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揭秘HANS头颈支撑系统

  在全面了解HANS之前,我们先来与大家分享一组数据。人 的脖颈是非常脆弱的,在撞车事故中,如果你的脖子受到4000牛顿(大约900公斤)的力,那么就有可能因为颅骨骨折而死亡。颅骨骨折是赛车事故中导致车 手死亡的常见原因,HANS系统普及之前,纳斯卡车手恩哈特在2001年的事故中以60公里每小时的速度撞车身亡。而在使用HANS之后,F1车手库比卡 在2007年的事故中,以230公里每小时的速度撞上水泥防护墙,却只受了皮外伤,可见HANS系统起到了很重要的保护作用,使脖颈的抗冲击能力提高两倍 以上。下面,让我们一起看看这个围在脖子上的装置,是如何减小撞车事故给车手头部、颈部带来伤害(如颅骨骨折等)的。

◆什么是HANS?



揭秘HANS头颈支撑系统

  HANS的结构很简单,它是一个U型装置,由HANS主体、肩垫、滑绳和固定扣组成。专业级的HANS装备通常由碳纤维材料制成,重量为500克,价格在 1万元左右,我们可以形象的将它理解成碳纤维“围脖”;普通的HANS装备则采用增强热塑性塑料,重量为1100克,价格在4000元左右。

◆HANS的作用是什么?

  想要知道HANS的作用,我们必须先来了解一下多点式安全带与头盔的作用。


HANS的作用


HANS的作用

  ☆延伸:赛车为什么配多点式安全带?

  普通汽车上的三点式安全带,作用是在急刹车/撞车时拉住我们的身体。而赛车之所以配备更多数量与固定点的安全带(四点式、五点式、六点式),则是为了进一步强化这种效果,以提供足够的拉力。

  为了应对高速转弯时产生的巨大离心力,车手们都会专门进行颈部肌肉的锻炼,所以他们的脖子看起来强健而粗壮。然而即使这样,在发生事故时,瞬间产生的巨大冲击力,还是容易使车手的颈部受伤。这时,车手们会非常需要HANS系统的保护。


HANS的作用

  据试验统计,佩戴HANS系统后,撞击时车手头部和颈部受到的力,分别减少了68%和86%。

◆HANS是如何工作的?

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HANS的作用

  想要让HANS正确发挥作用,必须保证两个条件。第一:要将滑绳与头盔两侧的卡扣固定好,因为HANS并不与安全带、车手身体或者座椅直接相连,而仅仅通过滑绳与头盔两侧的卡扣连在一起。正确安装后,滑绳的长度应能让头部保持自由转动。

  第二:要利用安全带将HANS与车手身体固定在一起。首先将多点式安全带的两根肩带压在HANS上面,然后和其它几根安全带一起扣在车手的腹部并拉紧。这样,HANS就被固定在车手身上了。


HANS的作用

  面对高速撞击时,在安全带的保护下,车手的身体能被拉住固定在座椅上,但头部还是会猛地向前摆动(见右图),此时颈部将承受巨大的冲击力。而在佩戴HANS系统的情况下,滑绳将抑制住头部向前摆动的趋势(见左图),冲击力也将被从颈椎分散至胸部、躯干、肩膀等处。

◆HANS的分类有哪些?

  专业版HANS有四种角度选择:10度、20度、30度和40度。这里所说的角度,是指赛车座椅的角度。下面,我们来具体介绍一下。



专业版HANS有四种角度选择

◆HANS是什么时候出现的?

1、20世纪80年代:从概念构想到生产销售

HANS系统是由美国人——密歇根州立大学生物力学工程教授、通用汽车碰撞安全工程师——罗伯特·哈伯德博士(Dr.Robert Hubbard)设计的。该系统最初的构想出现在20世纪80年代早期,在1981年的一次事故中,房车赛车手吉姆·唐宁(Jim Downing)的好友因颅骨骨折不幸身亡。于是,唐宁希望他的表兄哈伯德博士能够设计一个头颈支撑系统,以减少或防止这类事故的发生。


HANS系统的研发

哈伯德博士在1985年设计出了第一个HANS样品,1989年该装置在碰撞测试中被证明能有效降低碰撞对车手头部、颈部造成的伤害。然而,该装置在当时并未被主流的赛车安全公司所重视,于是哈伯德和唐宁在1991年成立公司,自行开发、生产和销售HANS。

2、20世纪90年代:从推广受阻到产品改进


HANS系统的历史

然而,该产品一直备受冷落,因为最初的HANS设计的比较宽大,并不能适应方程式的狭窄座舱。直到1994年F1车手埃尔顿·塞纳和罗兰德·拉森伯格的意外身亡,让F1对HANS显示出了兴趣。


HANS系统的历史

1995年,F1迈凯轮车队车手“芬兰飞人”哈基宁在练习赛中发生重大事故,他的头重重磕在了方向盘上,受伤严重险些丢了性命。这次事故之后,国际汽联开始与奔驰一起寻找保护车手头颈部的措施。1997年,哈伯德博士开始研发用于单座赛车,且更能承受高速撞击的改良版HANS。



从1985年HANS发明到2001年广泛普及期间,因颅骨骨折而受伤或死亡的事故仍不断发生,纳斯卡车手Ernie Irvan、F1车手菲利普·斯特雷夫(Philippe Streiff)、CART车手贡萨洛·罗德里格斯(Gonzalo Rodriguez)等都受到过伤害。2001年,认为HANS不舒服、不安全而拒绝佩戴的Dale Earnhardt Sr.,在戴通纳500比赛中身亡,他也是14个月内第4个死于颅骨骨折的纳斯卡车手。


HANS系统的发展

为了让更多的车手愿意在比赛中佩戴HANS,哈伯德博士努力改善该装置的舒适性。经过多年的测试与改良,一款造型符合方程式赛车需求,同时车手在佩戴时不会产生不舒适感的HANS,终于被研发出来。

3、21世纪:强制使用和大规模普及


HANS系统的发展

直线加速赛车 手布莱恩·约翰逊(Blaine Johnson)在1996年死亡后,HANS系统开始在该赛事中使用,但在2004年之前并不是强制的。而自2003年直线加速赛新人达雷尔·拉塞尔 (Darrell Russell)身亡起,参赛的所有赛车手,无论是专业的或是爱好者,都必须佩戴HANS设备,否则会被取消参赛资格。

☆延伸:10000马力赛车使用的HANS


HANS系统的发展

与普通的HANS不同,使用2500-10000马力赛车参加美国直线加速赛的车手们所佩戴的HANS系统,主体部分是由高强度聚合材料制成,外面包裹了7层Nomex纤维织物(相当于穿上7层防火服)。这些额外的防护措施,都是为了在发动机着火时,为车手争取更多的逃生时间。


HANS系统的发展

在其他赛事中,美国的纳斯卡等赛事都是从2001年开始使用HANS;F1在2003年引入HANS,WRC世界汽车拉力锦标赛和澳洲V8房车赛则从2005年开始要求车手必须佩戴HANS。

◆HANS的实际效果怎么样?

近年来,F1比赛中的严重撞车事故屡见不鲜,但车手的生命安全都得到了很好的保护。这主要得益于赛车的单体壳(碳纤维驾驶舱)、多点式安全带、头盔以及HANS系统的保护效果。

2010年F1瓦伦西亚站,红牛车队车手韦伯的赛车右前轮与前车的左后轮接触,韦伯连人带车高速飞入空中,车顶落地,并向前翻滚直到撞上轮胎护墙,在如此严重的事故中韦伯也毫发未损。

总结:从 HANS发明到大规模普及之前的17年中,因为颅骨骨折而死亡的车手多达15人。为了防止这种惨剧再次发生,除了私人组织的业余比赛以外,现在所有的汽车 赛事都强制使用HANS头颈支撑系统。在HANS普及至今的十余年间,再也没有发生因为颅骨骨折而导致车手死亡的事故。在赛车运动强制使用HANS系统的 最初几年里,总是有车手抱怨感到肩部疼痛,而且头部运动受到限制。不过与颈椎受伤相比,这些“痛苦”是车手必须要克服的。赛车是一项具有危险性的运动,如 果你也想参与其中,一定要将安全放在第一位。头盔、赛车服、HANS头颈支撑系统都是重要的车手装备,虽然它们分别保护身体的不同部位,但只有所有装备共 同作用,才能全面保护车手的安全。