WWI Helme schützen gegen Druckwellen ebenso wie moderne designs

iomedical-Ingenieure von der Duke University haben gezeigt, dass trotz bedeutender Fortschritte im Schutz von Ballistik und stumpfen Schlägen, moderne militärische Helme sind nicht besser schützen das Gehirn von Stosswellen erzeugt, die durch Explosionen in der Nähe, als Ihre Welt Krieg ich Kollegen. Und ein Modell im besonderen, dem französischen Adrian-Helm, der tatsächlich günstiger als die modernen designs, die in den Schutz von overhead-Blasten.

Die Forschung könnte dazu beitragen, den blast-Schutz der Zukunft Helme durch die Wahl unterschiedlicher Materialien, die Schichtung mehrerer Materialien verschiedener akustischer Impedanz bzw. der änderung Ihrer geometrie.

Die Ergebnisse erschienen online am 13. Februar in der Fachzeitschrift „PLOS ONE“.

„Während wir fanden, dass alle Helme werden zur Verfügung gestellt eine erhebliche Menge an Schutz gegen blast -, waren wir überrascht zu finden, dass die 100-Jahr-alten Helmen durchgeführt, ebenso wie moderne,“ sagte Joost Op ‚t Eynde, a biomedical engineering Doktorand an der Duke und ersten Autor von der Studie. „In der Tat, einige historische Helme durchgeführt besser in mancher Hinsicht.“

Forscher haben erst vor kurzem angefangen zu studieren, das Gehirn Schaden eine Schockwelle kann dazu führen, dass auf seine eigene—und das aus gutem Grund. Helme wurden ursprünglich entwickelt, um Schutz vor eindringende Objekte wie Kugeln und Granatsplitter und die Druckwellen töten durch Lungen-trauma, lange bevor Sie verursachen selbst kleinere Gehirn Schaden.

Mit dem Aufkommen von Körper Rüstung, aber die Soldaten des Gegners sind viel mehr geschützt vor solchen Explosionen, als Sie verwendet werden. Dadurch hat sich die Inzidenz der pulmonalen trauma nach einer Explosion fallen weit unten, dass der Gehirn-oder Wirbelsäulenverletzungen, die in modernen militärischen Konflikten, trotz der Unterschiede in blast Toleranz.

Zwar gibt es Studien, die nahelegen, dass moderne Helme bieten einen gewissen Schutz vor Stoß-Wellen, derzeit keine bereitgestellt Helm wurde speziell entwickelt für den blast-Schutz. Und weil Soldaten erlebt heute Stoßwellen beim tragen von Schutzwesten sind gar nicht so Verschieden von Soldaten, die vor 100 Jahren erleben-Schock-Wellen, während in den Schützengräben, Op ‚t Eynde beschlossen, um zu sehen, ob die alten designs angeboten, die alle Lektionen gelernt werden.

„Diese Studie ist, zu den besten unseres Wissens, die erste zur Bewertung der Schutzwirkung von diesen historischen Kampf Helme gegen Explosionen“, sagt Op ‚t Eynde.

Die Arbeit mit Cameron „Dale“ Bass, associate research professor of biomedical engineering an der Duke, Op ‚t Eynde erstellt ein system zum testen der performance der Welt Krieg ich Helme aus dem Vereinigten Königreich/Vereinigte Staaten (Brodie), Frankreich (Adrian), Deutschland (Stahlhelm) und einen aktuellen United States combat-Variante (Advanced Combat Helmet).

Die Forscher wechselten die Platzierung unterschiedlicher Helme auf einen dummy-Kopf ausgestattet mit Drucksensoren, die an verschiedenen Standorten. Sie legte dann den Kopf direkt unter einem Schock Rohr, das unter Druck gesetzt wurde mit helium bis zu einer Membran, der Wand platzen, die Freigabe der gas-in eine Schockwelle. Die Helme wurden getestet mit Stoßwellen unterschiedlicher Stärke, die jeweils eine andere Art von deutschen Artilleriegranate explodiert aus einer Entfernung von einer bis fünf Meter entfernt.

Die Höhe der Druck-erfahrenen an der Krone des Kopfes war dann im Vergleich zu brain injury risk-Diagramme erstellt, die in früheren Studien. Während alle Helme zur Verfügung gestellt einer fünf-bis Zehnfache Verringerung des Risikos für mittelschwere Hirnblutung, das Risiko für jemanden, der das tragen eines circa 1915 Französisch „Adrian“ – Helm wurde weniger, als für die anderen Helme getestet, darunter das moderne advanced combat helmet.

„Das Ergebnis ist faszinierend, weil die französische Helm hergestellt wurde unter Verwendung von ähnlichen Materialien, die als Ihre deutschen und britischen Kollegen, und hatte sogar eine dünnere Wand“, sagt Op ‚t Eynde. „Der Hauptunterschied ist, dass der französische Helm hatte einen Kamm auf der Oberseite der Krone. Während es entworfen wurde, um abzulenken Granatsplitter, diese Funktion könnte auch die Ablenkung von Schock-Wellen.“

t könnte auch sein, dass, weil der Druck-sensor wurde montiert, direkt unter dem Kamm, der Kamm bot eine zusätzliche erste Schicht für die Reflexion der Druckwelle. Und die Französisch-Helm nicht die gleiche Vorteil in der Druck-sensoren an einem anderen Ort. Für Standorte wie die Ohren, die Leistung zu sein schien, diktiert durch die Breite des Helms Krempe und wie viel der Kopf es eigentlich abgedeckt.

Wie für die moderne Helm, Op ‚t Eynde theoretisiert, dass seine mehrschichtige Struktur, die wichtig sein könnten in Ihrer Leistung. Weil eine Druckwelle reflektiert wird jedes mal auf ein neues material mit einer akustischen Impedanz, die Schichtstruktur der modernen Helm könnte dazu beitragen, dass seine Explosion protection.

Aber egal welche Helm getestet wurde, die Ergebnisse deutlich darauf hingewiesen, dass Helme könnten, spielen eine besonders wichtige Rolle beim Schutz gegen leichte Explosion-induziertes Hirn-trauma. Nach Angaben der Forscher, diese Feststellung allein zeigt, wie wichtig die Fortsetzung dieser Art der Forschung zu design-Helme, die besser zu absorbieren Schock Wellen aus der Nähe overhead-Explosionen.