Understanding small remotely piloted aircraft system (sRPAS) to human head impacts is needed to better protect human head during sRPAS ground collision accidents. Recent literature reported cadaveric data on sRPAS to human head impacts, which provided a unique opportunity for developing validated computational models. However, there lacks an understanding of skull stress and brain strain during these impacts. Meanwhile, how slight changes in sRPAS impact setting could affect human head responses remains unknown. Hence, a representative quadcopter style sRPAS finite element (FE) model was developed and applied to a human body model to simulate a total of 45 impacts. Among these 45 simulations, 17 were defined according to cadaveric setting for model validation and the others were conducted to understand the sensitivity of impact angle, impact location, and impacted sRPAS components. Results demonstrated that FE-model-predicted head linear acceleration and rotational velocity agreed with cadaveric data with average predicted linear acceleration 4.5% lower than experimental measurement and average predicted of rotational velocity 2% lower than experimental data. Among validated simulations, high skull stresses and moderate level of brain strains were observed. Also, sensitivity study demonstrated significant effect of impact angle and impact location with 3-degree variation inducing 30% changes in linear acceleration and 29% changes in rotational velocity. Arm-first impact was found to generate more than two times higher skull stresses and brain strains compared to regular body-shell-first impact.

需要了解小型遥控飞机系统 (sRPAS) 对人体头部的影响，以便在 sRPAS 地面碰撞事故中更好地保​​护人体头部。最近的文献报道了关于 sRPAS 的尸体数据对人类头部的影响，这为开发经过验证的计算模型提供了独特的机会。然而，人们对这些影响期间的颅骨压力和大脑劳损缺乏了解。同时，sRPAS 影响设置的微小变化如何影响人类头部反应仍然未知。因此，开发了具有代表性的四轴飞行器式 sRPAS 有限元 (FE) 模型并将其应用于人体模型，以模拟总共 45 次撞击。在这 45 次模拟中，17 次是根据尸体设置进行模型验证，其他模拟是为了了解撞击角度的敏感性，影响位置，以及受影响的 sRPAS 组件。结果表明，有限元模型预测的头部线加速度和旋转速度与尸体数据一致，平均预测线加速度比实验测量值低 4.5%，旋转速度的平均预测值比实验数据低 2%。在经过验证的模拟中，观察到高颅骨应力和中等程度的脑应变。此外，敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。结果表明，有限元模型预测的头部线加速度和旋转速度与尸体数据一致，平均预测线加速度比实验测量值低 4.5%，旋转速度的平均预测值比实验数据低 2%。在经过验证的模拟中，观察到高颅骨应力和中等程度的脑应变。此外，敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。结果表明，有限元模型预测的头部线加速度和旋转速度与尸体数据一致，平均预测线加速度比实验测量值低 4.5%，旋转速度的平均预测值比实验数据低 2%。在经过验证的模拟中，观察到高颅骨应力和中等程度的脑应变。此外，敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。比实验测量低5%，平均预测转速比实验数据低2%。在经过验证的模拟中，观察到高颅骨应力和中等程度的脑应变。此外，敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。比实验测量低5%，平均预测转速比实验数据低2%。在经过验证的模拟中，观察到高颅骨应力和中等程度的脑应变。此外，敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。敏感性研究证明了撞击角度和撞击位置的显着影响，3 度变化会导致 30% 的线性加速度变化和 29% 的旋转速度变化。与常规的身体外壳第一次撞击相比，发现手臂第一次撞击产生的颅骨应力和大脑应变高两倍以上。