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為了保護駕駛者的安全,我們?nèi)粘i_的汽車通常都配有安全帶、安全氣囊等主被動裝備。但在賽車上,車手的安全主要是依靠防滾架、多點式安全帶、頭盔和HANS系統(tǒng)保護的。本文我們就來介紹HANS頭頸支撐系統(tǒng)的作用。
揭秘HANS頭頸支撐系統(tǒng)
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在全面了解HANS之前,我們先來與大家分享一組數(shù)據(jù)。人 的脖頸是非常脆弱的,在撞車事故中,如果你的脖子受到4000牛頓(大約900公斤)的力,那么就有可能因為顱骨骨折而死亡。顱骨骨折是賽車事故中導致車 手死亡的常見原因,HANS系統(tǒng)普及之前,納斯卡車手恩哈特在2001年的事故中以60公里每小時的速度撞車身亡。而在使用HANS之后,F(xiàn)1車手庫比卡 在2007年的事故中,以230公里每小時的速度撞上水泥防護墻,卻只受了皮外傷,可見HANS系統(tǒng)起到了很重要的保護作用,使脖頸的抗沖擊能力提高兩倍 以上。下面,讓我們一起看看這個圍在脖子上的裝置,是如何減小撞車事故給車手頭部、頸部帶來傷害(如顱骨骨折等)的。 123,123
◆什么是HANS?
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HANS的結構很簡單,它是一個U型裝置,由HANS主體、肩墊、滑繩和固定扣組成。專業(yè)級的HANS裝備通常由碳纖維材料制成,重量為500克,價格在 1萬元左右,我們可以形象的將它理解成碳纖維“圍脖”;普通的HANS裝備則采用增強熱塑性塑料,重量為1100克,價格在4000元左右。
◆HANS的作用是什么? 內(nèi)容來自123456
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想要知道HANS的作用,我們必須先來了解一下多點式安全帶與頭盔的作用。 123,123
HANS的作用
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☆延伸:賽車為什么配多點式安全帶? 內(nèi)容來自123456
普通汽車上的三點式安全帶,作用是在急剎車/撞車時拉住我們的身體。而賽車之所以配備更多數(shù)量與固定點的安全帶(四點式、五點式、六點式),則是為了進一步強化這種效果,以提供足夠的拉力。
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為了應對高速轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的巨大離心力,車手們都會專門進行頸部肌肉的鍛煉,所以他們的脖子看起來強健而粗壯。然而即使這樣,在發(fā)生事故時,瞬間產(chǎn)生的巨大沖擊力,還是容易使車手的頸部受傷。這時,車手們會非常需要HANS系統(tǒng)的保護。
據(jù)試驗統(tǒng)計,佩戴HANS系統(tǒng)后,撞擊時車手頭部和頸部受到的力,分別減少了68%和86%。
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◆HANS是如何工作的?
想要讓HANS正確發(fā)揮作用,必須保證兩個條件。第一:要將滑繩與頭盔兩側的卡扣固定好,因為HANS并不與安全帶、車手身體或者座椅直接相連,而僅僅通過滑繩與頭盔兩側的卡扣連在一起。正確安裝后,滑繩的長度應能讓頭部保持自由轉(zhuǎn)動。 copyright 123456
第二:要利用安全帶將HANS與車手身體固定在一起。首先將多點式安全帶的兩根肩帶壓在HANS上面,然后和其它幾根安全帶一起扣在車手的腹部并拉緊。這樣,HANS就被固定在車手身上了。 123456
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面對高速撞擊時,在安全帶的保護下,車手的身體能被拉住固定在座椅上,但頭部還是會猛地向前擺動(見右圖),此時頸部將承受巨大的沖擊力。而在佩戴HANS系統(tǒng)的情況下,滑繩將抑制住頭部向前擺動的趨勢(見左圖),沖擊力也將被從頸椎分散至胸部、軀干、肩膀等處。 123456
◆HANS的分類有哪些?
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專業(yè)版HANS有四種角度選擇:10度、20度、30度和40度。這里所說的角度,是指賽車座椅的角度。下面,我們來具體介紹一下。
◆HANS是什么時候出現(xiàn)的? 123456
1、20世紀80年代:從概念構想到生產(chǎn)銷售 123456
HANS系統(tǒng)是由美國人——密歇根州立大學生物力學工程教授、通用汽車碰撞安全工程師——羅伯特·哈伯德博士(Dr.Robert Hubbard)設計的。該系統(tǒng)最初的構想出現(xiàn)在20世紀80年代早期,在1981年的一次事故中,房車賽車手吉姆·唐寧(Jim Downing)的好友因顱骨骨折不幸身亡。于是,唐寧希望他的表兄哈伯德博士能夠設計一個頭頸支撐系統(tǒng),以減少或防止這類事故的發(fā)生。
HANS系統(tǒng)的研發(fā) 123456
哈伯德博士在1985年設計出了第一個HANS樣品,1989年該裝置在碰撞測試中被證明能有效降低碰撞對車手頭部、頸部造成的傷害。然而,該裝置在當 時并未被主流的賽車安全公司所重視,于是哈伯德和唐寧在1991年成立公司,自行開發(fā)、生產(chǎn)和銷售HANS。
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2、20世紀90年代:從推廣受阻到產(chǎn)品改進
HANS系統(tǒng)的歷史
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然而,該產(chǎn)品一直備受冷落,因為最初的HANS設計的比較寬大,并不能適應方程式的狹窄座艙。直到1994年F1車手埃爾頓·塞納和羅蘭德·拉森伯格的意外身亡,讓F1對HANS顯示出了興趣。
HANS系統(tǒng)的歷史
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1995年,F(xiàn)1邁凱輪車隊車手“芬蘭飛人”哈基寧在練習賽中發(fā)生重大事故,他的頭重重磕在了方向盤上,受傷嚴重險些丟了性命。這次事故之后,國際汽聯(lián)開始與奔馳一起尋找保護車手頭頸部的措施。1997年,哈伯德博士開始研發(fā)用于單座賽車,且更能承受高速撞擊的改良版HANS。
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1985年-2001年 死于顱骨骨折的賽車手人數(shù) 本文來自123 |
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從1985年HANS發(fā)明到2001年廣泛普及期間,因顱骨骨折而受傷或死亡的事故仍不斷發(fā)生,納斯卡車手Ernie Irvan、F1車手菲利普·斯特雷夫(Philippe Streiff)、CART車手貢薩洛·羅德里格斯(Gonzalo Rodriguez)等都受到過傷害。2001年,認為HANS不舒服、不安全而拒絕佩戴的Dale Earnhardt Sr.,在戴通納500比賽中身亡,他也是14個月內(nèi)第4個死于顱骨骨折的納斯卡車手。
HANS系統(tǒng)的發(fā)展
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為了讓更多的車手愿意在比賽中佩戴HANS,哈伯德博士努力改善該裝置的舒適性。經(jīng)過多年的測試與改良,一款造型符合方程式賽車需求,同時車手在佩戴時不會產(chǎn)生不舒適感的HANS,終于被研發(fā)出來。 copyright 123456
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3、21世紀:強制使用和大規(guī)模普及
HANS系統(tǒng)的發(fā)展 123,123
直線加速賽車 手布萊恩·約翰遜(Blaine Johnson)在1996年死亡后,HANS系統(tǒng)開始在該賽事中使用,但在2004年之前并不是強制的。而自2003年直線加速賽新人達雷爾·拉塞爾 (Darrell Russell)身亡起,參賽的所有賽車手,無論是專業(yè)的或是愛好者,都必須佩戴HANS設備,否則會被取消參賽資格。
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☆延伸:10000馬力賽車使用的HANS 123456
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在其他賽事中,美國的納斯卡等賽事都是從2001年開始使用HANS;F1在2003年引入HANS,WRC世界汽車拉力錦標賽和澳洲V8房車賽則從2005年開始要求車手必須佩戴HANS。
◆HANS的實際效果怎么樣?
近年來,F(xiàn)1比賽中的嚴重撞車事故屢見不鮮,但車手的生命安全都得到了很好的保護。這主要得益于賽車的單體殼(碳纖維駕駛艙)、多點式安全帶、頭盔以及HANS系統(tǒng)的保護效果。
2010年F1瓦倫西亞站,紅牛車隊車手韋伯的賽車右前輪與前車的左后輪接觸,韋伯連人帶車高速飛入空中,車頂落地,并向前翻滾直到撞上輪胎護墻,在如此嚴重的事故中韋伯也毫發(fā)未損。 本文來自123
總結:從 HANS發(fā)明到大規(guī)模普及之前的17年中,因為顱骨骨折而死亡的車手多達15人。為了防止這種慘劇再次發(fā)生,除了私人組織的業(yè)余比賽以外,現(xiàn)在所有的汽車 賽事都強制使用HANS頭頸支撐系統(tǒng)。在HANS普及至今的十余年間,再也沒有發(fā)生因為顱骨骨折而導致車手死亡的事故。在賽車運動強制使用HANS系統(tǒng)的 最初幾年里,總是有車手抱怨感到肩部疼痛,而且頭部運動受到限制。不過與頸椎受傷相比,這些“痛苦”是車手必須要克服的。賽車是一項具有危險性的運動,如 果你也想?yún)⑴c其中,一定要將安全放在第一位。頭盔、賽車服、HANS頭頸支撐系統(tǒng)都是重要的車手裝備,雖然它們分別保護身體的不同部位,但只有所有裝備共 同作用,才能全面保護車手的安全。