Безопасность мотоциклетных шлемов

Глупо отрицать тот факт, что хорошая экипировка мотоциклиста способна уберечь его от травматизма, а порою и сыграть решающую роль в спасении его жизни при дорожно-транспортных происшествиях...

Любой шлем проектируется так, чтобы он мог защитить голову мотоциклиста при аварии: при ударе об асфальт или о бордюрный камень. Поэтому при тестировании на соответствие стандартам в первую очередь проверяется способность шлема поглощать энергию удара. Стандарты безопасности шлемов определяют, какую максимальную перегрузку (указывается в g, 1g = 9,8 м/c2) может передавать шлем на голову, в течение какого времени и при аварии какого типа.

Тестирование на соответствие стандартам обычно происходит следующим образом. Под действием силы тяжести шлем, разгоняясь до заданной скорости, скользит по направляющим вниз до столкновения с опорой, прикрепленной к полу. Энергию удара можно подбирать, варьируя высоту, с которой падает шлем, а также вес помещаемого внутрь шлема утяжелителя круглой формы («головы»). Внутри круглого утяжелителя находится датчик перегрузок, который фиксирует, сколько g и в течение какого времени получает «голова» при ударе.

Существуют разные стандарты безопасности шлемов: европейские, американские, японские, британские, австралийские. Так, на европейском рынке действуют нормативы ECE 22-05, принятые в мае 2000 г., и любые шлемы, продаваемые на территории Европы, обязательно тестируются на соответствие требованиям этого стандарта. Шлемы, продаваемые в США, должны соответствовать стандарту DOT (FMVSS 218), и дополнительно производитель может получить на свой товар удостоверение на соответствие рекомендательным стандартам Snell M2000/M2005.

На российском рынке можно найти шлемы, как отвечающие требованиям ECE, так и не проходившие тестирования на соответствие этому стандарту. Например, если шлемы азиатских производителей (Arai, HJC, Icon, KBC, ScorpionExo, Shoei) были ввезены в Россию из США по так называемым «серым» каналам, то они будут иметь сертификат соответствия стандартам DOT или Snell.

Между разными стандартами безопасности мотоциклетных шлемов имеются существенные отличия, поэтому российскому мотоциклисту следует обращать внимание на то, какому конкретно стандарту соответствует приобретаемый шлем. Инженеры и специалисты в области безопасности настоятельно рекомендуют покупать только шлемы с буквой «Е» в кружочке на ремешке, т.е. соответствующие нормативам ECE. Приведенный далее краткий сравнительный анализ европейского и американских стандартов демонстрирует преимущества нормативов ECE перед стандартами DOT и Snell.

Стандарты Snell

Рекомендательные стандарты Snell M2000/M2005 предполагают, что любой шлем должен главным образом защищать при ударах очень высокой силы. Эти стандарты были разработаны частной некоммерческой организацией Snell Memorial Foundation (SMF), подготовившей также стандарты шлемов практически во всех возможных областях (конный спорт, велоспорт, скейтборд, лыжи, сноуборд и др.).

Самый сложный для прохождения тест на соответствие стандартам Snell представляет собой серию из двух ударов шлема о полукруглую болванку из нержавеющей стали размером примерно с апельсин. Энергия первого удара равняется 150 Дж (примерно эквивалентно падению груза весом 5 кг с высоты 3 м), т.е. это удар исключительной силы. Второй удар производится тем же самым местом шлема с энергией 110 Дж. Чтобы пройти этот тест, шлем должен передавать при каждом из ударов перегрузку не более чем 300g.

Многие эксперты в области безопасности считают, что стандарты Snell предъявляют избыточные требования к шлемам. Действительно, удары такой силы, как при тестовых испытаниях, составляют примерно 1% от общего количества ударов при авариях, а вероятность того, что при повторном падении мотоциклиста удар придется в ту же самую точку шлема, исключительно мала.

Шлем стандарта Snell выдерживает два сильных удара по одному и тому же месту, но это, к сожалению, достигается за счет снижения способности шлема поглощать энергию единичного удара. Действительно, при единичном ударе поглощающие свойства шлема, соответствующего стандарту Snell, используются не полностью, и голова подвергается излишним перегрузкам.

Кроме того, критикуются максимально допустимые по стандарту перегрузки в 300g. Известно, что уже 200-250g могут представлять серьезную опасность для здоровья, а перегрузки свыше 300g приводят к летальному исходу. Эксперты считают, что в идеале шлем должен передавать перегрузку не больше 200g, и время воздействия не должно превышать 2 мс.

Поэтому сертификация по стандарту Snell, как считают многие эксперты, является всего лишь маркетинговой уловкой. Платя 60 центов SMF за сертификацию шлема, производитель наклеивает на шлем соответствующий стикер и повышает цену на 30$ или 40$.

Стандарт DOT

Если согласно стандарту Snell максимальная перегрузка не должна превышать 300g, то по стандарту DOT - 250g.

В отличие от Snell, тесты стандарта DOT (как и европейских стандартов) изучают свойства шлемов при ударах умеренной, а не высокой силы, поскольку по данным статистики такие аварии составляют более 90% от общего количества.

Почему же так велик процент мотоциклетных аварий с умеренной энергией удара? В Европе и США проводятся специальные исследования, изучающие статистику аварийности. Эти исследования позволили сделать следующие выводы.

Во-первых, почти половина всех серьезных аварий с участием мотоциклов случается в городских условиях, при проезде оживленных перекрестков, скорость столкновения при таких авариях обычно не превышает 40 км/час. Также к серьезным последствиям приводит быстрая езда ночью, чаще всего в выходные, нередко в нетрезвом состоянии. В таких авариях зачастую нет других участников кроме самого мотоциклиста, не сумевшего, например, войти в поворот. Эти два типа аварий составляют 75% от общего числа серьезных аварий с участием мотоциклов.

Во-вторых, высокая скорость мотоцикла в момент аварии не всегда приводит к тому, что шлем получит удар большей силы. Почему так происходит? В подавляющем большинстве аварий мотоциклист падает с мотоцикла и ударяется головой о дорожное покрытие. Самый сильный удар приходится на шлем именно в момент падения, а энергия этого удара зависит скорее от той высоты, с которой упал мотоциклист, а не от той скорости, с которой он двигался вперед. Из-за высокой скорости мотоцикла в момент аварии мотоциклист может вылететь из седла на несколько бóльшую высоту, но редко она будет превышать 2,5 м. После падения при аварии на высокой скорости мотоциклист обычно дольше скользит по земле, чем при авариях на умеренных скоростях, но любой современный шлем прекрасно защитит вас во время этого скольжения.

Однако, несмотря на все вышесказанное, репутация американского стандарта DOT невысока, и тому есть объективные причины. Во-первых, DOT не менялся уже с 1985 г., в то время как, например, европейские стандарты постоянно развиваются, в них совершенствуются сами процедуры тестирования и добавляются новые требования к самым разным свойствам шлема. Во-вторых, DOT, в отличие от остальных стандартов, не требует внешней экспертизы. Производители проводят тестирование своей продукции на соответствие стандарту DOT самостоятельно, а покупатели вынуждены верить производителю на слово.

Европейский стандарт ECE 22-05

Для тестирования мотоциклетных шлемов на соответствие нормам ECE производитель отправляет продукцию в специальные центры, тестирование походит под контролем представителя Министерства транспорта.

Ударные испытания шлемов представляют собой одиночный удар умеренной силы, при этом перегрузки не должны превышать 275g. Следует отметить, что утяжелители, имитирующие голову человека в этих испытаниях, оснащаются 3D-акселерометрами, регистрирующими ударные нагрузки во всех направлениях. Это важно, поскольку погашение энергии удара происходит не только за счет деформации шлема, но и путем перенаправления ударной волны в другие зоны шлема, находящиеся на расстоянии от точки удара. В стандартах Snell используются осевые акселерометры, измеряющие нагрузки только в направлении удара.

Другое важное отличие стандартов Snell и ECE заключается в следующем. Утяжелители, используемые в испытаниях ECE, откалиброваны по размерам и весу (от 3,1 до 6,1 кг), и вес утяжелителя подбирается в зависимости от размера шлема. Действительно, энергия удара при падении зависит от массы головы, которая, в свою очередь, определяется ее размером. Путем использования в испытаниях утяжелителей разного веса стандарт ECE предписывает производителям конструировать шлемы так, чтобы головы любого размера были защищены одинаково.

Для испытаний по версии Snell тоже используются «головы» разных размеров, но одинакового веса. Такой подход плох не только тем, что во время тестирования при столкновении шлем размера XS подвергается воздействию точно такого же удара, как и шлем размера XXL, т.е. в итоге маленький шлем защищает лучше, чем большой той же модели. Использование в испытаниях утяжелителей одинакового веса часто требует распиливания зоны подбородка, что не может не сказаться на свойствах шлема. Это еще одна из причин, по которой многие инженеры считают американские тесты менее реалистичными по сравнению с европейскими.

Резюме

При испытаниях на соответствие стандартам изучается не только способность шлема поглощать энергию удара. Тестированию подвергаются все элементы шлема, от оболочки до стекла, ремешков и застежек. Проверяется обзорность, смещение шлема относительно головы, сопротивляемость материалов растворителям, сопротивление ремешка на разрыв и пр. Требования стандартов по этим параметрам тоже различаются.

Конечно, существующие стандарты безопасности пока не учитывают все возможные аспекты. Так, еще не проработаны требования к системам вентиляции шлемов, хотя медицинские исследования доказали, что увеличение температуры головы отрицательно влияет на время реакции и концентрацию. Также пока не предусмотрен контроль удобства пользования шлемом в очках.

Однако, по мнению экспертов, нормативы ECE выгодно отличаются от американских стандартов, они характеризуются большей реалистичностью требований, динамично развиваются и представляют собой исключительно полезный инструмент для диагностики защитных свойств мотоциклетных шлемов. Многие инженеры и эксперты в области безопасности сходятся во мнении, что только прошедший сертификацию по нормативам ECE шлем может считаться полноценной защитой.

Источник: