Биомедицинские инженеры из Университета Дьюка показали, что, несмотря на значительные достижения в области защиты от баллистики и тупых ударов, современные военные шлемы ничем не лучше в защите мозга от ударной волны от близлежащих взрывов, чем их аналоги я Мировая война. И одна модель, в частности, французских Эдриан шлем, на самом деле лучше, чем современные конструкции для защиты от воздушных взрывов.
Исследование может помочь улучшить защиту от взрыва будущих шлемов по выбору различных материалов, наложения нескольких слоев материалов различного акустического сопротивления, или изменяя их геометрию.
Результаты появились в Сети 13 февраля в журнале Эксперт.
«Пока мы обнаружили, что все шлемы получили большое количество защиты от взрыва, мы с удивлением обнаружили, что 100-летний шлемов выполняется точно также, как и современные», — сказал Йоост op ‘Т Eynde, биомедицинской инженерии аспирант герцог и первый автор исследования. «Действительно, некоторые исторические каски были лучше в некоторых отношениях.»
Исследователи только недавно начали изучать повреждения головного мозга ударная волна может нанести на своей собственной-и не зря. Шлемы были первоначально предназначены для защиты от проникновения объектов, таких как пули и осколки и взрывные волны будут убивать через легочной травме задолго до того, они вызывают даже незначительные повреждения мозга.
С появлением бронежилетов, однако, легкие солдатские гораздо более защищены от таких взрывов, чем раньше. Это вызвало падение легочной травмы после взрыва упасть гораздо ниже мозга или травм позвоночника в современных военных конфликтах, несмотря на разницу в доменных толерантности.
Хотя есть исследования, которые показывают современные шлемы обеспечивают защиту от ударной волны, ни развернутых в настоящее время шлем был специально разработан для защиты от взрыва. И потому, что солдаты сегодня испытывают ударных волн при ношении бронежилета не сильно отличаются от солдат, 100 лет назад, испытывающих ударных волн, в то время как в окопах, op ‘Т Eynde решили посмотреть, если бы эти старые конструкции, которые предоставляет любые уроки.
«Это исследование является, насколько нам известно, первым, чтобы оценить защитные возможности этих исторических боевых наголовий против взрывов», — сказал op ‘Т Eynde.
Работать с Кэмероном «Дейл» бас, младший научный профессор биомедицинской инженерии в Университете Дьюка, op ‘Т Eynde создали систему для тестирования производительности мировой войны шлемы из Великобритания/США (Броди), Франция (Адриан), Германия (Stahlhelm) и нынешних США боевой вариант (продвинутый боевой шлем).
Исследователи взяли по очереди ставят разные каски на голове манекена, оснащенных датчиками давления в различных местах. Затем они сложили головы непосредственно под ударной трубе, которая была надутая гелием до тех пор, пока мембраны стены лопнули, выпуская газ в ударной волне. Шлемы были протестированы с ударными волнами разной силы, каждая из которых соответствует различным типом немецкий артиллерийский снаряд взрывается на расстоянии от одного до пяти метров.
Количество давления, оказываемого на темени был тогда по сравнению с мозгом таблицы для оценки риска травмы, созданных в предыдущих исследованиях. Хотя все шлемы, предоставленные в пять-десять раз уменьшает риск развития умеренного кровотечения мозга, риск для человека в около-1915 французский «Адриан» шлем был меньше, чем для любых других протестированных шлемов, включая современный боевой шлем.
«В результате интригует, потому что французский шлем был изготовлен с использованием аналогичных материалов как немецкие и британские коллеги, и даже тоньше стены», — сказал op ‘Т Eynde. «Главное отличие состоит в том, что французский шлем имел гребень на вершине короны. В то время как она была разработана, чтобы отвлечь шрапнели, эта функция может также быть отклонения ударной волны.»
Это также может быть, что датчик давления был установлен непосредственно под хохла, хохол предоставляется дополнительный первый слой для отражения ударной волны. И французский шлем не показывают такое же преимущество в датчики давления в любом другом месте. Для местах, таких как уши, представление, казалось, были продиктованы ширина краев шлема и сколько головы это на самом деле прикрыли.
Что касается современной шлем, op ‘Т Eynde теоретизирует, что его слоистая структура может быть важным в его исполнении. Потому что ударная волна отражается каждый раз, когда он сталкивается с новым материалом с различным акустическим сопротивлением, слоистая структура современного шлема может способствовать его защиты от ударной волны.
Но независимо от того, какой шлем был протестирован, результаты ясно показали, что шлемы могут играть особенно важную роль в защите от мягкого взрыва-вызванная травмой головного мозга. По словам исследователей, один этот факт показывает важность продолжения такого рода исследований, дизайна шлемов, которые могут лучше поглощать ударные волны от близлежащих воздушных взрывов.
«Разница простой хохол или более широкий Брим можете сделать в доменных защиты, говорит о том, что это направление исследований могло бы быть», — сказал op ‘Т Eynde, которые изначально пришли к Дюку на стипендию от бельгийской Американский образовательный фонд, который был создан на средства американского усилия по оказанию помощи в Бельгии во время Первой мировой войны «со всеми современными материалами и производственными возможностями, которыми мы обладаем сегодня, мы должны быть в состоянии вносить улучшения в дизайн шлема, который защищает от ударных волн лучше, чем шлемы сегодня или 100 лет назад».