Физика работы шлема

Шлем для полетов. Руководство Джеймса Фримана к покупке шлема

Рано или поздно почти каждый пилот попадает в какую-нибудь переделку. "Асфальтовые травмы" (счесывание локтей и коленок о гравий, асфальт, траву) и поломанные кости заживают; черепно-мозговые травмы не остаются без последствий. Падение даже на небольшой скорости может привести к травме вашей головы. Точной картины для парамоторного (парапланерного) спорта нет. Аналогичное исследование у велосипедистов показало, что около 90% повреждений мозга можно было предотвратить при правильном использовании шлема.

Физика работы шлема

Повреждения головы происходят при мгновенном торможении, когда ваша голова соприкасается с твердой поверхностью. Путь предотвращения фатального исхода состоит в том, что необходимо остановить голову (и мозг) более плавно. Шлем уменьшает пиковую нагрузку, которую испытывает голова при сильном воздействии. Сила торможения обратно пропорциональна времени, во время которого действует это торможение.

Единственная переменная в реальной формуле аварийного торможения – время, т.к. скорость гасится до "0” с течением определенного времени, т.е. именно эта переменная определяет темп торможения и, следовательно, воздействие, прикладываемое к голове. Если мы сможем умножить на коэффициент 2 время торможения (и таким образом силу), то воздействие на мозг от удара уменьшиться вдвое. Если мы сможем умножить это время на коэффициент 4, то сила удара головы уменьшиться вчетверо, т.е. опасное воздействие уменьшится до 25% по сравнению с тем, если бы голова была без шлема. Для увеличения критического времени, при котором происходит торможение, требуется материал, который при сокрушительной нагрузке приводит голову к безопасной остановке постепенно: материал должен иметь очень медленную степень восстановления после уплотнения.

Также одно из требований - достаточно толстый слой, и достаточно жесткий для неполного сжатия (при достижении нижнего предела) – материал должен поглотить энергию удара прежде, чем ваша голова остановится. Материал, который имеет такие характеристики, был разработан в 50-е годы и сейчас почти все шлемы делаются с пенополистиролом (EPS), тот же самый пенопласт, который используется для упаковки электроники. Однажды сжатый, пенопласт не восстанавливается. Губчатый (эластичный) пенопласт добавляется внутрь для комфорта и лучшей посадки шлема на голове. Но это еще не все. Что бывает, если мы нажимаем на неровную поверхность? Чем меньший радиус такой поверхности, тем больше концентрация при ударе. Чтобы это компенсировать, мы добавляем жесткую внешнюю оболочку, для того, чтобы распространение силы удара происходило по более широкой области.

Дата добавления: 2015-07-11