Nicht-tödliche kinetische Geschosse (Non-Lethal Kinetic Projectiles, NLKP) werden häufig bei der Strafverfolgung und öffentlichen Sicherheit eingesetzt, jedoch ist das Risiko von Kopfverletzungen durch deren Aufprall noch nicht ausreichend erforscht. Diese Studie basiert auf dem NATO-Standard AEP-103 und verwendet eine Kombination aus Experimenten und numerischer Simulation, um systematisch die mechanischen Reaktionsmuster und Unterschiede im Verletzungsrisiko bei der Kopfstoßwirkung nicht-tödlicher kinetischer Geschosse aufzuzeigen. Zunächst wurde das Geschossmodell anhand des NATO-Kraftwandversuchs validiert; die Ergebnisse zeigten eine gute Übereinstimmung der Kraft-Zeit-Kurven zwischen Versuch und Simulation sowie eine gute Übereinstimmung mit dem Validierungskorridor. Anschließend wurden Aufpralltests an einem physischen Kopfmodell einer Puppe durchgeführt, um den maximalen momentanen intrakraniellen Druck (TICP) im Okzipitalbecken zu ermitteln, der zur Parametrierung und Verifikation der Zuverlässigkeit des Finite-Elemente-Kopfmodells verwendet wurde. Die maximale Abweichung zwischen Simulation und Versuch lag unter 15 %, und die TICP-Spitzenwerte lagen im Validierungskorridor des NATO-Standards AEP-103, was die Zuverlässigkeit des Modells bestätigt. Schließlich wurden numerische Simulationen an Stirn, Schläfe und Scheitel bei unterschiedlichen Aufprallgeschwindigkeiten (60–80 m/s) durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass mit steigender Projektilgeschwindigkeit Kontaktkräfte, Knochenspannungen, innere Schädelenergie und intrakranieller Druck signifikant zunehmen und eine deutliche regionale Sensitivität in der Verteilung aufweisen; in der Schläfen- und Scheitelregion überschreiten die Spannungsspitzen bei Aufprallgeschwindigkeiten über 60 m/s den oberen Grenzwert der Knochenbruchschwelle (50–100 MPa) und erreichen damit ein schweres Schädelverletzungsniveau; nahe den Aufprallpunkten aller drei Bereiche treten intraabdominale Momentanhochsdrücke auf, die weit über der Schwelle für schwere Hirnverletzungen von 235 kPa liegen. Der TICP-Peak, als wirksames Kriterium der NATO zur Risikobewertung von Verletzungen, zeigt, dass bei Aufprallgeschwindigkeiten von 60–70 m/s intrakranielle Blutungen und Bewusstlosigkeit ausgelöst werden können, während bei 80 m/s am Schläfen- und Scheitelbereich die Gehirnverletzung das höchste Schadensrisikoniveau erreicht, was diese beiden Bereiche als Hochrisikozonen für Verletzungen identifiziert. Eine weitere Analyse zeigt, dass Unterschiede im Verletzungsrisiko zwischen den Bereichen eng mit der lokalen Tragfähigkeit der Schädelknochen, den Struktureigenschaften und den Druckwellenausbreitungsmechanismen im Schädelraum zusammenhängen. Diese Studie liefert eine wichtige theoretische Grundlage und quantitative Referenz für die Festlegung sicherer Einsatzgrenzen nicht-tödlicher Waffen, die Optimierung von Schutzausrüstung und die Verbesserung von Bewertungsstandards für Verletzungen.

nicht-tödliche kinetische Geschosse;NATO-Standard;Finite-Elemente-Kopfmodell;mechanische Reaktion;Hirnverletzungen