science >> Wetenschap >  >> anders

Verbonden onderzeeërbemanning gedood door eigen wapen

Een grafische reconstructie van de achtkoppige onderzeeër H.L. Hunley zoals die verscheen vlak voor zijn ontmoeting met het Union-schip Housatonic, die het zonk. Het vat aan het einde van de 16-voet spar bevat 135 pond zwart buskruit. Krediet:Michael Crisafulli, http://www.vernianera.com/Hunley

De HL Hunley, de eerste gevechtsonderzeeër die een vijandelijk schip tot zinken bracht, doodde ook onmiddellijk zijn eigen achtkoppige bemanning met de krachtige explosieve torpedo die het droeg, volgens nieuw onderzoek van een Duke University Ph.D. in de biomedische techniek.

De eerste en laatste gevechtsmissie van de Hunley vond plaats tijdens de burgeroorlog op 17 februari. 1864, toen het een 1 zonk Unie oorlogsschip van 200 ton, de USS Housatonic, buiten de haven van Charleston, Zuid Carolina. De Hunley leverde een explosie af van 135 pond zwart poeder onder de waterlijn bij de achtersteven van de Housatonic, het schip van de Unie in minder dan vijf minuten tot zinken brengen. Housatonic verloor vijf zeelieden, maar kwam rechtop in 30 voet water terecht, waardoor de resterende bemanning kon worden gered na het beklimmen van de tuigage en het inzetten van reddingsboten.

Het lot van de bemanning van de 40-voet Hunley, echter, bleef een mysterie tot 1995, toen de onderzeeër werd ontdekt op ongeveer 300 meter afstand van de rustplaats van de Housatonic. Opgegroeid in 2000, de onderzeeër wordt momenteel bestudeerd en geconserveerd in Charleston door een team van wetenschappers van Clemson University.

aanvankelijk, de ontdekking van de onderzeeër leek het mysterie alleen maar te verdiepen. De skeletten van de bemanningsleden werden nog steeds op hun stations gevonden langs een handslinger die het sigaarvormige vaartuig aandreef. Ze leden geen gebroken botten, de lenspompen waren niet gebruikt en de luchtluiken waren gesloten. Behalve een gat in een commandotoren en een klein raam dat misschien gebroken is, de onderzeeër was opmerkelijk intact.

Speculaties over hun dood omvatten verstikking en verdrinking.

Maar na een grondige driejarige Duke-studie waarbij herhaaldelijk ontploffingen werden ingesteld in de buurt van een schaalmodel, authentieke wapens schieten op historisch nauwkeurige ijzeren plaat en veel rekenen op de menselijke ademhaling en de overdracht van ontploffingsenergie, onderzoeker Rachel Lance, een 2016 Ph.D. afgestudeerd aan Duke Engineering, zegt dat het een krachtige schokgolf was van het wapen van de Hunley die de bemanning doodde.

In een krant die op 23 augustus verschijnt PLOS EEN , Lance berekent de kans op een onmiddellijk dodelijk longtrauma op ten minste 85 procent voor elk lid van de Hunley-bemanning.

De torpedo van de Hunley was geen zelfrijdende bom, zoals we er nu aan denken. Liever, het was een koperen vat buskruit dat voor en iets onder de boeg van de Hunley werd gehouden op een paal van 4 meter hoog, een spar genoemd. De onderzeeër ramde dit rondhout in de romp van het vijandelijke schip en de bom ontplofte. Het verst van de bemanning was ongeveer 42 voet verwijderd van de ontploffing.

Lance zegt dat de bemanning op slag dood was door de kracht van de explosie die door de zachte weefsels van hun lichaam reisde. vooral hun longen en hersenen. Ze zegt dat de kreupele onderzeeër toen op een dalend tij afdreef en langzaam water opnam voordat hij zonk.

"Dit is het karakteristieke trauma van ontploffingsslachtoffers, ze noemen het 'blast long', ' zei Lans, die als biomechanicus werkte op de basis van de Amerikaanse marine in Panama City, Florida voor drie jaar voordat hij naar Duke ging. "Je hebt een onmiddellijke dodelijke afloop die geen sporen achterlaat op de skeletresten. Helaas, de zachte weefsels die ons zouden laten zien wat er is gebeurd, zijn in de afgelopen honderd jaar ontbonden."

Blast-lung is een fenomeen dat Lance 'het warme chocolademelk-effect' noemt. De schokgolf van de ontploffing zou ongeveer 1500 meter per seconde in water reizen, en 340 m/sec in de lucht. "Als je deze snelheden mengt in een schuimige combinatie zoals de menselijke longen, of warme chocolademelk, het combineert en het zorgt ervoor dat de energie langzamer gaat dan in een van beide, " waardoor de weefselschade werd vergroot. Lance zei dat toen het de longen van de bemanningsleden kruiste, de schokgolf werd vertraagd tot ongeveer 30 m/s.

Een olieverfschilderij van Conrad Wise Chapman, "Onderzeeër Torpedoboot H.L. Hunley, 6 december 1863." Credit:Conrad Wise Chapman

Terwijl een normale schokgolf die door de lucht reist minder dan 10 milliseconden zou moeten duren, Lance berekende dat de longen van de Hunley-bemanning werden onderworpen aan 60 milliseconden of meer van trauma.

"Dat creëert een soort worstcasescenario voor de longen, "zei Lance. Schuifkrachten zouden de delicate structuren verscheuren waar de bloedtoevoer de luchttoevoer ontmoet, de longen met bloed vullen en de bemanning onmiddellijk doden. Het is waarschijnlijk dat ze ook traumatisch hersenletsel hebben opgelopen door zo dicht bij zo'n grote ontploffing te zijn, voegde Lans toe.

Traumatische ontploffingen zijn helaas een bekend onderdeel geworden van de recente Amerikaanse militaire geschiedenis, maar "de verwondingen ervaren door soldaten in een Humvee die een IED raken, zijn anders omdat ze meestal gewond raken door granaatscherven en de vernietiging van het voertuig, "zei Lance. "In dat geval, er zijn granaatscherven en effecten van de schade aan het voertuig die gebroken botten en andere verwondingen veroorzaken. Maar de bemanning van de Hunley werd beschermd door de romp. Het was alleen de explosiegolf zelf die zich in het schip voortplantte, dus hun verwondingen zouden puur in de zachte weefsels zijn geweest, in de longen en in de hersenen."

Het ontwerp van de onderzeeër stond bekend als precair. Tijdens het ontwikkelen en testen, de Hunley was twee keer gezonken, verdrinking van 13 bemanningsleden, waaronder zijn naamgenoot, Horace L. Hunley, een kaper die in 1863 de onderzeeër liet bouwen uit een oude scheepsketel in Alabama.

Lance zegt dat de ontwerpers van het kruitvatwapen misschien ook de gevaren hebben erkend van te dicht bij een explosie in water. Haar historisch onderzoek wees uit dat ze honderden meters verwijderd bleven van testexplosies van apparaten die aanzienlijk kleiner waren dan de bom die de Housatonic tot zinken bracht.

"Blast reist heel ver onder water, "Zei Lance. "Als je 200 meter verderop oefent, en dan verdrievoudig je de grootte van je bom en leg je hem 5 meter verderop, je moet je er op zijn minst van bewust zijn dat er een kans op blessures is."

Lance's berekeningen zijn gebaseerd op tests die ze deed met een 6-1/2 voet zachtstalen schaalmodel van de Hunley die ze voor haar experimenten had gebouwd. Voorzien van interieursensoren en drijvend in water, het model onderzeeër werd onderworpen aan een reeks luchtdrukstoten en geschaalde zwartkruitexplosies. Om verschillende redenen, haar schaalmodelontploffingen waren uiteindelijk iets zwakker dan wat de Hunley-bemanning ervoer.

Lance's proefschriftonderzoek omvatte het doorzoeken van de National Archives in Washington, het testen van historisch nauwkeurige ijzeren platen, een duikgecertificeerde ATF-agent expert in explosieven, een re-enactor uit de burgeroorlog met een werkende, periode-nauwkeurig geweer, en een bezoek aan een museum in de originele zwartkruitmolen van DuPont.

Geleerden bij Clemson die nauwgezet concreties uit het krappe interieur van de onderzeeër hebben verwijderd om meer te weten te komen over zijn lot, hebben verschillende mogelijke verklaringen geëvalueerd:de bemanning stikte, zij verdronken, een 'geluksschot' van Housatonic's vuur van kleine wapens brak door de romp, of schuifkrachten braken een klep en de onderzeeër liep snel onder water.

Maar Lance heeft al die ideeën getest en uitgesloten. "Al het fysieke bewijs wijst erop dat de bemanning absoluut geen actie onderneemt als reactie op een overstroming of luchtverlies, " ze zei.

Lance zegt dat haar bewijs wijst op een zeer plotselinge, weke delen letsel, in plaats van verdrinking of verstikking. "Als iemand het had overleefd, ze hebben misschien geprobeerd de ballastgewichten van de kiel los te maken, stel de lenspompen in om water te pompen, of probeerde uit de luiken te komen, maar geen van deze acties werd ondernomen, ’ schrijft ze in haar krant, dat deel uitmaakt van haar afstudeeronderzoek.