摘要：冲击波防护能力是单兵头盔的主要性能指标,对提高单兵战场生存能力具有重要意义。为了提高单兵头盔的冲击波防护性能,针对先进战斗头盔内衬的结构以及布置方式展开探索,提出环形聚脲-聚氨酯泡沫-海绵复合材料外沿内衬设计,并进行防护性能评估。通过激波管和实爆,针对有/无头盔以及装配不同结构及尺寸外沿内衬头盔的冲击波防护性能展开测试,对前额、颅顶及后脑3个重点区域位置表面的冲击波波形以及压力峰值进行对比分析。实验结果表明:佩戴头盔后冲击波主要通过头-头盔间隙以绕射的形式进入并作用于头部表面,间隙内冲击波聚集叠加反而可能会使压力增强,且由于叠加汇聚效应往往导致距离爆源较远的位点,容易形成局部高压区;环形聚脲-聚氨酯泡沫-海绵复合材料外沿内衬可以有效阻挡绕射波进入头盔内部、减弱绕射波叠加效应,各测点冲击波超压衰减率均可达40%以上;在所采用的入射冲击波(弱冲击波)条件下,冲击波作用过程中形成的间隙越小,防护效果越好;当聚脲-聚氨酯泡沫材料宽度为15 mm时外沿内衬与头模贴合程度最好且防护效果最优,外场爆炸实验结果显示,前额、颅顶和后脑位置超压衰减率分别可高达92.26%、88.82%和87.19%。

摘要：头盔的质量特性是评价和改善其工效性的重要依据。围绕质量和质心的精确测试,设计了头盔定位机构和标准头模;针对转动惯量的高精度测试,构造了基于磁悬浮轴承的扭摆测试台;结合测试机构讨论了头盔质量、质心及转动惯量精确测试的原理与方法。通过PC测控系统的抗干扰设计实现了测试仪可靠控制和高精度数据采集。系统实验与生产应用表明,该测试仪操作简单、易于维护,其常规测试精度分别达到质量0.05%、质心0.1%和转动惯量0.5%,验证了设计的有效性。

摘要：以对比的方法对安全头盔标准ECE R22—2002和GB 811—2010差异性进行了研究,对两个标准中的冲击测试、佩戴装置强度性能测试、刚性测试、佩戴装置稳定性测试、穿透测试、突出物和摩擦测试等机械强度检测项目进行了详细的对比分析,为头盔设计和检测人员总结了需要注意的事项,对两套标准在机械强度检测项目上的完善提出了建设性意见。

摘要：开展飞行员头盔夜视镜系统的高速气流吹袭试验,研究其气动特性和作用在人体颈椎上的力,评价其对弹射救生安全性的影响,为头盔夜视镜系统的设计和使用提供依据。采用高速气流吹袭台(敞开式风洞)吹袭的试验方法,将弹射座椅固定在吹袭台喷口前的台架上,试验假人(HYBRID II型假人)端正地放置在弹射座椅上,试验假人穿抗荷服,佩戴头盔、夜视镜、供氧面罩。以850 km/h的吹袭速度作为试验的起点,按照试验设计确定的原则依次调整吹袭速度。夜视镜分下位(工作)和上位(非工作)2个状态进行试验,用高速摄像机记录头盔夜视镜在吹袭时的佩戴状态,测量试验假人颈椎下端的力和力矩。高速摄像机、力和力矩测量系统用高速气流吹袭台设定的时间基准同步测量。共进行了10发试验,其中5发试验夜视镜从头盔上吹脱,5发未吹脱;获得了各次试验中假人颈椎的受力曲线及夜视镜吹脱的时刻和轨迹。按照试验合格判据,吹袭速度均未超过850 km/h。头盔加装夜视镜后,相比头盔不加装夜视镜,气流吹袭性能下降,吹袭速度800 km/h以上颈椎力矩超标,700 km/h为临界点,600 km/h合格。建议将头盔夜视镜系统的气流吹袭性能包线限制在600 km/h以内。

摘要：在激烈而快速的公路自行车比赛中,各种事故屡见不鲜,给运动员生命安全带来极大威胁。目前,对于公路自行车运动员的头盔性能和头部损伤缺乏深入的研究。所以在采集和归纳公路自行车比赛典型事故形态基础上,采用试验和仿真分析相结合的方法构建公路自行车、骑车人和头盔耦合模型,深入分析和评估典型事故场景中骑车人头部损伤响应和头盔的头部损伤防护性能。结果表明,头盔能对骑车人头部起到明显的损伤防护效果,但部分场景中骑车人仍可能发生严重的头部损伤;不同头盔对骑车人头部损伤防护性能差异明显,且与价格没有直接相关性。头盔对不同体型的骑车人头部损伤防护效果存在显著差异,其中50百分位男性的运动学响应峰值和损伤风险均为最低,5百分位女性的所有损伤准则预测值均为最高,且至少有55%的女性骑车人存在显著的颅骨骨折及严重颅脑损伤风险。本研究考察的事故边界参数(事故速度、摩擦因数和坡度)均对事故中骑车人头部损伤没有显著影响;国际自行车联盟规定在距离爬坡终点五公里处可以不佩戴头盔,本研究建议骑车人在公路自行车比赛中全程佩戴安全头盔。本研究将为公路自行车比赛安全头盔的设计提供参考,也为完善公路赛规则提供数据支撑。

摘要：通过探讨多模态交互方式与送餐员头盔结合的形式,提升送餐员骑行安全性和配送效率。运用层次任务分析法分析送餐员的配送任务流程后发现,送餐员各感官模态与动作通道间存在的不合理资源竞争是导致其骑行安全性和配送效率低的主要原因。构建了多模态交互模型并提出设计策略,通过设计实例验证了该方法的可行性。结果表明:将多模态交互方式与送餐员头盔结合并建立多模态平衡机制,可降低送餐员在骑行配送中的认知负荷,提高人机交互的准确性和效率,从而提升送餐员骑行安全性和配送效率。

摘要：目的研制一种闭环反馈式头盔有源消声系统.方法在系统频率特性函数的基础上,从自动控制理论的角度建立了有源消声耳罩的数学模型,提出了有源消声耳罩对电声器件特性的要求,并把优化设计方法引入到反馈式控制器的设计中来.结果有源消声耳罩将声学元件和模拟电路相匹配,在不改变头盔其他性能的基础上,取得了良好的消声效果.该系统样机在50～1 000 Hz频率范围内的有源消声量大于15 dB,最高可达19 dB.结论飞行头盔的有源消声耳罩的消声结果已达到国际先进水平并可批量生产.

摘要：为研究飞行过程中不同头盔对飞行员颈部损伤的影响,基于头颈部多刚体动力学模型,对急转弯及稳定盘旋飞行工况下4种头盔情况开展了动力学分析。得到了不同头盔作用下颈部肌肉力、椎间力、力矩及颈部损伤指数N的变化规律,对不同头盔作用下的颈部损伤风险进行了评估。结果表明:所建立的头颈部模型与实验结果较为吻合,可以用来进行仿真模拟分析;相同飞行工况下,B头盔的佩戴使得头部质心前移,增加了颈部前屈时斜方肌的肌肉力;对于同一颈椎节段,B头盔的轴向压缩力最大,而C头盔导致的后伸力矩最大;在所有的计算工况中,上下颈椎的颈部损伤指数N均小于0.5,满足航空领域的安全要求;B头盔和C头盔的质量相近,而B头盔质心位置靠前,C头盔靠后,说明头盔质心的前后位置会对颈部的损伤产生重要影响。研究结果可为飞行员头盔的设计优化及其对颈部损伤的影响提供研究支撑。

摘要：目的研究头盔质量和质心偏移对军机飞行员颈部肌肉活动特性的影响。方法基于AnyBody软件平台建立头颈部肌骨模型,包含C0、C1-7、T1和136组头颈部肌肉。采用集中载荷模拟头盔作用,对不同头盔质量、质心位置和加速度载荷下的7个主要肌群的肌力进行了仿真计算。结果当头盔质心与头部质心重合时,支配后伸的头半棘肌、肩胛提肌、头夹肌和颈夹肌处于收缩发力状态。当头盔质量增大,这些肌群肌力也随之线性增加,并且加速度载荷对肌力增大程度起放大作用。头盔质心后移,会降低后伸肌群的肌力,增大前屈肌群受力。头盔质心左右偏移引起的附加侧弯力矩则会激活支配侧弯功能的肌群的活动。结论头盔质量和质心位置对颈部肌群活动特性有明显影响,本文建立的头颈部肌骨模型可以计算不同状态下肌力的变化,头盔设计和使用过程可采用该技术进行定量分析。

摘要：除了保护车手最重要的身体部位,赛车头盔还有品牌推广、个人形象塑造和表达个人立场的重要作用。evo本期将探讨头盔特有的影响力以及其独特设计的由来我想2015年对于Jens Munser来说肯定是生意惨淡的一年。Munser何许人也？他正是为4届F1世界冠军维特尔设计赛车头盔图案的艺术家。至今这位年轻人已经为维特尔设计了94款不同图案的头盔,最多的时候一个赛季就设计了18款。