri caschi provati, compreso il casco avanzato moderno di combattimento.

“Il risultato è intrigante perché il casco francese era fabbricato facendo uso di simili materiali come sue controparti tedesche e britanniche e perfino ha avuto una parete più sottile,„ ha detto 'la t op Eynde. “La differenza principale è che il casco francese ha avuto una cresta sopra la sua corona. Mentre è stata destinata per deviare i frammenti di proiettile, questa funzionalità potrebbe anche deviare le onde di urto.„

Anche potrebbe essere che, perché il sensore di pressione è stato montato direttamente nell'ambito della cresta, la cresta ha fornito un primo livello supplementare per la riflessione dell'onda di urto. Ed il casco francese non ha mostrato lo stesso vantaggio in sensori di pressione a qualunque altra posizione. Per le posizioni quali le orecchie, la prestazione è sembrato essere dettata dalla larghezza del bordo del casco ed appena quanto della testa realmente ha coperto.

Per quanto riguarda il casco moderno, 'la t op Eynde teorizza che la sua struttura stratificata potrebbe essere importante nella sua prestazione. Poiché un'onda di urto è riflessa ogni volta incontra un nuovo materiale con un'impedenza acustica differente, la struttura stratificata del casco moderno potrebbe contribuire alla sua protezione antiproiettile.

Ma nessuna materia che il casco è stato verificato, i risultati ha indicato chiaramente che i caschi potrebbero svolgere un ruolo particolarmente importante nella protezione contro il trauma indotto da fischio delicato del cervello. Secondo i ricercatori, questi manifestazioni sole d'individuazione l'importanza di continuazione del questo tipo di ricerca per progettare i caschi che possono assorbire meglio le onde di urto dalle esplosioni sopraelevate vicine.

“La differenza una cresta semplice o un più ampio bordo può fare nella protezione antiproiettile, manifestazioni appena quanto importante questa riga di ricerca potrebbe essere,„ ha detto 'la t op Eynde, che inizialmente è venuto a duca su una borsa dalle fondamenta educative americane belghe, che sono state stabilite con i fondi dagli sforzi di sollievo americani nel Belgio durante la guerra mondiale I. “con tutti materiali e capacità che moderni di fabbricazione possediamo oggi, noi dovrebbe potere apportare i miglioramenti nella progettazione del casco che protegge dalle onde d'urto meglio dei caschi oggi o di 100 anni fa.„

Source:
Journal reference:

Op ‘t Eynde, J., et al. (2020) Primary blast wave protection in combat helmet design: A historical comparison between present day and World War I. PLOS ONE. doi.org/10.1371/journal.pone.0228802.