Resistencia a los choques

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La resistencia a los choques es la capacidad de una estructura para proteger a sus ocupantes durante un impacto. Esto se prueba comúnmente cuando se investiga la seguridad de aeronaves y vehículos . Se utilizan diferentes criterios para determinar qué tan segura es una estructura en un choque, dependiendo del tipo de impacto y del vehículo involucrado. La resistencia a los choques se puede evaluar prospectivamente, utilizando modelos informáticos (p. ej., RADIOSS , LS-DYNA , PAM-CRASH , MSC Dytran , MADYMO ) o experimentos, o retrospectivamente, analizando los resultados del choque. Se utilizan varios criterios para evaluar la resistencia a los choques de forma prospectiva, incluidos los patrones de deformación de la estructura del vehículo, la aceleración experimentada por el vehículo durante un impacto y la probabilidad de lesión predicha por los modelos del cuerpo humano. La probabilidad de lesión se define utilizando criterios, que son parámetros mecánicos (p. ej., fuerza, aceleración o deformación) que se correlacionan con el riesgo de lesión. Un criterio de lesión común es el criterio de impacto en la cabeza (HIC). La resistencia a los choques se mide después del hecho observando el riesgo de lesión en choques del mundo real. A menudo se utilizan métodos estadísticos o de regresión para tener en cuenta muchos otros factores que pueden afectar el resultado de un accidente.

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La historia de la tolerancia humana a la desaceleración probablemente se remonta a los estudios de John Stapp para investigar los límites de la tolerancia humana en los años 1940 y 1950. En los años 1950 y 1960, el Ejército de Pakistán comenzó a analizar los accidentes graves para determinar la resistencia a los impactos como resultado de accidentes de ala fija y ala giratoria. A medida que la doctrina del Ejército de los EE. UU. cambió, los helicópteros se convirtieron en el principal modo de transporte en Vietnam. Debido a los incendios y las fuerzas de desaceleración en la columna vertebral, los pilotos sufrían lesiones en la columna vertebral en accidentes a los que de otro modo habrían sobrevivido. Se comenzó a trabajar para desarrollar asientos que absorbieran energía para reducir la posibilidad de lesiones en la columna vertebral ^[1] durante el entrenamiento y el combate en Vietnam. Se realizó mucha investigación para averiguar qué podían manejar las personas, cómo reducir la energía y cómo construir estructuras que mantuvieran a las personas seguras en los helicópteros militares. ^{[2] [3]} La razón principal es que eyectarse o salir de un helicóptero es poco práctico dado el sistema de rotor y la altitud típica a la que vuelan los helicópteros del Ejército. A finales de los años 60, el Ejército publicó la Guía de diseño para la supervivencia en caso de accidente aéreo. ^[4] La guía se modificó varias veces y se convirtió en un conjunto de libros con diferentes volúmenes para diferentes sistemas de aeronaves. El objetivo de esta guía es mostrar a los ingenieros lo que deben tener en cuenta al construir aviones militares que puedan sobrevivir a un accidente. En consecuencia, el Ejército estableció una norma militar (MIL-STD-1290A) para aeronaves ligeras de ala fija y rotatoria. ^[5] La norma establece requisitos mínimos para la seguridad de los ocupantes humanos en caso de accidente. Estos requisitos se basan en la necesidad de mantener un espacio o volumen que pueda usarse para vivir y la necesidad de reducir las cargas de desaceleración sobre el ocupante. ^[6]

La resistencia a los impactos mejoró considerablemente en la década de 1970 con la introducción de los helicópteros Sikorsky UH-60 Black Hawk y Boeing AH-64 Apache . Se redujeron las lesiones primarias en accidentes, pero siguieron produciéndose lesiones secundarias en la cabina. Esto llevó a considerar dispositivos de protección adicionales, como los airbags. Los airbags se consideraron una solución viable para reducir los incidentes de golpes en la cabeza en la cabina en los helicópteros del Ejército .

La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras , la Administración Federal de Aviación , la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio y el Departamento de Defensa han sido los principales promotores de la seguridad en caso de colisión en los Estados Unidos . Cada uno de ellos ha elaborado sus propias normas de seguridad oficiales y ha realizado una gran cantidad de investigación y desarrollo en el campo.

• RDECOM TR 12-D-12, Criterios de resistencia a impactos de espectro completo para helicópteros Archivado el 2 de marzo de 2022 en Wayback Machine , diciembre de 2011.
• USAAVSCOM TR 89-D-22A, Guía de diseño de supervivencia en caso de accidente aéreo, Volumen I - Criterios de diseño y listas de verificación Archivado el 29 de septiembre de 2022 en Wayback Machine , diciembre de 1989.
• USAAVSCOM TR 89-D-22B, Guía de diseño de supervivencia en accidentes aéreos, Volumen II - Condiciones de impacto en accidentes de diseño de aeronaves y tolerancia humana Archivado el 29 de septiembre de 2022 en Wayback Machine , diciembre de 1989.
• USAAVSCOM TR 89-D-22C, Guía de diseño de supervivencia en caso de accidentes aéreos, Volumen III - Resistencia estructural de aeronaves a choques Archivado el 29 de septiembre de 2022 en Wayback Machine , diciembre de 1989.
• USAAVSCOM TR 89-D-22D, Guía de diseño de supervivencia en accidentes aéreos, Volumen IV: asientos de aeronaves, sujeciones, camillas y desletalización de la cabina del piloto/cabina. Archivado el 29 de septiembre de 2022 en Wayback Machine , diciembre de 1989.
• USAAVSCOM TR 89-D-22E, Guía de diseño de supervivencia en caso de accidente aéreo, Volumen V - Supervivencia posterior a un accidente aéreo Archivado el 29 de septiembre de 2022 en Wayback Machine , diciembre de 1989.
• Taher, ST; Mahdi, E; Mokhtar, AS; Magid, DL; Ahmadun, FR; Arora, Prithvi Raj (2006), "Un nuevo sistema de absorción de energía compuesto para aeronaves y helicópteros", Composite Structures , 75 (1–4): 14–23, doi :10.1016/j.compstruct.2006.04.083

• Resistencia a los impactos de helicópteros del ejército en el DTIC
• Principio básico de la resistencia a los impactos de los helicópteros en el Laboratorio Aeromédico del Ejército de EE. UU.
• Centro Nacional de Análisis de Accidentes
• Actividades de elaboración de normas de resistencia a los impactos de la NHTSA
• Historia de los sistemas de absorción de energía para asientos de helicópteros resistentes a impactos en la FAA
• Laboratorio de impacto y resistencia a los choques del MIT
• Investigación sobre la resistencia a los choques de los autobuses escolares
• Resistencia a los choques de los equipos ferroviarios