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当WWI头盔与现代军事设计进行比较时,结果“令人震惊”

2021-09-30 17:50:06来源:

(单击图像可查看全图。)来自世界大战的法国头盔,我坐在震动管下面,以测试它在防震波浪下保护虚拟物的程度。沿着头盔的中心的脊被设计用于偏转弹片,但也可能有助于偏转冲击波,允许头盔优于现代作战头盔。

WWI Helmets防止冲击波以及现代设计。法国Adrian头盔表明简单的几何形状可能会从架空爆炸中拯救大脑。

杜克大学的生物医学工程师已经证明,尽管防止弹道和钝的影响,但现代军事头盔的进步,但现代军事头盔在保护大脑中由附近爆炸创造的冲击波而不是他们的世界大战,而不是他们的世界大战。特别是法国Adrian头盔的一个型号,实际上比现代设计更好地保护了免受架空爆炸的现代设计。

该研究可以通过选择不同的材料,通过选择不同的材料,分层多种声阻抗或改变它们的几何形状来改善未来头盔的爆炸保护。

来自第一次世界大战的法国头盔的高速视频被抨击了一个旨在模仿德国炮弹几米之遥的爆炸。

结果于2020年2月13日在线在线公布,在杂志之一。

“虽然我们发现所有头盔都提供了大量防止爆炸的保护,但我们惊讶地发现,这位100岁的头盔和现代的盔部队一样,”Joost Op'TIENDE,生物医学工程研究。 D.杜克和第一个研究作者的学生。“实际上,一些历史头盔在某些方面表现得更好。”

研究人员最近才开始研究大脑伤害的冲击波可能导致自己 - 并充分理体。头盔最初是旨在保护像子弹和弹片等渗透物体,并且在它们造成轻微脑损伤之前,爆炸波将通过肺创伤杀死。

然而,随着身体护甲的出现,士兵的肺部远远不如以前那种爆炸的保护。尽管爆炸性耐受性有所不同,这导致爆炸后肺突出降至远低于脑或脊柱损伤的损伤后的发病率。

虽然已经有了研究表明现代头盔提供了防止冲击波的保护程度,但目前没有专门为爆炸保护设计的头盔。而且由于士兵们在穿着身体盔甲的同时经历冲击波并不是所有与士兵不同的人100年前在战壕中遇到冲击波,OP'TIENDE决定看到这些旧设计是否提供了任何课程。

“虽然我们发现所有头盔都提供了大量的防止保护,但我们惊讶地发现100岁的头盔和现代人一样。” - joost op'tinde

“本研究是,据我们所知,首先评估这些历史战斗头盔的保护能力促进爆炸的保护能力,”Op'TIENDE说。

与Cameron“Daile”Bass,Duke的生物医学工程副教授,OP'TIENDE创建了一个系统来测试来自英国/美国(Brodie),法国(阿德里安),法国(阿德里安)的世界大战我的头盔的表现(Stahlhelm)和当前的美国战斗机(先进的作战头盔)。

研究人员轮流将不同的头盔放在有些位置的虚拟传感器上装备的虚拟头上。然后,它们直接将头部直接放置在冲击管下方,其用氦气加压直至膜壁爆发,释放出冲击波中的气体。用冲击波的变化强度测试了头盔,每个电击波相对应与不同类型的德国炮击壳爆炸从一到五米的距离爆炸。

然后将在头顶上经历的压力与先前研究中创建的脑损伤风险表相比。虽然所有Helmets都提供了50到10倍的风险,但适度的脑出血的风险,佩戴1915年的French“Adrian”头盔的人的风险低于任何其他头盔,包括现代先进的战斗头盔。

在世界大战中使用的美国和英国力量使用的布罗迪瓦头盔我被激烈击中了一个冲击波来测试它在原发性爆炸中保护虚拟的程度。

“结果是有趣的,因为法国头盔是使用类似材料制造的,作为其德国和英国同行,甚至有一个较薄的墙壁,”Op'TIENDE说。“主要区别在于法国头盔在其皇冠上有一个嵴。虽然它被设计为偏转弹片,但这个功能也可能是偏转冲击波。“

也可能是,因为压力传感器直接安装在顶部下方,所以嵴提供了用于反射冲击波的附加第一层。并且法国头盔在任何其他位置的压力传感器上没有显示出相同的优势。对于诸如耳朵的位置,性能似乎被头盔边缘的宽度决定,只是它实际覆盖了多少头。

至于现代头盔,OP'TIENDE理论到其层状结构在其性能中可能是重要的。由于每次遇到具有不同声阻抗的新材料时,都会反映了冲击波,所以现代头盔的分层结构可能有助于其爆炸保护。

但无论测试哪种头盔,结果都清楚地表明头盔可能在保护轻度爆炸脑创伤方面发挥尤为重要作用。据研究人员称,这种发现仅表明了继续这种类型的研究,以设计能够从附近的开销爆炸中吸收冲击波的盔甲的重要性。

“差异是一个简单的波峰或更广泛的边缘可以用爆炸保护,显示这一研究线的重要性可能是多么重要,”Op'tIende说,他们最初来自比利时美国教育基金会的奖学金,这在第二次世界大战期间,在比利时的美国救援工作中建立了资金。“随着我们今天拥有的所有现代材料和制造能力,我们应该能够改进盔甲设计,这些盔甲设计比今天或100的头盔更好地保护几年前。”

参考:“战斗头盔设计中的主要爆炸波保护:当今和世界大战之间的历史比较我”由Joost Op'TIENDE,Allen W. Yu,Christopher P. Eckersley和Cameron R. Bass,2012年2月13日,Plos One。 DOI:
10.1371 / journal.pone.0228802