H.L. Hunley, den första stridsubåten som sjunker ett fiendfartyg, dödade också omedelbart sin egen åtta man besättning med den kraftfulla explosiva torped den bar, enligt ny forskning från en Duke University Ph.D. i biomedicinsk teknik.

Hunleys första och sista stridsuppdrag inträffade under inbördeskriget den 17 februari, 1864, när det sjönk en 1, 200 ton unionens krigsfartyg, USS Housatonic, utanför Charleston Harbour, South Carolina. Hunley levererade en sprängning från 135 kilo svart pulver under vattenlinjen i aktern på Housatonic, sjunker unionsfartyget på mindre än fem minuter. Housatonic förlorade fem sjömän, men vilade upprätt i 30 fot vatten, vilket gjorde det möjligt för den återstående besättningen att räddas efter att ha klättrat i riggen och sätta ut livbåtar.

Ödet för besättningen på 40-fots Hunley, dock, förblev ett mysterium fram till 1995, när ubåten upptäcktes cirka 300 meter från Housatonics viloplats. Uppvuxen 2000, ubåten genomgår för närvarande studier och bevarande i Charleston av ett team av forskare vid Clemson University.

Initialt, upptäckten av ubåten tycktes bara fördjupa mysteriet. Besättningsmännens skelett hittades fortfarande på deras stationer längs en handvev som drev det cigarrformade farkosten. De fick inga brutna ben, länspumparna hade inte använts och luftluckorna stängdes. Förutom ett hål i ett torn och ett litet fönster som kan ha brutits, suben var anmärkningsvärt intakt.

Spekulationer om deras död har inkluderat kvävning och drunkning.

Men efter en uttömmande treårig Duke-studie som involverade upprepade gånger att spränga nära en skalmodell, skjuter autentiska vapen på historiskt noggrann järnplatta och gör mycket matte på mänsklig andning och överföring av sprängningsenergi, forskaren Rachel Lance, en 2016 Ph.D. examen från Duke Engineering, säger att det var en kraftig chockvåg från Hunleys vapen som dödade besättningen.

I ett papper som visas den 23 augusti PLOS ONE , Lance beräknar sannolikheten för omedelbart dödligt lungtrauma att vara minst 85 procent för varje medlem i Hunley -besättningen.

Hunleys torped var inte en självgående bomb, som vi tänker på dem nu. Snarare, det var en kopparfat krut som hölls framför och något nedanför Hunleys rosett på en 16 fot lång stolpe som kallades spar. Suben stötte in denna spar i fiendens skeppsskrov och bomben exploderade. Längst någon av besättningen var från sprängningen var cirka 42 fot.

Lance säger att besättningen omedelbart dog av explosionens kraft som färdades genom mjukvävnaderna i deras kroppar, särskilt deras lungor och hjärnor. Hon säger att den förlamade suben sedan drev ut på en fallande tidvatten och tog långsamt vatten innan den sjönk.

"Detta är det karakteristiska trauma för sprängoffer, de kallar det 'blast lung, sa Lance, som arbetade som biomekaniker vid den amerikanska marinens bas i Panama City, Florida i tre år innan han började på forskarskolan vid Duke. "Du har en omedelbar dödlighet som inte lämnar några märken på skelettresterna. Tyvärr, de mjuka vävnaderna som skulle visa oss vad som hände har sönderdelats under de senaste hundra åren. "

Blast-lung är ett fenomen av något Lance kallar "den heta chokladeffekten". Stötvågan av sprängningen skulle färdas cirka 1500 meter per sekund i vatten, och 340 m/sek i luft. "När du blandar dessa hastigheter tillsammans i en skummande kombination som de mänskliga lungorna, eller varm choklad, den kombineras och det får energin att gå långsammare än den skulle göra i endera, "på så sätt förstärker vävnadsskadan. Lance sa att när den passerade besättningsmännens lungor, chockvågan dämpades till cirka 30 m/s.

Medan en normal blåschockvåg som färdas i luft bör pågå mindre än 10 millisekunder, Lance beräknade att Hunley -besättningens lungor utsattes för 60 millisekunder eller mer av trauma.

"Det skapar ett värsta scenario för lungorna, "Sa Lance. Skjuvkrafter skulle riva sönder de känsliga strukturerna där blodtillförseln möter lufttillförseln, fyller lungorna med blod och dödar besättningen direkt. Det är troligt att de också drabbades av traumatiska hjärnskador av att vara så nära en så stor sprängning, Lance tillagt.

Traumatiska sprängskador har tyvärr blivit en välbekant del av den senaste amerikanska militärhistorien, men "skadorna som upplevs av soldater i en Humvee som träffade en IED är olika eftersom de skadas mestadels av granatsplitter och förstörelsen av fordonet, "Lance sa." I så fall, det finns granateffekter och effekter från skadan på fordonet som orsakar brutna ben och andra skador. Men besättningen på Hunley skyddades av skrovet. Det var bara själva vågvågen som förökade sig in i kärlet, så deras skador skulle ha varit rent i de mjuka vävnaderna, i lungorna och i hjärnan. "

Subens design var känd för att vara osäker. Under utveckling och testning, Hunley hade sjunkit två gånger, drunknar 13 besättningsmedlemmar inklusive dess namne, Horace L. Hunley, en privatist som lät bygga ubåten från en gammal skeppspanna i Alabama 1863.

Lance säger att formgivarna av pulverfatvapnet också kan ha insett farorna med att vara för nära en sprängning i vatten. Hennes historiska forskning visade att de höll sig hundratals meter bort från testblästringar av enheter som var betydligt mindre än bomben som sjönk Housatonic.

"Blast färdas riktigt långt under vattnet, "Sa Lance." Om du tränar 200 meter bort, och sedan tredubblar du storleken på din bomb och lägger den 16 fot bort, du måste åtminstone vara medveten om att det finns risk för skada. "

Lances beräkningar är baserade på tester hon gjorde med en 6-1/2 fot mjukstålskala modell av Hunley hon hade byggt för sina experiment. Utrustad med inre sensorer och flyter i vatten, modellundervisningen utsattes för en serie tryckluftsblåsningar och skalade explosioner av svart pulver. Av olika anledningar, hennes skala-modell sprängningar slutade vara något svagare än vad Hunley besättningen upplevde.

Lances avhandlingsforskning inkluderade sökning i National Archives i Washington, testa historiskt noggranna järnplåtar, en dykcertifierad ATF-agentexpert i sprängämnen, ett inbördeskrig reenactor med en fungerande, period-exakt gevär, och ett besök på ett museum på DuPonts ursprungliga svarta pulverbruk.

Forskare på Clemson som noggrant har tagit bort konkretioner från subens trånga inre för att lära sig mer om dess öde har utvärderat flera möjliga förklaringar:bland dem, besättningen kvävdes, de drunknade, ett "lyckoskott" från Housatonics handeldvapen bröt mot skrovet, eller skjuvkrafter bröt en ventil och suben översvämmade snabbt.

Men Lance har testat och uteslutit alla dessa idéer. "Alla fysiska bevis pekar på att besättningen absolut inte vidtar några åtgärder som svar på en översvämning eller förlust av luft, " Hon sa.

Lance säger att hennes bevis pekar på en mycket plötslig, mjukvävnadsskada, snarare än att drunkna eller kvävas. "Om någon hade överlevt, de kan ha försökt släppa kölballastvikterna, ställ in länspumparna för att pumpa vatten, eller försökte få ut luckorna, men ingen av dessa åtgärder vidtogs, "skriver hon i sin tidning, som är en del av hennes avhandlingsforskning.