頭盔是如何在車禍事故中保護我們的?
據國外媒體報導,頭盔是一種用來保護頭部安全的裝備,在發生事故時可以通過自毀的方式,吸收巨大的衝擊力,從而保護頭部免於意外傷害。 在騎車——無論是騎自行車還是騎摩托車——的時候,我們都很喜歡風吹過頭髮的感覺,但專家們似乎不這麼認為。 當然,他們有著充分的理由。
大腦是我們身體最重要的器官,騎車必然會使其處於危險之中。 與其他形式的外部物理損傷相比,腦損傷會帶來嚴重的長期影響,有時甚至是不可逆的。 因此,騎自行車或摩托車時佩戴防護裝備的重要性再怎麼強調也不為過。
頭盔裡有什麼?
當提及摩托車安全時,人們首先想到的便是頭盔。 儘管頭盔不能避免事故的發生,但它的確顯著降低了事故可能造成的損害。
頭盔由若干部分組成,每個部分在設計上都要兼顧舒適和美觀,但最重要的是對佩戴者的安全給予最高的重視。 接下來,讓我們來看一下頭盔里都有哪些提高安全性的配置。
1。 殼體
這是頭盔的最外層,也是我們第一眼看到的部分,構成了頭盔的”外骨骼”。 常用的頭盔殼體是由聚碳酸酯、ABS塑膠和玻璃纖維增強塑膠製成的,新型複合材料如碳纖維和凱芙拉(Kevlar,一種芳香聚醯胺類合成纖維)等也日漸流行。 在設計上,頭盔的殼體在受到撞擊時會緩慢開裂,與地面或其他表面摩擦時具有耐磨的特性。
2。 緩衝內襯
緩衝內襯形成了頭盔的核心部分,由發泡聚苯乙烯(EPS)製成,能夠承受高衝擊和壓縮載荷。
3。 泡沫襯墊
泡沫襯墊是聚苯乙烯襯墊和騎手頭部之間的緩衝表面,由泡沫墊製成,可以舒適地固定住騎手的頭部,同時吸收汗水中的水分。 一個良好的泡沫襯墊不會讓頭部和頭盔之間發生任何相對運動。
4。 佩戴裝置
頭盔的佩戴裝置由脖子下方的系帶組成,可以將頭盔穩穩地固定在頭部,防止其在受到猛烈撞擊時脫落。
5。 面罩
面罩的作用相當於遮陽板,覆蓋了頭盔的觀察視窗,同時允許騎手看清楚外界的情況。 面罩通常由堅硬、防碎的聚碳酸酯製成,可以有效阻止空氣中的碎片進入頭盔,損傷車手的眼睛。
6。 通風系統
通風系統雖然不是頭盔主體安全系統的一部分,但卻是必不可少的。 空氣穿過頭盔進行流通不僅能保證騎手的舒適性,還能防止面罩因呼吸產生的濕氣而起霧。
頭盔如何發揮作用?
從物理學的角度,事故可以量化為一個大品質物體在幾毫秒內靜止於幾毫米的距離。 在這一過程中,物體所經歷的負加速度是幾百g(地球表面的重力加速度為1g)。
人體顯然無法承受如此猛烈的衝擊,並可能因此受到致命的傷害。 一個設計精良的頭盔有兩道防線,即外殼和EPS內襯。 在撞擊過程中,外殼首先受到衝擊,並產生緩慢擴展的裂縫,減少了傳遞到EPS內襯的能量。 由於EPS是可壓縮的,因此剩餘的大部分衝擊力都會在壓縮過程中消耗掉。 最終,只有很少的能量會傳遞到騎手的頭部。
上市的頭盔產品需要符合「吸收碰撞能量性能」項目地點標準要求。 吸收碰撞能量性能試驗是類比消費者佩戴頭盔在發生碰撞時,頭部所承受的衝擊能量傷害,主要考察加速度峰值和作用時間兩個方面。 在行業標準中,頭盔加速度峰值應在300g以下,加速度超過150g的作用時間小於4毫秒;當加速度峰值大於300g,加速度超過150g的作用時間大於4毫秒時,就會對佩戴者頭部造成不可逆轉的嚴重傷害,威脅佩戴者的生命安全。
頭盔的測試和認證
與汽車事故不同,摩托車事故的未知變數過多,因而無法類比。 不過,頭盔製造商必須遵守標準,證明其產品是適合道路使用的。 隨著時間的推移,這些標準將變得越來越嚴格,使頭盔能為我們提供越來越高的安全保障。
我們通常用試驗頭型的直線運動和旋轉運動來測試頭盔。 將不同規格的試驗頭型放到頭盔中,其配備的感測器便可以測量各個點受到的衝擊力。
一個典型的騎行頭盔在提供給客戶之前通常要經過以下測試:
1。 抗衝擊性能
頭盔的抗衝擊性能是通過各種破壞性項目來進行測試,如碰撞測試、跌落測試和穿透測試。 在這些測試中,頭盔會以不同的速度落在不同形狀的砧上。 抗衝擊性能通過測量頭盔殼體的完整性來衡量,通常與殼體裂紋的擴展,以及傳遞到試驗頭型的衝擊力的減少有關。
另一個重要的測試專案是磨損測試,包括頭盔在柏油路面上的滑動情況。 一個容易滑動的頭盔可以防止脖子上的扭轉力,從而防止脊椎受傷。
2。 佩戴裝置穩定性
這是一個無損測試,目的是為了確定頭盔在衝擊中從騎手頭部掉落下來的可能性。 將頭盔佩戴在合適的試驗頭型上,系緊系帶。 通過引導裝置和釋放裝置將衝擊砝碼從一定高度釋放,自由墜落,然後測量佩戴裝置的位移量。 如果位移長度超過5毫米,該頭盔就被認為是不安全的,因為它會從騎手的頭上掉落下來。
3。 佩戴裝置強度
在這個測試中,頭盔的佩戴裝置將承受拉伸載荷,直到失效的臨界點。 一個可以上路使用的頭盔,其佩戴裝置應當能夠承受高達400公斤的衝擊載荷。 如果一個頭盔的佩戴裝置失效,即系帶在發生碰撞時就會脫落,那它就不應當在道路上使用。
4。 覆蓋面積與視野
頭盔的設計要在最大覆蓋範圍和最大視野之間進行權衡。 這項測試主要為了確保騎行者具有良好的周邊視野。 如果頭盔為了在碰撞時更加安全,將視野視窗變窄,就會使周邊視野受限,因此不能在道路上使用。 類似地,如果視野視窗變大,但減少了頭盔殼體的覆蓋範圍,也會使頭盔使用起來很危險。
普遍接受的頭盔標準包括美國DOT,歐洲ECE 22.05、Snell和SHARP。 我國的國標也對運動頭盔和摩托車乘員頭盔的安全要求進行了詳細規範。
隨著複合材料和模擬技術的發展,頭盔為騎手提供的安全性能不斷提高。 更現代的頭盔還集成了無線通信功能,進一步增加了它們的效用。 當然,無論你是騎摩托車、運動自行車還是其他交通工具,都請記得戴上頭盔——關鍵時刻它或許能救你一命。 (任天)