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纳米体育:公路车头盔的发展演变史

2024-03-13 12:40:04
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  骑车佩戴自行车头盔已经成为车友的共识,追求更高速度的公路自行车运动其配套的公路头盔鉴于对极致速度的追求对安全性的要求,总是有别于其它头盔,本篇就从最新的公路车头盔技术开始谈一谈公路自行车头盔的发展演变。

  去年3月,Trek和旗下品牌Bontrager共同推出了一款全新的头盔安全技术—Wavecel,这款由多个单元组合而成的材料具有折叠性,镶嵌在带有Wavecel标识的Bontrager头盔内侧,给使用者最大的安全防护。与传统Eps泡沫头盔不同的是,Wavecel可应对大多数自行车事故更容易出现的撞击形式:非常规、扭曲、转动活对头部的多次旋转冲击,以多种方式吸收撞击力。在撞击发生时,各层Wavecel材料会独立移动和扭曲,直到每个单位的外壁出现褶皱后才会滑动。材料会主动吸收直线冲击和旋转产生的能量,将其重新引导离开头部。这种材料的结构通过弯曲、褶皱、滑动三种步骤变化来有效分散撞击时产生的能量,以达到保护头部的作用。

  这款材料是整形外科医生Steve Madey博士和生物力学工程师Michael Bottlang博士同Trek、Bontrager团队耗时4年才研发出来的产品,在应用到Bontrager头盔上后,目前已经陆续配发至Trek赞助的车队,根据Bontrager官方提供的数据,嵌有Wavecel材料的头盔可以防止常见的自行车事故造成撞击的可能性高达近99%。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图1)

  Bontrager的WaveCel头盔安全技术,在撞击发生时,各层WaveCel材料会独立移动和扭曲,直到每个单位的外壁出现褶皱后才会滑动。

  在市面常见的头盔保护上除了Wavecel技术外,还有一种技术在近几年被大家熟知,那就是Mips(Multi-direction Impact Protection System)多向冲击防护系统,Mips是存在于头盔泡沫和内衬之间的一层塑料薄膜,在头部受到冲击的时候可以减少碰撞产生的旋转力以保护大脑。这项来自瑞典的技术最早出现于上世纪90年代中期,是由斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学医院的神经外科医师汉斯冯霍斯特(Hans von Holst)同KTH皇家理工学院技术与健康学院的工程师彼得霍丁(Peter Halldin)共同研究的,他们的目标是更好地防止发生碰撞时所产生旋转力而导致的头部损伤,也就是说,当头部以一定的角度受到冲击而不是直接(线性)的冲击时,这样形成的旋转力是导致头部伤势的主要原因,他们基于现实中的事故开展了研究,进而发明了Mips系统。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图2)

  Mips(Multi-direction Impact Protection System)多向冲击防护系统,是存在于头盔泡沫和内衬之间的一层塑料薄膜,在头部受到冲击的时候可以减少碰撞产生的旋转力以保护大脑。

  根据他们的研究成果,他们发现在头盔内壁和头部之间两个低摩擦层或表面之间的相对运动可以减少旋转运动造成的损伤,通过多年的研究、测试、开发形成了现在的Mips,这种独特的头盔技术为大脑提供了更高水平的防护。因为Mips的出现,头盔的质量检测以及生产标准都发生了巨大的变革。有趣的是,Mips的诞生并非是出于商业目的,他们二位的初衷是进行学术研究。现在大多厂商使用的Mips技术,是基于两位研究成果而形成的商业产品。

  在Bontrager发布Wavecel材料后不久,Mips官方发布的消息则称他们通过对Wavecel头盔技术的一系列测试,实际测试结果要远远低于Bontrager官方发布的安全性能数据。Mips认为每一次摔车发生都是一项具有不可预测性的事件,速度、路面情况、车手头型等其他因素都将对该事件造成影响,世界上几乎不存在两次同样的摔车,因此通过对外宣传预防脑震荡产生几率是违背客观科学依据的。在当前的研究水平下,科学家可以客观测量出产生摔车时旋转力所造成的冲击力大小,但是并没有准确的依据可以表明冲击力大小和造成脑震荡几率之间的关系。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图3)

  在Bontrager发布Wavecel材料后不久,Mips官方发布的消息则称他们通过对Wavecel头盔技术的一系列测试,实际测试结果要远远低于Bontrager官方发布的安全性能数据,从而引发争议。

  毫无疑问,不论是Mips在多家头盔上的广泛应用还是Bontrager本次推出自家研发的Wavecel材料,都彰显出头盔厂商们日益提升的安全意识,也都渐渐认识到头盔的多方面保护作用,而不仅仅是防止单纯的直接撞击这么简单。在添加了一定材料来提升防护性能后,厂商必然要在头盔重量上做出牺牲。要轻量化还是要安全?骑行者的安全,当然是“头”等大事。

  自1886年英国机械工程师斯塔利设计并制造了真正意义上的现代自行车以来,人们和自行车共同相处的时间仅仅只过去了133年,在很长的一段时间里,骑行在道路上的骑手们是没有头盔保护的,所以当摔车发生时,头部的伤势甚至会危及生命。随着自行车运动在全球各地的广泛开展,越来越快的骑行速度也让人们意识到:需要有一样东西来保护头部。

  在上世纪70年代,当时的骑手们更多的使用的是皮革制成的头盔,这种头盔在骑行中能够为车手提供一定的保护,但这种保护也仅仅是对于剐蹭而言的,对于摔车时造成的冲击力却没有太大的防护作用。随着自行车热潮在美国的盛行,美国的骑友们开始广泛使用头盔,首先涉足现代自行车头盔的是MSR(美国户外品牌)和Bell(专业头盔制造商),他们以摩托车头盔和赛车头盔为基底进行开发,头盔的主要材料是聚苯乙烯泡沫,同时用上了硬质聚碳酸酯塑料作为外壳。Bell在1991年将自行车头盔业务拆分了出来,在现在看来,这是个非常正常的决定,因为在“分家”后,他们的自行车头盔业务远远超过了摩托车和赛车头盔业务。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图4)

  Cycling Cap(骑行小帽):最著名的代表人物当属Eddy Merckx,经常在比赛的时候戴着短小帽檐设计的骑行小帽。

  Bell在1975年推出了他们的首款自行车头盔—Biker,这是世界上第一个使用了聚苯乙烯泡沫(EPS)材料的自行车头盔,这也让它成为了行业的标杆,在近十年的时间里,大多数的自行车头盔都有着和Biker类似的风格。作为当时自行车头盔领军者的BELL在1983年推出了他们专门为自行车竞赛打造的新款头盔—Bell V1 Pro。这款头盔在上市后两周内便售罄,同年,Bell成为了美国国家自行车车队的头盔供应商。值得一提的是,从1975年Bell发布首款自行车头盔来,直到20世纪80年代中后期,骑手们使用的头盔都类似于现在的旱冰头盔,近似于圆形的外观和极少的通风孔。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图5)

  Bell在1975年推出了他们的首款自行车头盔—Biker,这是世界上第一个使用了聚苯乙烯泡沫(EPS)材料的自行车头盔。

  在20世纪90年代初期,新式的头盔外壳制造技术让头盔的外观有了巨大的改变,更多的通风口,更具备流线型的头盔被制造了出来。自行车运动员们也开始更多的使用采用新技术制造的头盔,到临近千禧年时,老派的圆形头盔几乎不会出现在自行车赛场上,现在,圆形头盔更受BMX车手的喜爱。

  随着自行车头盔厂商们在头盔研发上的大量投入,不断更新的技术也出现在了头盔里,头盔内部的调整系统的革新让车手们通过调整支架位置很容易的就将头盔稳定在头部,这也取代了过去通过更换不同厚度的内衬来使头盔稳定的方法。随着碳纤维材料在自行车领域的广泛应用,碳纤维材料也出现了头盔上,Giro和Bell是最先使用碳纤维材料的头盔厂商,Giro推出了Atmos和Ionos,Bell推出了Alchera。在Grio现在的产品线中,也有使用全碳纤维外壳的TT头盔—Aerohead。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图6)

  在公路车赛事中我们会有时看到一种带有“尾巴”的头盔,这是为了计时赛而特别打造的,尾部加长的设计可以提升空气动力学效益,为了达到最好的空气动力学效益,计时赛头盔往往不会设计通风孔,这在长距离的比赛中会让使用者感到明显不适。

  翻看年代久远的赛事照片,你会发现在过去的比赛里,主车群中的车手并不会佩戴头盔,而是任由头发随风飘扬,英姿飒爽。在环法的历史中,最早佩戴“头盔”的是1947年的环法冠军—让毕罗克,这位法国车手在幼年遭遇的头部伤势导致了颅骨损伤,为了保护颅骨,他在比赛中会佩戴一个皮质的小帽,这样的小帽在现在也被称作Danish Helmet。这种样式的头盔在70年代受到了车手们的青睐。

  尽管Bell在1975年发布的世界上首款自行车头盔,但是由于缺少通风孔,佩戴头盔时的闷热成为了早期头盔的“硬伤”,车手们对这个新奇的头盔毫无兴趣。所以在80年代至90年代,主车群的车手们更喜欢在比赛中佩戴小布帽或是发带,这样可以防止汗水流进眼睛影响视线,在那个大多数车手不佩戴头盔的年代,观众们可以很容易从主车群中分辨出自己喜爱的车手,车手们也可以精心设计自己的造型,给路边以及电视机前的观众们留下深刻的印象,90年代最为知名的意大利海盗—潘塔尼就是这样一位车手,他的光头,耳环还有胡须可以让观众们很容易的总主车群中将他认出,他佩戴的运动头巾也是他的特色之一。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图7)

  国际自盟在早年制定的自行车运动规则中并没有强制要求车手们佩戴头盔,佩戴与否由车手们自己决定,大多数车手不使用头盔的原因是他们认为佩戴头盔会让他们在爬坡中处在下风。1991年,为了保护车手们的安全,国际自盟在当年的巴黎-尼斯赛上强制要求车手们佩戴头盔,但是遭到了车手们的集体,甚至到了“罢赛”的程度。在1995年环法赛上,阿姆斯特朗的队友法比奥卡萨特利在下坡中摔车,头部撞上了路边的水泥墩,没有头盔保护的他脑部受到重创而陷入昏迷,组委会动用了直升机试图挽救这名年轻车手的生命,但是由于伤势过重,他没能醒来。纳米体育尽管90年代职业车队里自愿使用头盔的车手比例在不断提高,纳米体育但是在比赛中,车手们全部使用头盔的情形却非常罕见。

  事实上,主车群的车手们开始被强制要求佩戴头盔是在2003年开始的,在当年的巴黎-尼斯上,科菲迪斯车队的车手安德烈基维列夫在比赛中遭遇了摔车,没有佩戴头盔的他当场昏厥,送到医院后他因为伤势过重而逝世。这件事对自行车运动造成了极其恶劣的影响,纳米体育这也促使UCI下定决心,推出了强制佩戴头盔的规定,从此,头盔便成为了主车群的标配。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图8)

  在相较上世纪主车群清一色的骑行小帽,今天戴骑行头盔是一种自然而然的事情。

  在头盔成为主车群标配后的这些年里,我们可以看到厂商们在设计头盔时不断产生的新思路,在最具曝光度的职业赛场,新式的产品往往在这里出现。自2012年Grio发布的首款气动头盔Air attack以来,空气动力学头盔便成为了主车群在平路赛段的基本配置,“如何和空气阻力对抗”是自行车运动永恒的主题,也是从那一年开始,各家厂商也参与到气动头盔的研发之中,也便有了Specialized Evade、Kask Utopia等具有代表性的头盔出现。

纳米体育:公路车头盔的发展演变史(图9)

  在如何去对抗风阻,更加的轻量、气动,也是头盔品牌商在设计骑行头盔时候的一个重点。

  如今,具有良好气动性能和透气性能的头盔在不断被开发出来,装配到赞助车队供车手们使用测试,10年前的车手怎会想到现在会在车队大巴上发现普通、气动大组头盔呢?近3年最火热的莫过于头盔防护系统,市面上的大多数头盔都选择和Mips进行了合作,除了使用基础的塑料薄片外,一些厂商也积极与Mips展开合作,探索和研发新的防护系统。Specialized在去年发布了带有Mips SL系统的新款头盔,将Mips防护系统与头盔衬垫结合,降低头盔重量的同时提升了防护性能。Giro发布的Aether搭载的是Mips SP系统,通过该系统可以让头盔内壳实现三维方向的移动来减少旋转力的冲击,亮点十足。当然,Bontrager新发布的Wavecel 材料也让足以让人眼前一亮,同样,POC、Endura也在头盔防护系统上做出过积极尝试,在厂商和消费者日益重视头部安全时,头盔的安全系统也因此得到了最好的发展时机。就像Bontrager广告语说的那样“你一生可能会拥有很多辆自行车,但是你只有一个大脑”。

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  在头盔除了保障车手的骑行安全之外,也是一个彰显自己个性的人身配件,图为阿鲁的定制版头盔。

  总而言之,头盔赶上了最好的发展时代,不同密度EPS泡沫的应用、凯夫拉头盔骨架的尝试、空气动力学的优化、防护系统的革新甚至于现在闪电推出的ANGi系统,一顶头盔包含的科技绝非是简单的泡沫+外壳+编制束带这么简单,不断加入的科技都彰显了头盔厂商们在对头盔安全和性能的日渐重视。日益激烈的竞争也在推动着头盔的发展变革,这对于自行车运动来说是件好事,对骑手们来说也是件好事。头盔是一件防护用品,但也不应该仅仅局限于一件防护用品,相关的科技依然有着广阔的发展前进,未来我们仍有机会看到“划时代”的头盔出现,让我们拭目以待。

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