Hełm sprzed 100 lat lepiej chroni mózg przed falą uderzeniową niż współczesny hełm

Inżynierowie biomedyczni z Duke University wykazali, że hełmy z I wojny światowej równie dobrze jak te współczesne chronią przed falą uderzeniową. A jeden konkretny model, francuski Adrian z 1915 roku, przewyższa współczesne hełmy pod względem ochrony głowy przed falą uderzeniową.

Nowoczesne hełmy lepiej chronią przed pociskami czy tępymi uderzeniami, ale przez dziesięciolecia ich konstruktorzy nie potrafili poprawić ochrony głowy w sytuacji, gdy w pobliżu wybuchnie pocisk, a żołnierz zostanie poddany działaniu fali uderzeniowej.

Stwierdziliśmy, że wszystkie hełmy stanowiły solidną ochronę przed falą uderzeniową wybuchu, ale zdumiało nas, że hełmy sprzed 100 lat sprawowały się równie dobrze, co współczesne konstrukcje. Okazało się, że niektóre z historycznych hełmów były nawet lepsze, mówi Joost Op't Eynde, główny autor badań.

Naukowcy dopiero niedawno zainteresowali się wpływem fali uderzeniowej na mózgi żołnierzy. Spowodowane to było faktem, że hełmy projektowane są pod kątem odporności na uderzenia pocisków, a fala uderzeniowa była do niedawna groźna głównie dla płuc. W wyniku jej działania dochodziło do śmiertelnych uszkodzeń płuc na długo zanim taka fala mogła zaszkodzić mózgowi.

Jednak po rozpowszechnieniu się pancerzy chroniących ciało, płuca żołnierzy są dobrze chronione. Okazało się, że na współczesnym polu walki fala uderzeniowa zabija uszkadzając mózg, a nie płuca. Stąd też potrzeba zbadania stopnia ochrony, jaką hełmy zapewniają w obliczu fali uderzeniowej. Tym bardziej, że nie są one projektowane pod kątem takiej ochrony.

Uczeni z Duke University postanowili porównać hełmy współczesne z tymi z I wojny światowej, gdyż stwierdzili, że współczesny żołnierz noszący pancerz jest chroniony podobnie, jak żołnierz z I wojny światowej znajdujący się w okopie podczas wybuchu.
Naukowcy porównali hełmy Brodie (Wielka Brytania), Adrian (Francja) i Stahlhelm (Niemcy) ze współczesnym amerykańskim Advanced Combat Helmet.

Hełmy zakładano na głowę manekina wyposażoną w liczne czujniki. Całość umieszczano pod urządzeniem, które gwałtownie uwalniało sprężony hel, wywołując falę uderzeniową. Na hełmach testowano falę o różnej sile, odpowiadającej eksplozji pociusk artyleryjskiego w odległości od 1 do 5 metrów od celu. Siła działająca na głowę manekina była następnie przeliczana na ryzyko pojawienia się krwawienia w mózgu.

Okazało się, że każdy z hełmów zmniejszał ryzyko umiarkowanego krwawienia z mózgu od 5 do 10 razy. Jednak hełm Adrian zapewniał najlepsza ochronę. Te wyniki były intrygujące, gdyż francuski hełm był wykonany z podobnych materiałów co hełmy niemiecki i brytyjski, miał nawet cieńsze ścianki. Główna różnica między nimi jest taka, że hełm ten ma na górze grzebień. Jego celem była ochrona przed odłamkami, ale może on również chronić przed falą uderzeniową, mówi Op't Eynde. Z kolei jeśli chodzi o siły działające z boku, a nie z góry, to znaczenie miało tutaj szerokość hełmu i to, jak dużą część głowy obejmował.

Niezależnie jednak od konstrukcji, każdy z hełmów dobrze chronił przed falą uderzeniową. A to wskazuje, jak podkreślają uczeni, że warto podczas projektowania hełmów skupić się też na tym aspekcie ochrony żołnierza. Tym bardziej, że tak proste rzeczy jak grzebień od góry i szerokość hełmu mają olbrzymie znaczenie. Współczesne materiały i techniki produkcyjne powinny pozwolić na takie ulepszenie hełmów, że będą lepiej chroniły przed falą uderzeniową niż hełmy sprzed 100 lat, stwierdzają autorzy badań.

hełm I wojna światowa Adrian Stahlhelm Brodie