Factors Contributing to Increased Blast Overpressure Inside Modern Ballistic HelmetsThis study demonstrates the orientation and the "shape factor" have pronounced effects on the development of the localized pressure fields inside of the helmet. We used anatomically accurate headform to evaluate four modern combat helmets under blast loading conditions in the shock tube. The Advanced Combat Helmet (ACH) is used to capture the effect of the orientation on pressure under the helmet. The three modern combat helmets: Enhanced Combat Helmet (ECH), Ops-Core, and Airframe, were tested in frontal orientation to determine the effect of helmet geometry. Using the unhelmeted headform data as a reference, we characterized pressure distribution inside each helmet and identified pressure focal points. The nature of these localized “hot spots” is different than the elevated pressure in the parietal region of the headform under the helmet widely recognized as the under-wash effect also observed in our tests. It is the first experimental study which indicates that the helmet presence increased the pressure experienced by the eyes and the forehead (glabella). Pressure fingerprinting using an array of sensors combined with the application of principle component analysis (PCA) helped elucidate the subtle differences between helmets.www.mdpi.com




해당 자료에서 알 수 있는 사실들을 나열해 보자면

-헬멧을 쓰는 것은 헬멧을 쓰지 않는 것에 비해 폭압의 영향을 많이 받음

-모든 헬멧(ECH, 옵스코어, 에어프레임)은 머리의 전면부와 눈에 폭압을 강하게 받음

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추가로  Underwash 효과로 인해 풀컷(ECH)는 관자놀이에 많은 폭압을 하이컷(옵스코어, 에어프레임)은 머리의 후면부에 많은 폭압을 받음

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에어프레임은 특유의 디자인 때문에 최고 압력값은 낮았으나 모든 헬멧 중 폭압이 잔류하는 시간이 가장 길었으며 전달되는 임펄스값이 가장 높았음

-폭압의 입사 방향에 따라 최고 압력이 달라졌으며 정면방향에서 오는 폭압은 모든 헬멧에서 일관되게 가장 높은 최고 압력을 받았으며 이는 뒷면에서 오는 폭압에 비해 2배에 달하는 수치임



추가로 헬멧의 주요 기능이 둔기 외상 보호 및 파편상 보호임을 잊지 말아야 하며 폭압을 줄여줄 수 있는 최고의 헬멧 디자인이 있냐는 물음에 확답은 못하나 각 헬멧 형상에 따른 '압력 지문'이 존재하니 변수를 식별하는데 도움이 될 것이라고 함

또한 실험에서 헬멧의 서스펜션 시스템이나 패드의 형상과 그로인한 머리와 헬멧의 간격 그리고 헤드셋의 유무는 고려되지 않았으며 이러한 요소는 폭압 변화에 유의미한 변수로 작용될 것이라고 예상함