Cascos militares modernos no mejor en la protección de la onda de chorro que diseños históricos

Los ingenieros biomédicos de Duke University han demostrado que, a pesar de adelantos importantes en la protección contra balística e impactos embotados, los cascos militares modernos están no mejor en la protección del cerebro contra las ondas expansivas creadas por chorros próximos que sus contrapartes de la Primera Guerra Mundial. Y un modelo particularmente, el casco francés de Adrian, diseños mejor que modernos real realizados en la protección contra chorros de arriba.

La investigación podía ayudar a perfeccionar la protección de chorro de los cascos futuros con elegir diversos materiales, acodar los materiales múltiples de diversa impedancia acústica, o la alteración de su geometría.

Los resultados aparecieron en línea el 13 de febrero en el gorrón PLOS UNO.

Mientras que encontramos que todos los cascos ofrecieron una cantidad sustancial de protección contra chorro, nos sorprendieron encontrar que los cascos de 100 años se realizaron del mismo modo que como los modernos. De hecho, algunos cascos históricos se realizaron mejor en algún sentido.”

Joost 't de Op. Sys. Eynde, estudiante del doctorado de la ingeniería biomédica en el duque y primer autor del estudio

Los investigadores han comenzado solamente recientemente a estudiar el daño cerebral que una onda expansiva puede causar en sus los propio -- y por buena razón. Los cascos fueron diseñados originalmente para proteger contra objetos penetrantes como puntos negros y metralla, y las ondas de chorro matarán con trauma pulmonar mucho antes causan incluso daño cerebral de menor importancia.

Con la llegada de armadura, sin embargo, los pulmones de los soldados se protegen mucho más contra chorros que eran. Esto ha causado la incidencia del trauma pulmonar que seguía un chorro para caer lejos abajo del de los daños del cerebro o de la espina dorsal en conflictos militares modernos, a pesar de la diferencia en tolerancia del chorro.

Mientras que ha habido los estudios que sugieren cascos modernos ofrece un grado de protección contra ondas expansivas, no se ha diseñado ningún casco actualmente desplegado específicamente para la protección de chorro. Y porque soldados que experimentan hoy ondas expansivas mientras que desgasta la armadura no sea todo el que diferente de soldados hace 100 años que experimentaban ondas expansivas mientras que en las trincheras, 't de Op. Sys. Eynde decidía ver si esos viejos diseños ofrecieron cualesquiera lecciones que se aprenderán.

“Este estudio es, según mi entender, el primer para fijar las capacidades protectoras de estos cascos históricos del combate contra chorros,” dijo 't de Op. Sys. Eynde.

Trabajando con Cameron “Dale” bajos, el profesor de la investigación del socio de la ingeniería biomédica en el duque, 't de Op. Sys. Eynde creó un sistema para probar el funcionamiento de los cascos de la Primera Guerra Mundial del Reino Unido/de los Estados Unidos (Brodie), de la Francia (Adrian), de la Alemania (Stahlhelm) y Estados Unidos actuales combate la variante (casco avanzado del combate).

Los investigadores tomaron los giros que colocaban diversos cascos en la culata de cilindro de un simulacro equipada con los sensores de la presión en las diversas situaciones. Entonces pusieron la culata de cilindro directamente por debajo un tubo de descarga eléctrica, que fue sobrecomprimido con helio hasta que una explosión de la pared de la membrana, liberando el gas en una onda expansiva. Los cascos fueron probados con las ondas expansivas de la fuerza diversa, cada uno correspondiente a un tipo diferente de proyectil de artillería alemán que estallaba a distancia de un a cinco contadores de distancia.

La cantidad de presión experimentada en la corona de la culata de cilindro entonces fue comparada a las cartas del riesgo de la lesión cerebral creadas en estudios anteriores. Mientras que todos los cascos ofrecieron a cinco--diez veces a la reducción en el riesgo para la extracción de aire moderada del cerebro, el riesgo para alguien que desgastaba un casco de “Adrian” del francés circa-1915 era menos que para un de los otros cascos probados, incluyendo el casco avanzado moderno del combate.

“El resultado es intrigante porque el casco francés era manufacturado usando los materiales similares como sus contrapartes alemanas y británicas, e incluso tenía una pared más fina,” dijo 't de Op. Sys. Eynde. “La diferencia principal es que el casco francés tenía una cresta encima de su corona. Mientras que fue diseñada para desviar la metralla, esta característica pudo también desviar ondas expansivas.”

También puede ser que sea que, porque el sensor de la presión fue montado directamente bajo cresta, la cresta ofreció una primera capa adicional para reflejar la onda expansiva. Y el casco francés no mostró la misma ventaja en sensores de la presión en ninguna otra situación. Para las situaciones tales como los oídos, el funcionamiento parecía ser dictado por la anchura del borde del casco y apenas cuánto de la culata de cilindro revistió real.

En cuanto al casco moderno, 't de Op. Sys. Eynde teoriza que su estructura acodada pudo ser importante en su funcionamiento. Porque una onda expansiva se refleja cada vez encuentra un nuevo material con una diversa impedancia acústica, la estructura acodada del casco moderno puede ser que contribuya a su protección de chorro.

Pero ninguna materia que el casco fue probado, los resultados indicó sin obstrucción que los cascos pudieron desempeñar un papel especialmente importante en la protección contra trauma chorro-inducido suave del cerebro. Según los investigadores, estos demostraciones solas que encuentran la importancia de continuar este tipo de investigación para diseñar los cascos que pueden absorber mejor ondas expansivas de explosiones de arriba próximas.

“La diferencia una cresta simple o un borde más ancho puede hacer en la protección de chorro, demostraciones apenas cómo es importante esta línea de la investigación podría ser,” dijo 't de Op. Sys. Eynde, que vino inicialmente al duque en una beca del asiento educativo americano belga, que fue establecido con los fondos de ayudas a los damnificados americanas en Bélgica durante Primera Guerra Mundial. “Con todos los materiales y capacidades modernos de la fabricación que poseemos hoy, debemos poder llevar a cabo mejoras en el diseño del casco que protege contra ondas de chorro mejor que cascos hoy o hace 100 años.”

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.