Физика: как устройство HANS спасает жизни

В темные века автоспорта относительно небольшие аварии часто заканчивались смертельным исходом. Показательный пример: лобовое столкновение Патрика Жакмара с грунтовой отмелью в Мид-Огайо в 1981 году во время испытаний его гоночного автомобиля Renault 5 Turbo IMSA GTU. Несмотря на то, что повреждение автомобиля было незначительным, Жакмар умер от перелома основания черепа — перелома костей у основания черепа, повлекшего за собой тяжелую травму головного мозга.

Такие несчастные случаи обычно приписывались невезению или затратам на участие в гонках, но этот несчастный случай был другим. Друг и коллега Жакмара Джим Даунинг задавался вопросом, что можно сделать, чтобы избежать подобных трагедий. В ответ Даунинг и его зять доктор Боб Хаббард, получивший степень доктора философии. инженер, изучавший механические свойства костей черепа, изобрел «опору для головы и шеи», ныне известную и продаваемую как устройство HANS.

HANS по сути работает как подушка безопасности. Но вместо того, чтобы надувать подушку, чтобы остановить движение пассажира при столкновении, он использует приподнятый воротник и два ремня из полиэфирной ткани для фиксации головы водителя. Плечевые ремни водителя надежно удерживают высокий жесткий воротник. Ремни соединяют боковые стороны шлема водителя с точками крепления воротника. Когда во время удара вперед возникают перегрузки, устройство HANS гарантирует, что голова водителя в шлеме движется вместе с его туловищем, поэтому уязвимая шея и кости черепа не перегружаются.

На приведенных выше рисунках испытаний салазок показан HANS в работе. Имея только шею, которая удерживает его, 15-фунтовая голова в шлеме бросается вперед с силой 107 g во время лобового столкновения с массой 40 g. Возникающие в результате нагрузки «сдвига» (две противоположные силы, перпендикулярные оси шеи) и «напряжения» (сила растяжения вдоль оси шеи) значительно превышают порог травмы, что делает смерть более вероятной.

Удержание, обеспечиваемое устройством HANS, снижает напряжение шеи на 81 процент, сдвиг на 72 процента и общую нагрузку на шею на 78 процентов. Голова испытывает терпимую нагрузку 62 g. Поскольку движения головы и шеи водителя теперь синхронизированы с движением его туловища, перегрузки в грудной клетке немного возрастают, хотя сжатие грудной клетки уменьшается.

Даунинг носил прототип HANS на гонке 1986 года. Три года спустя Государственный университет Уэйна в Детройте, штат Мичиган, протестировал устройство на аварийных снегоходах. По словам Хаббарда, это было первое подобное испытание любого оборудования для обеспечения безопасности гонок в Америке. Продажи начались в 1991 году, после чего к поддержке разработки подключились GM, Ford и Mercedes-Benz. CART сделала это устройство обязательным в 2000 году.

К сожалению, только после сенсационной трагедии HANS получил широкое признание. Хаббард вспоминает, что за 1990-е годы было продано всего около 250 единиц. Но после смерти Дейла Эрнхардта на гонке Daytona 500 2001 года за одну неделю было продано 250 устройств HANS. Сегодня большинство организаций, санкционирующих гонки, требуют от водителей носить эти спасательные жилеты, и по всему миру было продано более 140 000 таких спасательных средств.

К счастью, сегодня к безопасности в автоспорте относятся серьезно. Ни один водитель с умом, который стоит защищать, не станет участвовать в гонках без устройства HANS.

Письмо редактора: Вьючное животное

Корд Амелии Эрхарт возвращается к былой славе

Mazda CX-90 способствует приобщению к вождению

Почему Mazda CX-90 должна была иметь рядную шестерку

Что купить: Cadillac CTS-V 2004–2007 гг.

«Вымощенный рай» смотрит на парковку в Америке

Мы разбиваем лагерь в доступном кемпере-платформе GFC

Mazda CX-90 способствует приобщению к вождению

Играем с грузовиками и сохраняем их истории

Автомобили будущего, которые стоит ждать: 2024–2028 гг.

История Mazda MX-5 Miata с 1989 года по сегодняшний день

Автомобиль и водитель, выпуск за май 2023 г.