Risultati “scioccanti” quando gli elmetti della Prima Guerra Mondiale furono confrontati con i moderni modelli militari

Da Duke University15 febbraio 2020

(Fare clic sull'immagine per visualizzarla completa.) Un elmetto francese della prima guerra mondiale si trova sotto un tubo d'urto per testare quanto bene protegge il manichino sottostante da un'onda d'urto. La cresta al centro del casco era progettata per deviare le schegge, ma potrebbe anche aver contribuito a deviare l'onda d'urto, consentendo al casco di superare in prestazioni anche i moderni elmetti da combattimento. Credito: Joost Op 't Eynde, Duke University

I caschi della Prima Guerra Mondiale proteggono dalle onde d'urto proprio come il design moderno. L'elmetto francese Adrian suggerisce che la geometria semplice può salvare il cervello dalle esplosioni in alto.

Gli ingegneri biomedici della Duke University hanno dimostrato che, nonostante i significativi progressi nella protezione dalla balistica e dagli impatti contundenti, i moderni elmetti militari non sono migliori nel proteggere il cervello dalle onde d'urto create dalle esplosioni vicine rispetto ai loro omologhi della Prima Guerra Mondiale. E un modello in particolare, il casco francese Adrian, in realtà ha funzionato meglio dei modelli moderni nella protezione dalle esplosioni dall'alto.

La ricerca potrebbe aiutare a migliorare la protezione contro le esplosioni dei futuri caschi attraverso la scelta di materiali diversi, la stratificazione di più materiali con diversa impedenza acustica o l’alterazione della loro geometria.

Un video ad alta velocità di un elmetto francese della Prima Guerra Mondiale bombardato da un'onda d'urto progettata per imitare l'esplosione dei proiettili dell'artiglieria tedesca a pochi metri di distanza. Credito: Joost Op 't Eynde, Duke University

I risultati sono stati pubblicati online il 13 febbraio 2020 sulla rivista PLOS ONE.

"Anche se abbiamo scoperto che tutti i caschi fornivano una notevole protezione contro le esplosioni, siamo rimasti sorpresi di scoprire che i caschi vecchi di 100 anni funzionavano altrettanto bene di quelli moderni", ha affermato Joost Op 't Eynde, un laureato in ingegneria biomedica. D. studente alla Duke e primo autore dello studio. "In effetti, alcuni caschi storici hanno funzionato meglio sotto alcuni aspetti."

I ricercatori hanno iniziato solo di recente a studiare il danno cerebrale che un’onda d’urto può causare da sola – e per una buona ragione. I caschi sono stati originariamente progettati per proteggere da oggetti penetranti come proiettili e schegge, e le onde d'urto uccidono attraverso traumi polmonari molto prima di causare anche lievi danni al cervello.

Con l'avvento dei giubbotti antiproiettile, tuttavia, i polmoni dei soldati sono molto più protetti rispetto al passato da tali esplosioni. Ciò ha fatto sì che l’incidenza dei traumi polmonari a seguito di un’esplosione scendesse ben al di sotto di quella delle lesioni cerebrali o spinali nei moderni conflitti militari, nonostante la differenza nella tolleranza all’esplosione.

Sebbene siano stati condotti studi che suggeriscono che i caschi moderni forniscono un certo grado di protezione dalle onde d'urto, nessun casco attualmente utilizzato è stato progettato specificamente per la protezione dalle esplosioni. E poiché i soldati di oggi che sperimentano le onde d'urto mentre indossano l'armatura non sono poi così diversi dai soldati di 100 anni fa che sperimentavano le onde d'urto mentre erano in trincea, Op 't Eynde ha deciso di vedere se quei vecchi progetti offrissero qualche lezione da imparare.

"Anche se abbiamo scoperto che tutti i caschi fornivano una notevole protezione contro le esplosioni, siamo rimasti sorpresi di scoprire che i caschi centenari funzionavano altrettanto bene di quelli moderni." — Joost Op 't Eynde

"Questo studio è, per quanto ne sappiamo, il primo a valutare le capacità protettive di questi storici elmetti da combattimento contro le esplosioni", ha affermato Op 't Eynde.

Lavorando con Cameron “Dale” Bass, professore associato di ricerca di ingegneria biomedica alla Duke, Op 't Eynde ha creato un sistema per testare le prestazioni degli elmetti della Prima Guerra Mondiale provenienti dal Regno Unito/Stati Uniti (Brodie), Francia (Adrian), Germania (Stahlhelm) e un'attuale variante di combattimento degli Stati Uniti (Elmetto da combattimento avanzato).

I ricercatori, a turno, hanno posizionato diversi caschi sulla testa di un manichino dotato di sensori di pressione in vari punti. Hanno quindi posizionato la testa direttamente sotto un tubo d'urto, che è stato pressurizzato con elio fino a quando la parete della membrana non è scoppiata, rilasciando il gas in un'onda d'urto. Gli elmetti furono testati con onde d'urto di varia intensità, ciascuna corrispondente a un diverso tipo di proiettile dell'artiglieria tedesca che esplodeva da una distanza compresa tra uno e cinque metri.