제1차 세계 대전 헬멧을 현대 군용 디자인과 비교했을 때의 "충격적인" 결과

May 10, 2023

듀크대학교 2020년 2월 15일

(전체 보기를 보려면 이미지를 클릭하십시오.) 제1차 세계 대전의 프랑스 헬멧이 충격파로부터 아래에 있는 더미를 얼마나 잘 보호하는지 테스트하기 위해 충격 튜브 아래에 놓여 있습니다. 헬멧 중앙 아래의 능선은 파편을 반사하도록 설계되었지만 충격파를 편향시키는 데도 도움이 되어 헬멧이 현대 전투 헬멧보다 성능이 뛰어날 수 있었습니다. 출처: Duke University Joost Op 't Eynde

WWI 헬멧은 현대적인 디자인과 마찬가지로 충격파로부터 보호합니다. 프랑스의 아드리안 헬멧은 단순한 기하학적 구조가 머리 위 폭발로부터 두뇌를 보호할 수 있음을 시사합니다.

듀크 대학교의 생의학 엔지니어들은 탄도학 및 둔기 충격으로부터 보호하는 데 상당한 발전이 있었음에도 불구하고 현대 군용 헬멧이 제1차 세계 대전 헬멧보다 근처 폭발로 인해 발생하는 충격파로부터 뇌를 보호하는 데 더 나을 것이 없음을 입증했습니다. 특히 한 모델인 프랑스의 Adrian 헬멧은 실제로 머리 위 폭발로부터 보호하는 데 있어 현대 디자인보다 더 나은 성능을 발휘했습니다.

이 연구는 다양한 재료를 선택하고, 다양한 음향 임피던스의 여러 재료를 적층하거나 형상을 변경하여 미래 헬멧의 폭발 방지 기능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

제1차 세계 대전의 프랑스 헬멧이 몇 미터 떨어진 독일 포탄의 폭발을 모방하도록 설계된 충격파에 의해 포격당하는 고속 비디오입니다. 출처: Duke University Joost Op 't Eynde

이번 연구 결과는 2020년 2월 13일자 PLOS ONE 저널 온라인판에 게재됐다.

"우리는 모든 헬멧이 폭발에 대해 상당한 수준의 보호 기능을 제공한다는 사실을 발견했지만, 100년 된 헬멧이 현대 헬멧만큼 성능을 ​​발휘한다는 사실에 놀랐습니다."라고 생체의학 공학 박사인 Joost Op 't Eynde는 말했습니다. 디. Duke의 학생이자 연구의 첫 번째 저자입니다. "실제로 일부 역사적인 헬멧은 어떤 측면에서 더 나은 성능을 발휘했습니다."

연구자들은 최근에야 충격파 자체로 인해 발생할 수 있는 뇌 손상을 연구하기 시작했습니다. 그럴 만한 이유가 있습니다. 헬멧은 원래 총알이나 파편과 같은 관통 물체로부터 보호하도록 설계되었으며 폭발파는 경미한 뇌 손상을 일으키기 훨씬 전에 폐 외상을 통해 사망합니다.

그러나 방탄복의 출현으로 군인의 폐는 예전보다 그러한 폭발로부터 훨씬 더 보호됩니다. 이로 인해 폭발 내성의 차이에도 불구하고 폭발 후 폐 외상 발생률이 현대 군사 분쟁에서 뇌 또는 척추 부상 발생률보다 훨씬 낮아졌습니다.

최신 헬멧이 충격파로부터 어느 정도 보호 기능을 제공한다는 연구 결과가 있었지만 현재 배포된 헬멧은 폭발 방지를 위해 특별히 설계된 헬멧은 없습니다. 그리고 오늘날 군인들이 방탄복을 입고 충격파를 경험하는 것은 100년 전 군인들이 참호에서 충격파를 겪는 것과 크게 다르지 않기 때문에 Op 't Eynde는 이러한 오래된 디자인이 교훈을 얻을 수 있는지 알아보기로 결정했습니다.

"우리는 모든 헬멧이 폭발로부터 상당한 수준의 보호 기능을 제공한다는 사실을 발견했지만, 100년 된 헬멧이 현대 헬멧과 동일한 성능을 발휘한다는 사실에 놀랐습니다." — Joost Op 't Eynde

Op 't Eynde는 "이번 연구는 우리가 아는 한, 역사적 전투 헬멧의 폭발 방지 능력을 평가한 최초의 연구"라고 말했습니다.

Op 't Eynde는 Duke의 생의학 공학 연구 부교수인 Cameron "Dale" Bass와 협력하여 영국/미국(Brodie), 프랑스(Adrian), 독일의 제1차 세계 대전 헬멧 성능을 테스트하는 시스템을 만들었습니다. (Stahlhelm) 및 현재 미국 전투 변형(고급 전투 헬멧)입니다.

연구원들은 다양한 위치에 압력 센서가 장착된 더미 머리에 다양한 헬멧을 교대로 배치했습니다. 그런 다음 그들은 머리를 충격관 바로 아래에 놓고 막 벽이 터질 때까지 헬륨으로 압력을 가해 충격파로 가스를 방출했습니다. 헬멧은 다양한 강도의 충격파로 테스트되었으며, 각각은 1~5m 거리에서 폭발하는 다양한 유형의 독일 포탄에 해당합니다.