Zespół
dr hab. inż. Sławomir Duda
prof. nzw. Pol. Śl. (kierownik zespołu), prof. dr hab. inż. Arkadiusz Mężyk
dr inż. Edyta Krzystała
dr hab. inż. Sławomir Kciuk

Istota wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest czujnik do pomiaru ciśnienia oddziałującego na klatkę piersiową pasażera pojazdów specjalnych podczas wybuchu ładunku. Opracowany wynalazek to produkt podwójnego zastosowania, co oznacza że może mieć stosowanie cywilne oraz wojskowe.

Podstawowym kierunkiem prac badawczo-rozwojowych dotyczących współczesnych pojazdów wojskowych jest ograniczenie masy pojazdów przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego poziomu ochrony załogi i wysokich parametrów eksploatacyjnych. Wymagania te podyktowane są przez charakter współczesnych działań bojowych związanych z udziałem mobilnych oddziałów w misjach stabilizacyjnych, bądź działaniach zbrojnych w różnych częściach świata. Zagadnienia dotyczące ochrony załóg pojazdów specjalnych zaczęły dominować w krajach NATO wraz z pojawieniem się pierwszych analiz i skutków działań zbrojnych w Iraku i Afganistanie. Powstałe opracowani naukowe i analizy jednoznacznie wskazywały, że miny oraz improwizowane urządzenia wybuchowe (tzw. IED Imprvised Explosive Devices) stanowią główną przyczynę śmierci bądź poważnych urazów żołnierzy. Powstałe wytyczne do projektowania nowoczesnych pojazdów specjalnych określają poziomy ochrony przeciwwybuchowej pojazdu. Jednym z etapów procesu projektowo – konstrukcyjnego pojazdów specjalnych są badania doświadczalne weryfikujące przyjęte założenia. Badania odporności pojazdów na wybuch ładunku obejmują pomiar wielkości opisujących zjawiska towarzyszące eksplozji oraz rozchodzenia się fali uderzeniowej.

Gwałtowny rozwój nowych technologii oraz skutecznych środków ochrony przeciw wybuchowi możliwy jest dzięki identyfikacji wielkości, które poprzez swoje oddziaływanie na ciało człowieka wywołują złożony stan obciążenia. Bardzo ważną kwestią dotyczącą bezpieczeństwa załóg pojazdów specjalnych jest ciśnienie pojawiające się wewnątrz pojazdu w trakcie eksplozji ładunku. To głównie ten czynnik jest przyczyną poważnych obrażeń narządów wewnętrznych a nawet zgonu żołnierzy. W celu zarejestrowania oddziaływania fali uderzeniowej (wywołanej wybuchem ładunku pod pojazdem) na klatkę piersiową opracowano dedykowany, czujnik do pomiaru ciśnienia będący przedmiotem wynalazku.

W celu zapewnienia maksymalnej skuteczności systemów ochrony załogi przed wybuchami, opracowano dokumenty określające kryteria i zakres wymagań, jakie powinny spełniać nowoczesne pojazdy specjalne. Wymagania zawarte w dokumentach takich jak STANAG 4569 lub AEP Vol. 2. wiążą się z przeprowadzeniem kosztownych badań, które wymagają zastosowania zaawansowanych systemów pomiarowych oraz złożonych procedur badawczych.

Podstawową zaletą opracowanej konstrukcji czujnika jest jego prosta budowa oraz niski koszt wytworzenia. Dodatkową zaletą czujnika jest jego uniwersalność oraz możliwość stosowania w najbardziej ekstremalnych warunkach badań. Opracowany czujnik ciśnienia pozwala na identyfikację wpływu oddziaływania fali uderzeniowej wybuchu na organy wewnętrzne załogi pojazdów specjalnych. Wynalazek cechuje utylitarny charakter o dużym znaczeniu dla ochrony zdrowia i życia żołnierzy. Wyniki badań mogą być kanwą dalszych badań mających zastosowanie także w innych gałęziach przemysłu, niezwiązanych z wojskiem.

Korzyści

Zastosowanie wynalazku pozwala na identyfikację ciśnienia oddziałującego na klatkę piersiową po eksplozji ładunku wybuchowego. Opracowany wynalazek stanowi rozwiązanie konkurencyjne wobec powszechnie stosowanych, gdyż wyróżnia go prosta budowa oraz niski koszt wytworzenia. Dzięki zastosowaniu czujnika możliwe jest wykonanie badań przy zachowaniu obowiązujących standardów z jednoczesnym obniżeniem kosztów badań. Wynalazek został zweryfikowany w trakcie badań poligonowych przeprowadzonych w interdyscyplinarnym zespole, wyniki badań zostały przekazane zamawiającemu - producentowi pojazdu specjalnego.

Badania w zakresie pomiaru ciśnienia oddziałującego na klatkę piersiową podczas wybuchu mają duże znaczenie utylitarne dla ochrony zdrowia i życia żołnierzy przebywających na misjach.

Opracowany wynalazek to rozwiązanie mające zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu np. górnictwie.

Potencjał komercjalizacji

Opracowane rozwiązanie pozwala na jego zastosowanie do pracy w najbardziej ekstremalnych warunkach badań. Pozwala również na obniżenie kosztów jego wytworzenia, gdyż cechuje go prosta i niezawodna budowa. Rozwiązanie to pozwala na uproszczenie procedur badawczych przy zachowaniu ich wytycznych.
Wyniki badań stanowią cenne źródło dla producentów pojazdów specjalnych w celu ustalenia precyzyjnych kryteriów, jakie będą musiały spełniać przyszłe pojazdy, aby zapewnić jak najskuteczniejszą ochronę zdrowia i życia załogi.