衝突安全性

耐衝撃性とは、衝突時に構造物が乗員を保護する能力です。これは、航空機や車両の安全性を調査する際に一般的にテストされます。衝突時の構造物の安全性を判断するために、衝突の種類や関係する車両に応じて、さまざまな基準が使用されます。耐衝撃性は、コンピュータ モデル ( RADIOSS、LS-DYNA、PAM-CRASH、MSC Dytran、MADYMOなど) または実験を使用して事前に評価することも、衝突の結果を分析することによって事後に評価することもできます。耐衝撃性を事前に評価するために、車両構造の変形パターン、衝突時に車両が受ける加速度、人体モデルによって予測される負傷の可能性など、いくつかの基準が使用されます。負傷の可能性は、負傷リスクと相関する機械的パラメータ (力、加速度、変形など) である基準を使用して定義されます。一般的な負傷基準は、頭部衝撃基準(HIC) です。耐衝撃性は、実際の衝突における負傷リスクを調べることで事後に測定されます。多くの場合、衝突の結果に影響を与える可能性のある他の多くの要因を考慮するために、回帰分析やその他の統計的手法が使用されます。

減速に対する人間の許容度の歴史は、1940年代から1950年代にかけてジョン・スタップが人間の許容度の限界を調査した研究に遡ることができるだろう。1950年代から1960年代にかけて、パキスタン軍は固定翼機と回転翼機の事故の結果を受けて、重大事故の耐衝撃性に関する分析を開始した。米軍の教義が変わると、ヘリコプターはベトナムでの主な輸送手段となった。火災と減速による脊椎への力により、パイロットは墜落で脊椎損傷を負っていたが、そうでなければ生き延びていただろう。ベトナムでの訓練と戦闘中に脊椎損傷の可能性を減らすため、エネルギーを吸収する座席の開発が始まった^[1]。軍用ヘリコプター内で人間が何を扱えるか、エネルギーを減らす方法、そして人々を安全に保つ構造を構築する方法を見つけるために、多くの研究が行われた。^{[2] [3]}主な理由は、ローターシステムと陸軍ヘリコプターの一般的な飛行高度を考えると、ヘリコプターからの脱出は非現実的であることです。 1960年代後半、陸軍は航空機墜落生存設計ガイドを出版しました。^[4] このガイドは数回改訂され、さまざまな航空機システムごとに異なる巻の書籍になりました。 このガイドの目的は、墜落しても生き残ることができる軍用機を作る際にエンジニアが考慮すべき事項を示すことです。 その結果、陸軍は軽量固定翼機と回転翼機の軍事規格（MIL-STD-1290A）を制定しました。^[5] この規格は、墜落時の乗員の安全に関する最低要件を定めています。 これらの要件は、生活に使用できるスペースまたは容積を維持する必要性と、乗員にかかる減速負荷を軽減する必要性に基づいています。^[6]

1970 年代にシコルスキー UH-60 ブラックホークとボーイング AH-64 アパッチヘリコプターが配備され、耐衝撃性が大幅に向上しました。衝突による一次傷害は減少しましたが、コックピット内での二次傷害は引き続き発生しました。このため、エアバッグなどの追加の保護装置の検討が行われました。エアバッグは、陸軍ヘリコプターのコックピット内での頭部への衝突事故を減らすための実行可能な解決策であると考えられていました。

米国では、道路交通安全局、連邦航空局、航空宇宙局、国防総省が衝突安全の推進役として主導的な役割を果たしてきました。各機関は独自の公式安全規則を制定し、この分野で多くの研究開発を行ってきました。

• RDECOM TR 12-D-12、回転翼航空機の全範囲の耐衝撃性基準、Wayback Machineで 2022-03-02 にアーカイブ、2011 年 12 月。
• USAAVSCOM TR 89-D-22A、航空機墜落生存設計ガイド、第 1 巻 - 設計基準とチェックリスト、Wayback Machineで 2022-09-29 にアーカイブ、1989 年 12 月。
• USAAVSCOM TR 89-D-22B、航空機墜落生存設計ガイド、第2巻 - 航空機設計の墜落衝撃条件と人間の許容範囲、 Wayback Machineで2022年9月29日にアーカイブ、1989年12月。
• USAAVSCOM TR 89-D-22C、航空機衝突生存設計ガイド、第3巻 - 航空機構造衝突抵抗、Wayback Machineで2022年9月29日にアーカイブ、1989年12月。
• USAAVSCOM TR 89-D-22D、航空機墜落生存設計ガイド、第 4 巻 - 航空機の座席、拘束具、担架、コックピット/客室の非致死化、Wayback Machineで 2022 年 9 月 29 日にアーカイブ、1989 年 12 月。
• USAAVSCOM TR 89-D-22E、航空機墜落生存設計ガイド、第5巻 - 航空機墜落後生存、Wayback Machineで2022年9月29日にアーカイブ、1989年12月。
• Taher, ST; Mahdi, E; Mokhtar, AS; Magid, DL; Ahmadun, FR; Arora, Prithvi Raj (2006)、「航空機およびヘリコプター用の新しい複合エネルギー吸収システム」、Composite Structures、75 (1–4): 14–23、doi :10.1016/j.compstruct.2006.04.083

• DTIC における陸軍ヘリコプターの耐衝突性試験
• 米陸軍航空医学研究所におけるヘリコプターの耐衝撃性の基本原理
• 国立衝突分析センター
• NHTSAの衝突安全性規則制定活動
• FAA における耐衝突ヘリコプター座席のエネルギー吸収システムの歴史
• MIT 衝撃および衝突安全性研究室
• スクールバスの衝突安全性研究
• 鉄道設備の耐衝突性