頭盔之下生命至上

路飛

生命在于運(yùn)動，對于騎行的你來說在生命運(yùn)動的同時(shí)，生命的安全則在于必須佩戴頭盔！不開玩笑，我們用科學(xué)說話……相信讀完本文之后，你騎行時(shí)一定不會不戴頭盔了，畢竟生命之重不容忽視！

幾乎所有騎友，第一次在掂量自行車頭盔時(shí)，心里都會產(chǎn)生質(zhì)疑：這么輕的東西真的結(jié)實(shí)嗎？！懷疑之余最后還是說服自己掏錢買下一個(gè)，“戴吧戴吧，有戴總強(qiáng)過沒有，有沒有用，至少能買個(gè)心理安慰吧”。頭盔真的能夠吸收沖擊嗎？吸收沖擊的能力到底又有多大呢？下面我們就用具體的數(shù)字來說明一切吧。

關(guān)于頭盔的安全標(biāo)準(zhǔn)

我們先用兩個(gè)數(shù)值來說明當(dāng)一個(gè)人突然摔倒時(shí)，碰撞對頭部產(chǎn)生的作用情況：加速度最大值“Gmax”和由平均加速度和時(shí)間決定的“HIC”（Head Injury Criteria：頭部損傷標(biāo)準(zhǔn)）。通常制造頭盔所采用的標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)加速度最大值達(dá)到300G時(shí)，才能對頭部造成傷害。不過，在英美國家，采用的制造標(biāo)準(zhǔn)則是“200G不會造成危及生命的頭部損傷”?？傊?，不管是哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，我們假設(shè)頭部的重量為4.5kg，那么200G的話就是900kg，300G的話就是1350kg，抗擊力都是超級強(qiáng)的。

另一方面，HIC是用表1下面的公式計(jì)算出來的，翻譯成我們平時(shí)的話就是“平均加速度的2.5次冪乘以時(shí)間的值”。通過研究的結(jié)果顯示，HIC的值和頭部損傷的確切關(guān)系如圖4所示。從各種安全標(biāo)準(zhǔn)來看，當(dāng)頭部受到的沖擊HIC在1000以下時(shí)，雖然似乎……是不會死的，但是，這時(shí)頭部受傷的概率則是100%，頭蓋骨骨折、喪失意識的概率更是90%，情況會非常嚴(yán)重，所以也不能說HIC1000就一定沒事。

生命之輕重 自行車用頭盔的安全性能

目前，自行車所用的頭盔要想得到SG標(biāo)志的話，按規(guī)定必須先經(jīng)過以下測試：先將頭盔套在與人頭部形狀、重量相同的“假人頭”上，然后將其從1.5m高的地方以5.42m/s的速度落到以鋼鐵為材料的鐵砧上，所受沖擊的最大值鑒于300G與150G之間，并且撞擊時(shí)間也要在4/1000秒以下。

然后，看一看圖2所示的沖擊波形，初速度為5.42m/s 時(shí)的時(shí)間為0.00368秒，Gmax達(dá)到300G以下150G以上的時(shí)間為0.00368秒，滿足SG規(guī)定的條件。用這個(gè)平均加速度和時(shí)間來計(jì)算HIC的話，則HIC=1502.5*0.00368=1014。接著以同樣的平均加速度和持續(xù)時(shí)間從1.5m的高度落下時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算一下HIC，沒有戴頭盔時(shí)378G、0.00176秒則HIC=4880?？梢哉f頭盔具有將HIC減少到約1/5的性能。

此外，假設(shè)幼兒坐在前席的情況下、在同樣的路面上戴與不戴有SG標(biāo)志的頭盔進(jìn)行摔倒實(shí)驗(yàn)，根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，頭撞到路面的時(shí)候，戴頭盔可將HIC減少到約1/4.5。話句話說，不戴頭盔的情況下，生存的概率是讓人絕望的。另外，也根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，當(dāng)你佩戴的是不合格的頭盔（沒有吸收沖擊力材料），那么得出的數(shù)據(jù)其實(shí)和沒有頭盔是處在同樣的水平的。

簡單地掃一眼資料，專用的自行車頭盔確實(shí)減輕了對頭部的HIC。如果從死和不死的概率的圖表來看，差距懸殊是不用說的。但是，具體的情況是什么樣的呢？

借用一個(gè)和摩托車有關(guān)的數(shù)據(jù)。過去的兩輪事故中，戴頭盔的當(dāng)事人頭部無損傷的概率是不戴頭盔的相差2倍，死亡的概率則約為不戴頭盔的1/3。便宜的頭盔只需要花100多元就能買到，先不說冬暖夏涼，多少還能減少一點(diǎn)空氣阻力，最重要的是，它真的能保護(hù)每個(gè)騎友的生命。假設(shè)，如果不戴頭盔、以5.42m/s的速度撞擊地面的話，那么HIC將達(dá)到 5000左右，這將是致命的。如果你還沒有直觀的概念，那么替你轉(zhuǎn)換成時(shí)速，就是時(shí)速19.5km就可以要你命。

破碎=安全？吸收沖擊力的原理

下面我們來講講頭盔吸收沖擊力的原理。假設(shè)和頭盔規(guī)格一樣、以1.5m的落差從車上摔下來。這時(shí)，如果要避免受到如圖2所示的沖擊波形的沖擊，10mm的距離是必須的。這個(gè)距離正是頭盔的沖擊吸收材料破裂的厚度。這時(shí)，HIC為1014，基本可以生存。如果頭盔有彈性，復(fù)原時(shí)又會對頭部產(chǎn)生150G的沖擊，所以破裂是吸收沖擊力的必要條件，也是頭盔一旦受到一次沖擊就不能再繼續(xù)使用的原因。在前面所述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，也測試了受到?jīng)_擊之后的頭盔吸收沖擊力的能力，結(jié)果顯示頭盔每受一次沖擊其吸收沖擊的能力都在下降。也就是說如果頭部的損傷在0.0368秒內(nèi)完成，那么在感到“疼！”之前完成頭盔全部應(yīng)對處理是不可能的。

如果頭盔是柔軟的，那么沖擊就被降低。但是，如果頭盔破裂厚度不足的話，在破裂的時(shí)候不僅不能殺掉速度，反面會增加沖擊力。由于頭盔根據(jù)頭部的重量、形狀做了精細(xì)的設(shè)計(jì)，所以成人不能戴兒童頭盔，反之亦然。同樣的道理，隨便改動也不行。隨著時(shí)代的發(fā)展，頭盔變得整體上越來越輕、越來越好看。雖然變薄了但其吸收沖擊的性能并沒有下降，這也正體現(xiàn)了生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員的功夫。此外，還有傷害物扎刺、在路面上騎行時(shí)的阻力、空氣阻力、透氣性、設(shè)計(jì)、重量、皮帶的取戴強(qiáng)度等等很多方面的考慮?？傊詈蟊恢圃斐鰜淼念^盔的使命，就是寧可自己粉身碎骨也要保護(hù)好主人的生命！

有名的、表示HIC與受傷的可能性的曲線圖。很多的安全標(biāo)準(zhǔn)都以此圖為依據(jù)。HIC超過1000的話，致命傷的概率劇增，不過HIC在1000以下時(shí)受到的傷也相當(dāng)嚴(yán)重的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，時(shí)速19.5km/h時(shí)，沒有頭盔的情況下撞擊頭部的HIC為約5000，生存概率幾乎為0%。

圖2的沖出波形為沖擊速度為5.42m/s時(shí)，平均150G的持續(xù)時(shí)間為0.00368秒，滿足SG標(biāo)志規(guī)定的150G以上的時(shí)間在4/1000秒以內(nèi)的條件。雖然實(shí)際的沖擊波形沒有這么單純，但是如果滿足SG規(guī)定條件的話，HIC將達(dá)到1000左右，將HIC減少到數(shù)分之一的事實(shí)是不變的。