表1.1军用车辆所遭受的不同威胁等级及分类 等级手榴弹或者爆炸式地雷威胁 44a地雷在车辆底部中心位置发生爆炸10Kg(炸药质量)爆炸式反坦克地雷 4b地雷
表1.1军用车辆所遭受的不同威胁等级及分类
等级 手榴弹或者爆炸式地雷威胁
4 4a 地雷在车辆底部中心位置发生爆炸 10Kg(炸药质量)爆炸式反坦克地雷
4b 地雷位于轮胎/履带底部,由压力触发发生爆炸
3 3a 地雷在车辆底部中心位置发生爆炸 8Kg(炸药质量)爆炸式反坦克地雷
3b 地雷位于轮胎/履带底部,由压力触发发生爆炸
2 2a 地雷在车辆底部中心位置发生爆炸 6Kg(炸药质量)爆炸式反坦克地雷
2b 地雷位于轮胎/履带底部,由压力触发发生爆炸
1 小型反步兵爆炸装置在车辆底部任何地方爆炸 1Kg(炸药质量)
大量的报道描述了在不同医疗条件下所面对的受伤种类。然而无论种类有多繁多,总体要表达的信息却很明确:在以前的战争中,爆炸仍旧是造成人员受伤和死亡的主要原因。一场爆炸所造成的严重程度取决于以下几个因素:爆炸所造成的能量,爆炸后产生碎片的能力,爆炸地点以及爆炸源接近伤者的程度。疾病控制和防范中心将爆炸程度分为四级,其中最多被提及的是由爆炸波从中心发散至受伤者处发生,引起其呼吸器官受损的一级爆炸伤害。
在《美国军队在海外紧急军事行动中一级爆炸伤害的发生概率》一文中的研究表明,研究的4765名美国军人里有12%的人被发现受到爆炸伤害造成一级爆炸伤害,导致耳膜、肠道和肺部受损。由此可见,爆炸防护是一个非常值得被重视的紧急问题。
座椅的舒适性和安全性是现今技术发展的一个重要研究方向,它的结构和质量直接关系着驾驶员的安全性,同时也是保障装甲车可以顺利到达战场的主要因素之一。在爆炸发生的瞬间,会产生大量高温高压气体,使得座椅被炸到空中,此时会产生一个名为“撞击效应”的现象:在车辆被炸到半空后会随机重摔回地面,对其产生一个巨大的负加速度,大部分的受伤都是由这个过程造成的。
在汽车安全性的研究中,汽车被动安全性是非常重要的研究之一。汽车被动安全性指发生事故时,减少驾驶员和乘员的受伤程度,对其进行保护。对于防爆炸安全椅来说,研究其被动安全性最主要的方法之一就是直接将座椅置于炸药附近进行爆炸试验。然而这种试验对于试验场地,试验装置等要求都非常高,加上此类试验属于破坏性试验,因此试验经费也会十分昂贵。基于此,试验台就显得更为可取。本试验台结构简单,成本低,可重复进行试验,对于此研究项目来说具有很大意义。
1.2抗爆炸安全座椅
在过去很长的一段时间内,对于爆炸的防护措施都停留于对车辆本身的装甲防护上面,着重于如何防止车辆外壳被破坏。然而根据一些研究报导指出,虽然车辆的防护技术随着时代的发展有所提高,保证了人员伤亡整体数量的下降,然而在那些很早就已装有汽车防护装置的车辆上,还是引起了其中一部分伤亡类型占整体比例的增加。
爆炸发生之后,在炸药发生爆炸的中心会对车辆底部的钢板造成巨大的冲击,从而引起车辆底部钢板结构的变形乃至破损。随着时间的增加,作用于钢板的效应会以爆炸中心为圆心向周围以圆形迅速扩大。爆炸冲击波对钢板结构迅速造成塑性变形,产生凹陷、冲塞、花瓣开裂和花瓣翻转,最终造成稳定的破口[8]。
图1.1钢板破坏过程图
造成这个过程的时间非常短,因此在爆炸冲击产生的能量和压力没有过多消散的情况下,就会对驾驶室的座椅造成几乎等量的冲击。此时,就需要抗爆炸防护座椅来为乘员不同程度上的减缓冲击造成的伤害。
抗爆炸安全座椅,又称爆炸防护座椅。在很久以前人们就意识到汽车防爆技术需要有所发展,但那时的部分军队仅仅局限于将座椅安装于车辆顶部和侧部,以这种简单的物理隔绝方式来降低爆炸产生的冲击对人体造成的伤害。然而随着各类反坦克地雷技术的发展,这种简单的物理隔绝已经不能对车上人员完全的保护,因此人们将更多的精力置于思考如何对座椅本身进行改造,各类防爆炸安全座椅的设计理念也渐渐得以使用。目前市面上较为常用的抗爆炸安全座椅有以下几种: