В поле зрения шлемы

В поле зрения: шлемы

Карстен Фридрих (Carsten Friedrich),
Im Visier: Helme, Fly 11/97

Двадцать пилотов - двадцать различных шлемов, и никто не может толком сказать, какой же из них действительно пригоден. С 1996 года в Европе действуют нормы, точно устанавливающие требования к летным шлемам. Каким должен быть шлем, чтобы соответствовать требованиям норм и запросам пилотов? Какие именно параметры учитывают нормы?

Перевод напечатан в "НДВ" № 85, май-июнь 2001 г.

Какой тип лучше - любимый вопрос, возникающий при обсуждении темы шлема. Вспомнив собственный летный опыт, нетрудно получить ответ: почти каждому дельтапланеристу при жесткой посадке «на три точки» (на нос и трапецию аппарата) случалось бодать головой килевую. Или землю. По крайней мере тогда до каждого доходило, что землю в этом случае практически всегда встречают лицом. И каково этому лицу придется без «интеграла»?
У парапланеристов есть вопросы?
При приземлении у них весьма вероятны боковые удары головой и только «интеграл» способен обеспечить достаточную защиту. То же самое при перекате в случае грубой посадки: контакт лица с землей зачастую неизбежен, причем «контакт» - самое безобидное слово для описания подобной формы преобразования энергии. А еще при старте с лебедки буксировочный замок может ударить пилота по лицу. Такой удар небезопасен для незащищенной челюсти. Ни каска ни «джет» не могут обеспечить защиту от повреждений при ударе в лицо или подбородок. Еще в 1981 году дельтапланерный журнал провел тесты семи шлемов на предмет их пригодности для полетов. Полученный вывод: во всех случаях «интеграл» лучший из используемых шлемов. С тех пор положение вещей не изменилось: тот, кто использует другие шлемы, подвергается большей опасности. Зато изменились сами шлемы. Раньше главным аргументом против «интегралов» был большой вес и ограниченный обзор. Особенно рьяно возражали против «намордника» пилоты, привыкшие к другим шлемам и чувствовавшие себя неуютно в «интеграле». Между тем, сейчас появились очень легкие «интегралы» и с таким дизайном, который лишь незначительно ухудшает обзор - при несравненно лучших защитных свойствах. Тем не менее предписания, требующего использовать только «интегралы» не существует, да это и не нужно: в их пользу говорят достаточно очевидные аргументы.

Модное течение - “аэродинамические” шлемы.

Сегодня многие пилоты выбирают “аэродинамические” шлемы с их почти неземной прелестью. “Это просто модное течение в духе времени. Каждый производитель стремится за счет необычной формы создать своеобразное запоминающееся творение,” - заявляет Рейнхард Юрк, уже двенадцать лет занимающийся изготовлением шлемов, сначала для Uvex, а позже на собственной фирме -“Но реального преимущества с точки зрения аэродинамики это не дает”. Почему же? Так ведь, к счастью, человек способен поворачивать голову, а значит все, что только что было “вдоль”, в следующее мгновение может оказаться “поперек”. В полете мы вынуждены вертеть головой постоянно, наблюдая то за наземными ориентирами, то за облаками, то за приборами или за другими пилотами, поэтому увеличенная боковая поверхность “аэродинамического” шлема “съедает” больше, чем приносит пользы в краткие моменты прямого положения головы. Напротив, более-менее круглый шлем имеет всегда одинаковое и, с учетом суммарных движений головы, пожалуй, меньшее сопротивление. С этим ясно: поскольку “аэродинамический” шлем скорее вреден с точки зрения уменьшения сопротивления, использование таких “котелков” не имеет особого смысла.
Итак, остается вопрос: возможно «аэродинамика» является более надежным снаряжением. К сожалению нет: сильно вытянутый назад шлем может оказаться опасным в случае, если голова запрокидывается и край шлема упирается в позвоночник. При этом возможны повреждения позвонков. Как бы там ни было, которые могут соприкасаться с телом пилота, должны быть скруглены.
Что касается прозрачного щитка, закрывающего лицо, то польза от него в смысле уменьшения сопротивления хоть, вроде бы, и очевидна - обводы шлема не нарушаются вырезом для лица, однако не доказана. Однозначно говорит в пользу “забрала” только то, что с ним теплее, поскольку стекло и слой воздуха защищают от встречного ветра. С другой стороны, наличие стекла иногда дает побочный эффект - поцарапанное или покрытое испариной оно может частично ограничивать обзор, а при полетах на параплане, кроме того, существует возможность зацепиться за него стропами. Плотно прилегающие темные очки или прозрачный щиток только в верхней трети области лица гораздо предпочтительней. И потом: что это за свободный полет без ветра в лицо?

Испытания по нормам CE EN 966.

Как же покупатель узнает, соответствует ли определенный шлем необходимым требованиям безопасности? С 1996 года летные шлемы должны соответствовать нормам CE EN 966 в категории HPG для дельта - и парапланеристов. Существуют еще категории PC (для парашютистов) и UL (для пилотов СЛА). Речь идет о перечне требований, установленном Европейским комитетом по нормам. Соответствие шлема нормам подтверждается соответствующим документом. (CE-Prufplakette). В случае необходимости для названных категорий устанавливают специальные требования.
С точки зрения интересов потребителя создание единых норм и строго определенных тестов, обязательных для всех производителей, безусловно своевременно. Хлам, ранее наполнявший рынок, теперь уже вряд ли имеет шанс попасть в руки внимательного и придирчивого пилота. Как и все, испытания на безопасность имеют свою цену - производитель должен предоставить по 17 образцов каждой модели. Тесты включают в себя множество испытаний. Для начала шлем с вложенным весом (в зависимости от размера шлема от 3,1 до 6,1 кг) бросают с высоты 1,5 м. При этом энергия, высвобождающаяся при ударе зависит от веса шлема. Соответственно возникают различные значения перегрузок, измеряемые с помощью трехкоординатного динамического акселерометра. Этот так называемый «тест на демпфирование» позволяет оценить качество поглощения энергии «начинкой» шлема. Измеренные ускорения могут иногда достигать 250g - человеческий череп ломается при около 180-190g. Теперь понятно, почему не годятся велосипедные шлемы с очень твердым полистиролом (Styropor) в качестве поглощающего материала: они не в состоянии достаточно мягко погасить некоторые удары. Наряду с поглощающими свойствами проверяют качество внешней оболочки шлема. Для этого в двух местах на верхней части шлема устанавливают по конусу (вес 300 г, угол при вершине 60є, радиус скругления острия 0,5 мм) и роняют на них с высоты 1м вес в 3 кг. Конуса должны проникать в оболочку лишь настолько, чтобы расстояние от острия до находящегося внутри щупа оставалось не менее 5 мм. В противном случае шлем нормам не соответствует. Еще одно испытание посвящено аксессуарам (застежке, ремню и его креплению). Ремень не должен оторваться в местах крепления, а замок сломаться. Также недопустимо, чтобы при падении шлем сполз, подставив таким образом беззащитную голову всем последующим ударам. Поэтому для проверки нижний край шлема зацепляют захватом и тянут с определенным усилием. Что еще интересует исследователей, так это обзор, подвижность головы и защита глаз. Так, ничто не должно перекрывать поле зрения в установленной области. Кроме того, конструкция шлема должна позволять использовать его вместе с защитными очками.
Для того, чтобы учесть влияния окружающей среды, снижающие защитные свойства шлемов, их предварительно подвергают воздействию тепла, холода и ультрафиолетовых лучей.
При всех испытаниях не имеет никакого значения то, из каких материалов состоит шлем, важен лишь результат.

«Интеграл»: хорош настолько, насколько хорош «подбородок».

Испытания просто великолепны, но, увы, есть один важнейший тест, рассматривающий только верхнюю область оболочки шлема выше воображаемой линии от виска к затылку. При этом собственно «подбородок», который и отличает «интеграл» от других шлемов (которые также могут получить сертификат СЕ), интересует СЕ-нормы лишь в том смысле, не может ли он, сломавшись, стать причиной повреждений. Насколько он прочен - безразлично. «Это является упущением» - говорит Томас Финстервальдер, который со своими моделями Insider и Angel принадлежит к лидерам рынка. Так что же? Значит «подбородок», бесполезен, раз его все равно никто не испытывает? К счастью нет: как и Томас Финстервальдер, большинство производителей «интегралов» сами являются опытными пилотами и проводят собственные внутренние тесты с целью повышения защитных свойств «подбородка». Не стоит использовать шлемы со съемными «подбородками». Они, в большинстве своем, изготовлены из термопластичных материалов, которые относительно мягки и быстро старятся под воздействием внешних факторов (холод, тепло, ультрафиолет). Однако еще большим недостатком является то, что при резком ударе они могут выломаться в местах крепления, так как вся энергия концентрируется всего в двух точках - хуже не придумаешь. Так как «подбородок» будучи однажды снят, как правило, никогда уже больше не устанавливается обратно, большинство производителей в последние годы предлагают только сплошные «интегралы». При этом оболочка шлема и «подбородок» составляют единое целое. Такой шлем лучше поглощает удары, поскольку воспринимает их весь целиком.

Современные материалы: легкие и прочные.

В свободном полете тяжелый шлем создает существенный дискомфорт.И если кто-то до сих пор бодается с мотоциклетным шлемом - сам виноват. Нормальный шлем для полетов должен весить не более 700-800 г, такое усилие не утомительно для шейной мускулатуры даже в длительном полете. Растяжения и боль из-за тяжелого шлема теперь, при правильном выборе, можно считать ушедшими в прошлое. Снизилась и опасность вторичных повреждений из-за большой инерции массы.
В качестве материалов для оболочек шлемов используют два вида полимеров: термопласты и реактопласты. Первые получают путем нагревания и прессования в формах (процесс глубокой вытяжки) и сегодня почти не используются. Из-за более толстых стенок они сравнительно тяжелы - малая удельная прочность является причиной около 30є повышения веса по сравнению с аналогичными шлемами из реактопластов. Кроме того срок их службы ограничен приблизительно четырьмя годами, так как они сильно подвержены влиянию ультрафиолета: краски выцветают, а материал становится хрупким. Недостатком является и то, что на них плохо ложатся лак и наклейки, их приходится часто обновлять.
Уже на протяжении 20 лет неизменно доказывают свою пригодность реактопласты, а точнее композиты. Они представляют собой комбинации волокон (ненаправленных или в виде ткани) и смол, причем характер связи определяется в процессе совместной обработки. Такие слоистые материал очень легки и прочны. Из авиастроения заимствованы комбинации стекло -, угле - или арамидного волокна с эпоксидной или полиэфирной смолой. Использование смешанной ткани из арамидного (техническое наименование «кевлар») и углеволокна (Carbon) имеет тот недостаток, что углеволокно из-за незначительного удлинения разрыва быстро разрушается, а оставшийся кевлар не способен сопротивляться ударам. Поэтому большинство большинство оболочек шлемов в верхней части состоят из одного кевлара. В этом месте уже сама сводчатая форма обеспечивает повышенную устойчивость, кроме того, кевлар при ударе проявляет достаточную упругость. Чтобы гарантировать высокую жесткость как правило узкого «подбородка» здесь углеволокно покрывают кевларом. При ударе такая структура может расслаиваться, но не ломаться. Оправданность использования кевлара наглядна: если покрытие мягче, а, значит, уязвимей, сразу же обнаруживаются трещины и изломы. Что особенно радует потребителя, так это тот факт, что в композитном шлеме он может утюжить небеса около 10-15 лет - его шлем относительно нечувствителен к ультрафиолету.
Наряду с арамидными, угле - и полиэтиленовыми (например «Dyneema») волокнами - дорогостоящими высококачественными материалами для изготовления шлемов используют стеклоткань. Такие шлемы дешевле и обеспечивают (при более высоком весе) такую же устойчивость, но имеют не столь долгий срок службы, как шлемы из вышеназванных материалов. Наихудшим материалом, пожалуй, является ненаправленное стекловолокно, использовавшееся в более старых шлемах, которое столь "великолепно", что вообще не выдерживает нагрузок. Поэтому при покупке загляните ка внутрь, ткань ли использована и какая именно. Не дайте себя увлечь безумно модным видом, при падении имеют значение лишь защитные свойства и только они.

Важно: достаточное гашение энергии удара.

Оболочка шлема из крутейших материалов ничего не даст, если она будет всего лишь скорлупкой, надетой на голову. Как и в случае протекторов для парапланеристов огромное значение имеет - наряду с защитой от механических повреждений - поглощение энергии зоной вокруг вмятины. «Начинка» шлема обычно состоит из полистирола (техническое наименование «Stiropor») или пенополистирола (EPS-Schaum) и поглощает 90% энергии удара. В соответствии с нормами CE EN 966 поглощающий слой имеет толщину не менее 20 мм и обеспечивает достаточную безопасность. К счастью, все дальше в прошлое уходит тонкий слой пенопласта, практически мгновенно сплющивающийся при ударе. Раньше такие шлемы пользовались бешеной популярностью, так как большинство пилотов гонялись за снижением веса - в ущерб безопасности.
Что касается подкладок, соприкасающихся с кожей, то для них в соответствии с нормами могут быть использованы только те материалы, «которые при контакте с потом или косметическими средствами заметно не изменяются» и не вызывают раздражения кожи. Поглощающий материал с крупными порами улучшает вентиляцию и способствует созданию приятного микроклимата.
Делать поверхность шлема гладкой или с отверстиями? Отчасти вырезы того или иного размера делают на шлеме для того, чтобы воспрепятствовать перегреву. Возможно, на старте и полезно охладить голову, но те, кто летает на больших высотах, знают: хороший воздухообмен открывает доступ холоду, что может оказаться, как минимум, столь же неприятно, как и сравнительно непродолжительная «парилка» на земле. Не говоря уже о том, что при наличии больших отверстий страдает прочность, ими еще можно зацепиться за сучья и прочие торчащие предметы.
Тем не менее, любой пилот охотно согласится с тем, что вырезы в области ушей важны не только на старте, но и в полете. Шум ветра помогает оценивать скорость, а при полете на параплане особенно важно слышать, что происходит с куполом и вовремя реагировать, к примеру, на складывание. Поэтому требования СЕ-норм звучат так: «Шлемы не должны существенно препятствовать слуху пользователя в получении звуковой информации об окружающем мире».
Отверстия в области ушей удобны и для установки гарнитуры рации. Большое преимущество «интегралов» - микрофон можно разместить в защищенной от ветра центральной части «подбородка», который в современных шлемах выступает довольно далеко, так, что место для микрофона, как правило, имеется. Даже если для установки микрофона приходится полностью или частично удалить подкладку - все равно защита подбородка несравненно выше, чем у любого другого типа шлема с болтающимся перед лицом микрофоном.

Застежки.

Длина ремня должна регулироваться одним движением, поскольку было бы слишком утомительно многократно снимать шлем, чтобы вставить ремень. Лучше всего, если застежка закрывается с отчетливым щелчком. НЕ играет особой роли, изготовлена она полностью из пластика, или состоит из пластмассовой и металлической частей: пластмассовые застежки могут быть столь же прочными и удобными в пользовании - при меньшем весе. Важно также, чтобы людям, далеким от нашего спорта, прежде чем расстегнуть застежку при несчастном случае не нужно было предварительно ознакомиться с руководством по эксплуатации, которого у них, наверняка не будет. Использовавшиеся ранее застежки с кольцами или на репейнике сейчас уже не считаются пригодными, так как они весьма небезопасны. Впрочем, их легко можно заменить на более современные.
Даже самая лучшая застежка бесполезна, если ремень неудобный, например узкий, без прокладки и поэтому давит. Ширину 15 мм, принятую СЕ-нормами, можно считать скорее скромным требованием, ведь если ремень давит из-за того, что он узок, его, как правило, не затягивают достаточно сильно, так, что шлем легко может сползти. Правильная регулировка такова: с полуоткрытым ртом Вы должны ощущать существенное давление ремня - это гарантирует, что шлем в любом случае останется на голове. И еще: можно ли расстегнуть Ваш шлем под нагрузкой 50 кг одной рукой? Существует и такое требование СЕ-норм.