军用头盔爆炸冲击波防护性能测评主要包括数值仿真分析、等效载荷物理实验和爆炸实验等 3 种方法。数值仿真分析具有无损、可重复性高的优点，非常适用于高危险性爆炸场景；等效载荷物理实验常用激波管、霍普金森杆及轻气炮等设备；爆炸实验最贴近真实环境。

近年来，学者们通过以上方法对军用头盔的爆炸冲击波防护性能进行了研究。国内方面，张文超等基于ACH头盔进行建模，采用LS－DYNA软件模拟爆炸冲击波作用头部空气流场压力云图，结果显示，佩戴头盔可有效削弱前额、颅顶冲击波超压；因冲击波在头－头盔发生反射、透射与绕流，“过冲效应”使得颅后超压高于未佩戴头盔，冲击波正压作用时间增长；头盔的衬垫可减弱头盔对颅后防护产生超压增强的负面影响（图1）。结合ACH头盔外壳，贾时雨等采用海绵与聚脲－聚氨酯泡沫复合材料设计多种环形外沿内衬，通过激波管及外场爆炸实验表明，加装环形衬垫可使进入ACH头盔内部的冲击波压力有效衰减，且头盔与头部间隙越小，防护效果越好。康越等通过激波管测试对比裸头模与佩戴分体式/一体式半盔的情况，发现眼与耳因结构特殊易受冲击波靶向攻击（图2）。冲击波叠加汇聚会对眼与耳造成挤压与拉伸损伤，因此需加强头盔对眼与耳的防护。伍杨等通过爆炸实验评估FAST头盔及其加装防护面罩对爆炸冲击波的防护效果。实验中，1 号传感器置于参照靶标前额，2、3、4 号传感器分别置于测试靶标的前额、颅顶与颅后，结果显示，加装面罩可显著降低冲击波对前额和面部的伤害（图3）。

图1  空气流场压力云图

图2  眼部、耳部冲击波测试结果

图3  FAST头盔爆炸冲击波测试结果

国外方面，RODRIGUEZ等基于有限元分析发现由ACH头盔（带OA泡沫内衬）、防护面罩和下颌防护装置组成的全盔系统对爆炸冲击波的防护效果显著，表 1 为ACH头盔加装防护面罩、ACH头盔加装下颌防护装置、ACH头盔加装防护面罩与下颌防护装置后不同爆炸位置的峰值颅内压。SHYAM等从生物医学与设计角度指出，增加头盔的覆盖面积和密闭性十分必要。

表1不同爆炸位置的峰值颅内压   MPa

综上，军用头盔对爆炸冲击波所致脑损伤具有防护作用，且效果受多因素协同影响。进一步优化军用头盔仍面临以下挑战：一是材料瓶颈仍存，轻质高吸能材料尚未成熟；二是人机工效与实战需求难以平衡，强化防护易降低机动性与舒适度，影响实战效能；三是爆炸冲击波与颅脑作用复杂，真实战场环境难以模拟；四是损伤评价标准不统一，缺乏有效的生物力学标志物及验证模型，妨碍防护性能准确评估。未来需融合纺织工程、材料力学、生物学与冲击波物理等多学科，协同攻关，构建系统性解决方案。

现代战争战场环境呈现全域多维、虚实交融的复杂特征，人工智能、无人集群等尖端科技深度赋能作战体系，推动战争形态向智能化加速演进，军用头盔在爆炸冲击波环境下的防护性能也朝着“材料－结构－功能－标准”四维协同体系发展。未来军用头盔将主要朝以下方向发展。

01 不断优化提升芳纶、UHMWPE等高性能纤维材料特性，合理设计头盔预制件织物组织，研制新型高强、高韧树脂体系，提升头盔衬垫材料性能，为军用头盔减重与抗爆性能提升提供可能。

02 设计全方位包裹结构的全盔盔形，集成面颌部防护，增强对后颈及耳部的覆盖，消除防护死角。头盔的固定系统、夜视支架等均采用非穿透式安装，避免钻孔削弱壳体强度。优化头盔内衬垫结构，控制头与头盔间隙来抑制冲击波绕射与汇聚，使盔内局部超压得到有效衰减。

03 集成标准化导轨，支持夜视仪、通信耳机、降噪设备等，实现“一盔多能”，使军用头盔从被动防护转向态势感知与生存管理的综合平台。

04 确立以颅内压为核心的生物损伤阈值，开发激波管模拟测试平台替代实爆，通过建立标准头部模型与传感器布设规范，量化评估不同材料与结构的防护效能，最终形成材料选型、结构设计与功能集成的协同标准，并依托战场数据持续迭代优化。

更多内容，请关注《纺织导报》2025年第6期“军用头盔的爆炸冲击波防护性能”一文。