МЕЖДУ ГОЛОВОЙ И СНЕГОМ: ШЛЕМ ДЛЯ САМЫХ БЕЗБАШЕННЫХ

Статья из журнала «Популярная механика» № 52.

НАУЧНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ:

физика

ТАТЬЯНА СЕМЕНЯК

новостной редактор «SPORTISTIKA.COM»


Лыжный шлем неизменно следует известной заповеди «Сам погибай, а товарища выручай!», защищая голову своего владельца от ударов и перегрузок.

Научные исследования доказывают, что опасность катания на горных лыжах и сноуборде сильно преувеличена. Гораздо опаснее для жизни ездить на автомобиле, мотоцикле, велосипеде, плавать на яхте, нырять с аквалангом и даже играть в футбол. Например, на миллион горнолыжников и сноубордеров приходится менее одного смертельного случая, для велосипедистов этот показатель — 7, а у водных видов спорта — 17.


Первые шлемы для горнолыжников появились в 1960-е годы. Однако даже в 1980—1990-х человек на горных лыжах в шлеме вызывал у окружающих два варианта реакции: «Ой, спортсмен приехал!» и «Ну, всякое бывает…». Картина драматически изменилась после того, как в сезоне 1997−1998 годов в течение одной недели в США погибли два очень известных человека: Майкл Кеннеди (сын сенатора из знаменитого клана) и Сонни Боно (рок-звезда и бывший муж певицы Шер). Оба умерли от черепно-мозговых травм, полученных во время катания на горных лыжах после столкновения с деревом. Мировая и американская пресса горячо обсуждала оба трагических случая. Не прошло и года после трагических событий, как производители мото- и велошлемов откликнулись на озабоченность прессы и запросы потребителей. Были разработаны американские и европейские стандарты для лыжных шлемов. В магазинах появились «народные» шлемы. Крупные горнолыжные фирмы тоже не остались в стороне, а со временем подключились и сноу-, и скейтбордические компании. В 1998-м Франция начала государственную кампанию по популяризации лыжных «кастрюль» среди детей и подростков.


Редко, но метко

Основное предназначение шлема — защищать лыжника от проникающих ранений головы и сотрясений мозга. Кинетическая энергия во время столкновения со снегом, деревом, камнем или одушевленным предметом передается на череп, ломая кости и сотрясая мозг. Чем выше скорость, тверже и тяжелее объект удара, тем быстрее тормозит голова. Медики утверждают, что травмы головы возможны уже при ускорении 150g, при ускорении 250−300g серьезная травма весьма вероятна, а при 400g — необратимая травма мозга практически гарантирована. Энергия удара зависит от скорости движения, типа поверхности, угла столкновения и других факторов. Задача шлема — уменьшить эту энергию. Поскольку исчезнуть она не может, ее необходимо превратить в энергию другого типа — в тепловую или в энергию деформации внутренности шлема. Хороший шлем «срезает» пиковую нагрузку, распределяет ее по большей поверхности и растягивает время удара с одной до шести миллисекунд.

Различают три типа шлемов: открытый, полный и закрытый. Открытый (или ¾) — самый легкий, в нем не жарко, он не давит на скулы. Полный шлем — спортивная классика, защищает уши и челюсть с боков. Некоторые полные шлемы проигрывают открытым в удобстве, но далеко не все. Закрытый шлем типа «фулфейс» традиционно используется для скоростных соревнований, но последнее время стал популярен и среди любителей, особенно предпочитающих экстремальные дисциплины и катание в лесу. «Фулфейс» защищает голову целиком, включая лицо. Минусы: в некоторых закрытых шлемах кататься жарко, быстро запотевают очки.

Практически все «снежные» шлемы считаются одноразовыми, они рассчитаны на один сильный удар. Предупреждение об этом написано на каждом шлеме добросовестного производителя. После удара шлем теряет защитные свойства и становится непригодным для использования. Производители работают над проблемой «многоразовости», но пока что не существует шлемов, рассчитанных на неограниченное количество сильных ударов.

 

Скорлупа

Шлем состоит из трех основных частей: жесткой внешней оболочки, мягкой внутренней оболочки и ремней крепления. Помимо этого есть детали, которые призваны создавать дополнительный комфорт: съемный внутренний чехол, который можно стирать; подушки для подгонки по форме головы, скоба для фиксации очков, козырек, съемные уши, съемная защита челюсти, регулируемые воздухозаборники для улучшения вентиляции, встроенные наушники плеера, проводные и беспроводные шлемофоны для пользования сотовым телефоном или рацией.

Внешнюю оболочку практически всех шлемов делают из ударопрочного АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) или поликарбоната. В моделях для соревнований используется стеклопластик или даже углепластик. Внешняя оболочка распределяет энергию при ударе, защищает голову от проникающих ранений острыми предметами и защищает внутренности шлема от внешних воздействий во время катания. Производители выбирают тип материала и его толщину так, чтобы соответствовать стандартам, поэтому говорить о том, что шлем из одного материала прочнее, чем из другого, можно только в том случае, если это доказывают независимые испытания. Внешняя оболочка мало влияет на амортизацию и защиту от сотрясения мозга, поэтому польза от увеличенной прочности только в том, что она может чуть лучше защитить от проникающего ранения.


Мягко стелем

Внутренняя оболочка — это своего рода тормоз и амортизатор для головы. Ее задача — уменьшить энергию удара и снизить ускорение мозга за счет сжатия и разрушения пеноматериала, из которого она сделана. Часть кинетической энергии превращается в тепловую и энергию деформации. Можно сказать, что внутренняя оболочка «служит другим, сгорая». Жесткие пеноматериалы хорошо поглощают сильные удары, но почти не восстанавливают форму, а резиноподобные пеноматериалы слабо спасают при сильном ударе, но восстанавливают форму, поэтому их можно использовать много раз. Некоторые фирмы экспериментируют с многослойными подушками из мягких и твердых материалов.

Самый популярный материал для внутренней оболочки — пенополистирол. Его получают вспениванием гранул стирола (винилбензола) при высокой температуре и давлении. Раковины, пустоты и трещины означают, что внутренняя оболочка сделана с нарушением технологии.

Пенопропилен используется как для одноразовых, так и для многоразовых шлемов. Он немного дороже, чем пенополистирол. Фирма Pro-Tec делает шлемы для сноубординга из «пенопропилена с активированной поверхностью» (SXP, Surface Activated Expanded Polypropylene) и утверждает, что их шлем способен неоднократно защищать от ударов.

Пенополиуретан, более тяжелый и твердый, чем пенополистирол, используется в шлемах довольно редко. Zorbium — фирменное название нового типа эластичного пеноматериала, который поглощает в два раза больше энергии, чем аналогичные объемы пенопропилена или полистирола, и при этом восстанавливает свою форму. Некоторые фирмы проводят эксперименты по комбинации пеноматериалов разного типа в одном шлеме.

Пеноматериалы — хорошие теплоизоляторы, поэтому даже на морозе в шлеме тепло. Поскольку человек теряет больше половины тепла через голову, вопрос вентиляции шлема имеет большое значение, особенно при катании в теплую погоду.


Молотом по голове

Защитные шлемы в обязательном порядке сертифицируются на соответствие одному из стандартов. Наряду с международными (ISO), европейскими (CEN) и национальными (ASTM в Америке, DIN в Германии, OS в Австралии) стандартами существуют независимые — SNELL и CPSC (Американская комиссия по безопасности потребительских товаров). Наиболее распространенные стандарты — CEN и ASTM. Стандарты SNELL — самые строгие в индустрии шлемов.

Каким испытаниям подвергается шлем при сертификации? В первую очередь это ударные испытания, динамический отрыв ремешка, прорубание оболочки, устойчивость на голове, определение зоны защиты головы. Суть ударного испытания в том, что шлем, пристегнутый к искусственной голове, на скорости 23 км/ч падает на плоскую металлическую платформу с высоты 2 м (стандарт ASTM). Макет головы во время падения «думает» только об одном: каково сейчас ускорение торможения? Если акселерометр, встроенный в «голову», показывает величину больше 300 g, значит, шлем сертифицировать нельзя. Испытание на прорубание оболочки еще проще — острый молот весом 3 кг падает на шлем с высоты 0,7 м (стандарт СЕ). Если острие молота коснулось макета головы, то шлем не соответствует стандарту. Шлемы испытывают в теплых условиях (32−380С выше нуля), в холодных условиях (22−280С ниже нуля) и в мокром состоянии.

Тоби Доусон, двукратный чемпион мира по фристайлу на лыжах, предупреждает: «Шлем должен стать привычкой. Даже самые опытные лыжники иногда падают. А кроме того, нельзя быть уверенным, что люди впереди или позади тебя хорошо себя контролируют».

Мифы про шлемы

1. Лыжные шлемы недостаточно безопасны, потому что их испытывают на скорости до 23 км/ч, а средняя скорость лыжника — около 40 км/ч.

Мотошлемы испытывают при скорости 27 км/ч, но многолетняя практика показала, что качественные мотошлемы эффективны и на гораздо более высоких скоростях.

2. С хорошим шлемом ничего не страшно.

В шлеме вы не станете бессмертным и неуязвимым. Вылет с трассы на скорости и удар в дерево или скалу — это типичный фатальный сценарий, от которого не спасает ни один шлем.

3. Шлем заставляет некоторых людей рисковать больше, чем они бы делали это без шлема.

Одни исследования подтверждают эту точку зрения, а другие опровергают ее.

4. Для катания на лыжах или сноуборде вполне подойдет вело- или мотошлем.

По сравнению с велошлемами лыжные модели рассчитаны на удары более сильные и в другие зоны. Кроме того, лыжные шлемы имеют теплоизоляцию, рассчитанную на холодную погоду.

5. Достаточно иметь шлем на голове, а плотно пристегивать его не обязательно.

Незастегнутый шлем защищает не больше, чем презерватив, который так и остался лежать в кармане.

6. Шлем увеличивает количество травм шеи.

На практике это утверждение не подтвердилось.

7. Шлем можно покупать без примерки.

Не все головы одинаковы, так же, как и шлемы. Например, считается, что у многих монголоидов череп имеет более круглую форму по сравнению с европеоидами.

8. Если уронить шлем на бетон, то его придется выбросить.

Обычно нет. После сильного падения шлем надо осмотреть, ощупать снаружи и по возможности изнутри.

 
 

Три варианта для одной головы


1. Полный шлем. Спортивная классика

Модель Lange Carbon соответствует стандарту EN1077. Особенности: внешняя оболочка из ABS, система вентиляции Coolmax. Область защиты: шлем защищает от ударов и проникающих ранений голову горнолыжника целиком, включая виски, уши и челюсть с боков. На защиту лица полный шлем не рассчитан. Назначение: полный шлем предназначен для тренировок и соревнований по горнолыжному спорту, подходит для рекреационного катания. Достоинства: большая область защиты, аэродинамичная форма. Недостатки: больший вес и худшая вентиляция по сравнению с открытыми шлемами.


2. Закрытый шлем. Максимальная защита

Модель Rock Hard Rock Decals соответствует стандарту CE, FISI. Особенности: внешняя оболочка из композитного материала, внутренний слой из полистирола (EPS), съемная подкладка. Область защиты: шлем защищает голову целиком, включая челюсть и лицо. Назначение: закрытый шлем, или «фулфейс», незаменим в экстремальных видах спорта, в частности фристайле, ски-кроссе и бордер-кроссе, а также в скоростном спуске. Достоинства: максимальная степень защиты. Недостатки: наибольший вес в сравнении со шлемами других типов, затрудненная вентиляция, ограниченный обзор, способствует запотеванию очков.


3. Открытый шлем. Легкость и комфорт

Модель Rock Fluid plus Scull соответствует стандарту CE, FISI. Особенности: оболочка ABS, внутренний слой из полистирола (EPS), съемные уши. Область защиты: защищает от ударов и проникающих ранений голову горнолыжника, исключая уши и челюсть с боков. На защиту лица открытый шлем не рассчитан. Назначение: открытый шлем подходит для рекреационного катания на горных лыжах и сноуборде, обучения, тренировок, не связанных с экстремально высокими скоростями и прыжками. Достоинства: легкость, комфорт, хорошая вентиляция. Недостатки: наименьшая область защиты по сравнению со шлемами других типов.


Выбор маски

Маска - это защита от ветра и палок неуклюжего лыжника. А еще это твое понимание трассы.

Сноубордная маска или очки - это не просто стильный аксессуар, делающий вас похожим на человека, который не случайно пришел на склон. Это очень важная часть оборудования, которая выполняет несколько функций.


На что маска сноубордисту.

Во-первых, маска для сноуборда защищает ваши глаза. От ветра, снега, камней, грязи, лыжных палок и подъемника. У вас не текут слезы, когда вы набираете скорость. Вам становится все равно, когда налетает пурга. При падении вы видите все и можете спокойно реагировать на ситуацию, а не зажмуриваете глаза. Снег, камни, лыжные палки и чужие части тела, летящие вам в глаза при падении или столкновении, не причиняют вам вреда. Рамка кресельного подъемника, от которой вы не успели увернуться, или выскользнувший бугель могут поцарапать вашу маску, но не глаза.

Во-вторых, хорошая маска улучшает ваше зрение на склоне. Человеческий глаз устроен так, что различает далеко не все, что происходит вокруг. Кроме того, освещение, осадки и другие погодные условия сильно влияют на наше восприятие окружающей действительности. Маска должна компенсировать эти несовершенства нашего органа зрения и создавать ему такие условия, в которых глаз способен видеть максимально хорошо без напряжения и дискомфорта. Таким образом, в маске вы видите больше, чем без нее, а значит, всех, кто сидит на склоне под вашей доской, а также всех, кто проносится мимо. А вот это уже напрямую влияет на всеобщую безопасность.

В-третьих, любая нормальная маска спасает ваши глаза и половину лица от опасного излучения – солнечного ультрафиолета, которого в горах так много, что можно получить серьезные ожоги как сетчатки глаза, так и кожи лица. Поэтому, начиная с высоты 1000 м, снимать маску вообще не стоит. Снег - прекрасный отражатель, поэтому даже в тени или в пасмурную погоду ультрафиолет в горах все равно есть, и он все равно вреден.

Стоит ли пренебрегать маской и испортить себе глаза? Опыт подсказывает, что нет. Поэтому выбираем себе маску и катаем с удовольствием.


Что такое сноубордная маска?

Маска, предназначенная для катания - это такие большие очки, закрывающие половину лица.

Спереди находится большой визор (линза) - то есть ударопрочный пластик поликарбонат, через который человек смотрит вокруг. Это очень технологичная часть маски, требующая нехитрого ухода. Часто визор делают сменным, чтобы менять "стеклышки" под разные погодные условия. Визоры делают только из пластика из соображений легкости, прочности и безопасности. Снаружи имеет специальное покрытие против царапин и различных мелких повреждений.

Визор вставлен в пластиковую окантовку, или каркас маски. Каркас определяет форму маски, которая может подойти, а может и не подойти к вашему лицу с точки зрения удобства, а также с точки зрения соответствия шлему. Многие производители предусматривают в каркасе маски специальную систему вентиляции, которая создает небольшой поток воздуха внутри маски и не дает потеть райдеру и запотевать визору.

К каркасу маски крепится эластичный ремень, который удерживает маску на голове райдера. Как правило, он регулируется по длине, чтобы у вас была возможность надеть его как на шапку, так и на шлем. В некоторых моделях можно пристегнуть специальную резиновую вставку, чтобы ремень без проблем налезал на самые большие шлемы.

В комплект маски практически всегда входит мягкий тканевый чехол, которым обычно протирается визор. Естественно, хранить маску нужно в этом чехле.


Визоры масок для сноуборда

Разные визоры рассчитаны на разные погодные условия. Общее правило: чем темнее линза маски, тем на более солнечную погоду она рассчитана. Это означает, что на подмосковной горке под пасмурным небом вы, скорее всего, ничего не увидите. И наоборот, чем прозрачнее стекло, тем на более пасмурную погоду оно предназначено.

Обычно производители указывают светопроводимость, или для какой погоды предназначена маска. Например, Scott делит свои линзы на 4 категории: очень солнечно, солнечно, облачно и адаптивные, то есть хамелеоны. Аналогичное деление существует и у других компаний.

Когда вы выбираете маску, ответьте на вопрос: где вы планируете кататься большую часть времени? Если только в отпуске в горах, берите "солнечно", но имейте в виду, что и там бывает снег. Если у нас, в средней полосе России, то "облачно" - скорее всего ваш вариант. Ну а если хотите максимальной универсальности, и катаетесь всегда и везде - ищите линзу-хамелеона, или адаптивный визор, который меняет уровень своей затемненности в зависимости от яркости поступающего света. Такие линзы показывают себя весьма неплохо.

Кроме светопроводимости линзы имеют другие важные характеристики.

Внутреннюю поверхность визора часто покрывают специальным составом (anti-fog), который предотвращает запотевание. Такие линзы запрещено протирать и вообще дотрагиваться их изнутри.

Некоторые высокотехнологичные линзы обладают технологией улучшения яркости и контрастности изображения, позволяя глазу быстро различать бугры и впадины, что увеличивает уровень безопасности на склонах. Такие линзы частично фильтруют голубой свет, что создаёт чёткое видение всех частей снежного рельефа и позволяет лучше читать поверхность.

Линза должна полностью блокировать вредное ультрафиолетовое излучение, что производители обычно указывают на упаковке.

Линзы могут быть цилиндрическими (в них отражение растягивается по вертикали) и сферическими(отражение растягивается по кругу). Сферические линзы считаются лучше, потому что они уменьшают искажение периферического зрения, что позволяет райдеру лучше оценивать ситуацию на склоне.

Радужные линзы с зеркальной поверхностью не позволят солнечному свету ослепить райдера, они уменьшают блики от снега и льда.

Также встречаются поляризованные линзы, которые блокируют свет, отражающийся от ровных поверхностей. Обычно такой свет преломляется на вертикальные и горизонтальные волны, которые вызывают напряжение в глазах. Поляризованные линзы поглощают свет и направляют его в одном направлении, "убирая" горизонтальный белый свет, способствующий появлению бликов. Слепящие отражения в десять раз ярче чем обычный свет, а так же искажают восприятие и ухудшают видимую картину. Поляризованные маски особенно подходят для яркого солнца: они дают отсутствие бликов и усиление натуральных цветов.

Цвет линзы или градиент часто не влияет на ее характеристики и остается предпочтением райдера.

Однако площадь линзы должна быть довольно большой, чтобы не сужать угол обзора райдера.


Народные приметы

Когда сильно падает лыжник, от него отлетают лыжи, палки и другие части внешней экипировки. Когда падает сноубордист, у него особо нечему отлетать. Поэтому, если во время падения от бордера отделилась маска, значит он упал реально сильно.


Слово новостного редактора (Татьяна Семеняк)

Научные исследования доказывают, что опасность катания на горных лыжах и сноуборде сильно преувеличена. Но очень важно правильно подобрать защиту. Качественный шлем убережет лыжника от проникающих ранений головы и сотрясений мозга, а хорошая маска защитит глаза и улучшит зрение на склоне.

Подписывайтесь на SPORTISTIKA.COM в социальных сетях - постараемся кормить Ваше сознание отборным аналитическим материалом из мира спорта.

Безопасных спусков и минимум травм!