Ispitivanje moto-kacigeEsmin Arnaut

Rezime: U ovom seminarskom radu najprije ćemo se upoznati sa historijatom nastajanja kacige, osnovnom podjelom kaciga, , najpoznatijim standardima za ispitivanje kaciga. Zatim, ćemo navesti i objasniti osnovna ispitivanja kaciga. Upoznat ćemo se sa novom generacijom kaciga.

Ključne riječi:

- ispitivanje- testna glava- kaciga- masa- Skully Ar-1

UvodKroz ljudsku historiju kacige su dugo vremena prisutne. Primjeri kaciga, vjerovatno za vojne upotrebe mogu se naći u prapovijesti više kultura i naroda. Pravljene su u različitim oblicima i veličinama, a osnovna upotreba im je bila zaštita, mnogo prije razvoja motorističkih kaciga.

U drugom svjetskom ratu Britanska vojska je izdala naređenje svojim vozačima naredbu da moraju nositi kacigu, koja je bila drugačija od uobičajenih. Ovaj vojni propis je možda prvi moderni zakon o kacigama.

Prvi motorista čiju smrt možemo smatrati kao prekretnicu u razvoju modernih kaciga za motor je Thomas Edward Lawrence. Umro je 1935 od povrede glave, nakon nesreće sa motorom kojeg je dobio na poklon. Njegova smrt je bila uzrok da mladi neurohirurg Hugh Cairns započne sistematsko istraživanje povrede glave usljed moto nereće i istraživanje efikasnosti kacige usljed nesreće.

Slika 1. Thomas Edward Lawrence [6]

1

Sljedeća bitna prekretnica u razvoju moderne moto-kacige je smrt amaterskog auto vozačaWilliam "Pete" Snell-a usljed povrede glave, jer ga kaciga nije spasila. Kaciga je bila obavezna oprema dugo vremena i za motoriste i za auto-trkače, ali sigurnost i struktura kacige je bila zanemarena. Interesantno je da je smrt T.E Lawrencea bez kacige uzrokovala da se povredama glave pristupi sistematičnije i ozbiljnije, dok je smrt Williama uzrokovala da se razvoju kacige pristupi sistematičnije.

1957. godine se osniva Snell Memorial Foundation, neprofitna organizacija za osiguranje standarda visokog kvaliteta kaciga, koja je danas jedna od vodećih u svijetu. Tada počinje razvoj i testiranje kacige uporedo sa istraživanjem povrede glave. Nakon toga zakon o kacigama počinje da se postepeno usvaja širom USA. Kvalitet i nivo zaštite koji imamo kod današnjih kaciga je rezultat teškog rada više od pola stoljeća istraživanja i doprinosa skoro svake grane znanosti.

Slika 2. William "Pete" Snell [6]

Osnovno o kacigiKacige se izrađuju od raznih vrsta plastike koja može biti ojačana kevlarom ili karbonskim vlaknima. Unutrašnjost je popunjena spužvom, tekstilom, ljevanim stiroporom ili specijalnim pjenama.

Kaciga je tako projektirana da u slučaju udarca puca te se time rasipa energija a glava vozača trpi manji udarac. Zbog takve konstrukcije kacige su poslije udarca neupotrebljive iako izvana nije vidljivo veće oštećenje. Zbog toga bi trebalo mijenjati kacigu poslije bilo kakvog ozbiljnijeg udarca ili nakon 3-5 godine bez obzira na udarce jer sve komponente stare i gube svoje karakteristike.

Klasična kaciga ima dvije osnovne zaštitne konponente: čvrst vanjski zaštitni sloj (fiberglas,kevlar ili ABS plastika) koji štiti od prodora raznih objekata u unutrašnjost kacige i pojačava strukturnu snagu kacige kako bi se zaštitio unutrašnji sloj koji je od mekših materijala. Unutrašnji sloj zaštićuje glavu vozača tj. štiti mozak od trauma a zatim i lubanju od fraktura.

2

Najčešća povreda prilikom udarca glavom je tzv. zatvorena povreda glave što znači da je lubanja neoštećena dok je oštećen mozak. Takova povreda nastaje zbog silovitog usporenja usljed udarca dok se mozak nastavlja kretati unutar lubanje i udara u nju što prouzrokuje oštećenje i kidanje unutar mozga. Zbog toga unutrašnjost kacige mora biti mekana i debela kako bi se pri udaru lubanja što blaže zaustavila.

Osnovni tipovi kaciga:

1. Otvorene kacige ( ili “džetovka”),2. Polukaciga (ili “noša”),3. Off road kacige,4. Full face – kaciga u pravom smislu reči, pokriva kompletnu glavu vozača.

Slika 3. Tipovi kaciga [3]

Ne mogu se sve vrste kaciga kakve viđamo na glavama motociklista zvati zaštitnim moto kacigama već samo one koje su ispitane i odobrene u skladu s Pravilnikom ECE R 22. Davne 1958. godine u Ženevi, pod okriljem Ujedinjenih naroda, sklopljen je „Sporazum o prihvaćanju jednakih tehničkih propisa za vozila na kotačima, opremu i dijelove koji mogu biti ugrađeni i/ili upotrijebljeni u vozilima na kotačima i uvjetima za uzajamno priznavanje homologacija dodijeljenih na temelju tih propisa“ Pravilnik ECE R 22 je tijekom vremena mijenjan i nadopunjavan tako da njegova posljednja inačica nosi oznaku ECE R 22.05

3

Slika 4. Međunarodna homologacijska oznaka [1]

Pravilnik ECE R 22 propisuje kojim mehaničkim i geometrijskim zahtjevima mora udovoljiti zaštitna kaciga. Cijeli niz važnih svojstava kacige i njene opreme kao i ispitivanja nije moguće na sažet način prikazati, ali riječ je o ozbiljnom, dobro promišljenom ispitivanju, nakon kojega za kacige koje su ga prošle se s velikom pouzdanošću može smatrati da su zaista i zaštitne kacige.

Filozofija i koncept testiranja kacigeVeoma je važno shvatiti da većina testiranja kao što je testiranje kaciga, ne podrazumijeva simulaciju realanih životnih situacija u potpunosti, već je testiranje više usmjereno ka situacijama koje bi se mogle najčešće desiti. Testiranja kacige su takva da se mogu ponavljati, mjerljiva su i uključuju raspon rezultata usljed raziličitih situacija u kojima se kaciga može naći.

Prije nego kaciga dobije certifikat da je pouzdana i da će zaštiti glavu korisnika, mora proći niz testova pri različitim uvjetima okoliša-ambijenta, vlažnosti, toplote, hladnoće.U zavisnosti od primjene i standarda, svaka kaciga mora proći neke od testova ili sve.

Najpoznatija tri standarda za testiranje kaciga:

- DOT Helmet Standard ( Department of Transportation ),- ECE 22.05 Helmet Standard  ( Economic Commission for Europe ),- Snell (Snell Memorial Foundation M2010) Helmet Standard

Sva tri standarda zasnivaju se na skoro istim ispitivanjima i zahtjevima.

4

Tipovi testova ( ispitivanja)

1. udarno ispitivanje ( Impact test ),2. ispitivanje položajne stabilnosti ( Positional Stability –Roll of test ),3. dinamička retencija ( Dynamic Retention test ),4. ispitivanje držača brade ( Chin Bar test ),5. ispitivanje čvrstog vanjskog zaštitnog sloja ( Shell Penetration test ),6. ispitivanje zaštitnog stakla ( Faceshield Penetration test ),7. ispitivanje otpornosti na plamen ( Flame Resistance test )

Udarno ispitivanje

Ovo ispitivanje uključuje seriju kontroliranih udara pri kojima je kaciga postavljena na metalnu testnu glavu, a zatim se pušta da pada određenom putanjom na različite tipove čeličnih nakovanja (ravni, hemisferičnii, rubni kamen, valjani, ivičasti, potkovičasti) koji simuliraju različite udarne površine.

Na glavama se nalazi instrument sa mjeračem ubrzanja koji mjeri najveću G silu. Udarna energija ( visina pada i masa ) ili jačina kojom su kacige pogođene je jedinstvena za svaki standardizovani test.Međutim, u svakom priznatom testu, ako najviše ubrzanje koje pogađa glavu prelazi preko određenog praga vrijednosti ( oko 300 G, zavisno od standarda i tipa ispitivanja ) kaciga se odbaciva

Slika 5. Metalni oblici testnih glava [7]

5

Slika 6. Udarno ispitivanje [9]

Ispitivanje položajne stabilnosti

Glava je montirana na držač tako da gleda prema dole pod uglom od 135 stepeni. Kaciga se stavlja na glavu, te se pojasevi i kopče namještaju kako bi bili najprilagođeniji, tako da bi se dobili najbolji rezultati testiranja.

Čelično uže se zakači na stražnji rub kacige i prebaci naprijed tako da slobodno ide preko kacige i nadolje prema podu. Slobodni kraj užeta drži 4 kg tereta što služi kao mehanizam zaustavljanja

Težina se podiže na propisanu visinu i pušta se da pada do zaustavljanja. Rezultujući udari uzrokuju opterećenje kacige na rotaciju. Kaciga se može pomjeriti ali ne smije spasti sa glave.Sljedeće ispitivanje se vrši, tako što se glava rotira za 180 stepeni, kaciga se namješta u najbolji položaj sa užetom zakačenim za prednji dio kacige i testiranje se ponavljaKao i u prvom slučaju kaciga se može okrenuti ali ne smije spasti sa glave.

6

Sistem roll-off ispitivanja:

1. držač glave koji rotira za 360 stepeni, 2. prilagodiva kuka koja povlači kacigu prema dole,3. glava za postavljanje kacige se kupuje zasebno,4. posuda za sigurnost padajućih težina.

Slika 7. Roll-off ispitivanje [10]

Dinamička retencijaKaciga se postavalja na testnu glavu a remen za bradu se postavlja ispod uređaja procjenjujući konturu čeljusti. Čeljusni dio je je opterečen sa 23 kg težine otprilike oko 1 minute.Retencioni sistem se zatim testira istovremenim uklanjanjem mase od 23 kg i postavljanjem mase od 38 kg, pri naglom usmjerenom padu.

Retencioni sistem ne zadovoljava ukoliko ne može podnijeti mehaničko opterečenje ili ako makismalni trenutni otklon retencionog sistema prelazi 30 mm.

Visina pada za masu od 38 kg je drugačija za svaki standard, međutim mehanizam ispitivanja i kriterij otkaza je skoro sličan za svaki standard ispitivanja.

7

Slika 6. Dinamička retencija

Slika 8. Dinamička retencija [11]

Isptivanje držača brade

Ispitivanje držača ( štitnika) brade se primjenjuje kod full face kaciga, posebnih kaciga za utrku i karting kaciga. Kaciga se postavalja na čvrstu bazu, sa štitinikom brade okrenutim prema gore. Masa od 5 kg se pušta usmjernom putanjom da pada i udari središnji dio držača ( štitnika ) brade. Makismalni otklon udubljenja držača ( štitnika ) ne smije premašiti dozvoljenu mjeru.

8

Slika 9. Chin bar [18]

Slika 10. Ispitivanje držača za bradu [20]

Ispitivanje čvrstog vanjskog zaštitnog sloja na prodiranje

Ispitivanje vanjskog zaštitnog sloja na probijanje se vrši za moto-kacige, posebne kacige za utrku, karting kacige, skijaške kacige i konjaničke kacige. Kaciga se postavalja na čvrstu osnovu. Oštri špicasti udarač mase 3 kg se pušta po definisanoj putanji da pada i udari kacigu sa propisane visine. Ispitni udarač ne smije da probije kacigu ili da ostvari momentni dodir sa testnom glavom.

9

Slika 11. Ispitivanje čvrstog vanjskog zaštitnog sloja kacige [22]

Ispitivanje zaštitnog stakla na prodiranjeIspitivanje zaštitnog stakla na prodiranje vrši se kod full-face kaciga, posebnih kaciga za utrkei karting kaciga. Zaštitno staklo se postavalja na kacigu i puca se u njega duž centralne linije na tri različita mjesta vazdušnom puškom koristeći olovne kuglice. Prosječna brzina kuglice je 500 km/h. Za oba tipa štita kuglica ne smije prodrijeti, i kod kaciga za utrku bilo koje unutrašnje ispupčenje ne smije biti veće od 2,5 mm.

Slika 12. Ispitivanje zaštitnog stakla (vizora) [21]

10

Ispitivanje otpornosti na plamenIspitivanje otpornosti na plamen vrši se samo kod posebnih kaciga za utrku. Testiranje se vrši koristeći propan plamenik prosječne temperature 790 stepeni Celzijusa. Ispituje se vanjski zaštitni sloj, remen za bradu i zaštitno staklo, tako što se plamen usmjeri određeni broj sekundi, i bilo koje zapaljenje mora se samo ugasiti nakon što se plamenik skloni. Tokom cijelog procesa temperatura unutrašnje postave kacige ne smije biti veća od 70 stepeni Celzijusa.

Slika 13. Ispitivanje otpornosti na plamen [8]

Nova generacija kaciga Dizajn današnjih kaciga je skoro isti, jedino po čemu se kacige trenutno razlikuju jeste materijal i stepen sigurnosti koji donose, ali i to bi se uskoro moglo promijeniti novom generacijom kaciga. Rapidnim napredovanjem tehnologije, razvoj i unapređenje kaciga je također nepredovalo.

Marcus Weller osmislio je novi dizajn kacige i znatno unaprijedio njene mogućnosti, na ideju o razvoju pametne kacige, je došao nakon nereće koju je doživio.

Skully Ar-1 pametna kaciga je veoma lagana, ima aerodinamičan izgled i napravljena je od polikarbonatnog materijala. Sadrži stražnju kameru, tako da vozač vidi na vizoru šta se dešava iza njega. Vizor je negrebajući, neblješteći i protu-magleni. Skully posjeduje audio i video GPS navigaciju.

Skully također omogućava brzo uklanjanje vizora i remena za bradu, posjeduje bluetooth konekciju sa pametnim telefonom, kao i drugima korisnicima Skully kacige i omogućava telefonske pozive i razgovore, kao i slušanje muzike.

Skully Ar-1 pametna kaciga posjeduje DOT/ECE certifikat, što znači da je prošla sva potreban testiranja i sigurna je.

Na tržište je izašla 2014. godine i do sada ima hiljade narudžbi po cijeni od 1500 $.

11

Slika 14. Skully-Ar-1 [17]

12

ZaključakKada je riječ o sigurnosti motorista ispitivanje kaciga ima presudnu ulogu. Zahvaljujući rezultatima ispitivanja koja se vrše, potencijalni kupci su u mogućnosti dobiti adekvatne informacije o bezbjednosti različitih modela kaciga. Obzirom da živimo u modernom dobu, gdje se nauka i tehnologija razvijaju velikom brzinom, tako se i ispitivanja svakodnevno poboljšavaju kako bi se dobili što precizniji i kvalitetniji podaci, s ciljem povećanja sigurnosti motorista Zahvaljujući rezultatima ispitivanja, u polju sigurnosti motorista značajno je smanjen broj žrtava u saobraćajnim nesrećama.Uz novu naprednu tehnologuju, pametne kacige i ispitivanja, broj spašenih života će vremenom biti znatno veći.

13

Literatura[1] http://www.motosupport.com.ba/index.php/savjeti-2/252-kacige-i-njihove-oznake

[2] http://silodrome.com/snell-vs-dot-vs-ece-r22-05-helmet-standards-throwdown/

[3] http://i.imgur.com/wol8f.png

[4] http://www.smf.org/testing

[5] https://ultimatemotorcycling.com/2013/04/08/motorcycle-helmet-standards-explained-dot-ece-22-05-snell/

[6] http://www.dirtygirlmotorracing.com/articles/modern-helmet-history.html

[7] https://www.facebook.com/snellorg/photos/a.365223470182289.73378.231735366864434/934571553247475/?type=3&theater

[8] https://www.facebook.com/snellorg/photos/pb.231735366864434.2207520000.1451938369./946664982038132/?type=3&theater

[9] https://www.facebook.com/snellorg/photos/pb.231735366864434.2207520000.1451938369./934565093248121/?type=3&theater

[10] http://www.cadexinc.com/images2/rollOffDetails.jpg

[11] http://www.cadexinc.com/images2/ChinStrapECE22FaceExpli.jpg

[12] http://www.cadexinc.com/ece_22_retention.php

[13]

http://www.webbikeworld.com/eicma-2010/nolan-helmets/dot-vs-ece-helmet-safety standards.htm

[14] http://arabia.style.com/men/gear/motors/skully-heads-up-display-motorcycle-helmet/

[15]

https://www.indiegogo.com/projects/skully-ar-1-the-world-s-smartest-motorcycle-helmet#/

[16]

http://techcrunch.com/2015/02/27/smart-motorcycle-helmet-maker-skully-lands-11-million-in-series-a-to-start-manufacturing-the-ar-1/

[17]

https://lh6.googleusercontent.com/-nUwm-7p2_cg/Uoq-N3YIpYI/AAAAAAAAYf8/--FRXwk3lDE/w1000-h1123/SkullyHelmets_3_MapNavigation_1.png

[18] http://motorclothes.harley-davidson.eu/images/products/EC-98288-13CB.jpg

[19] http://www.timberwoof.com/motorcycle/faq/SnellLabsTour.html

[20] http://www.adengin.it/en/products/5_1006_MAU_1002_2W_STEEL_CBT___Twin_wires_

[21] http://www.russbrown.com/blog/is-your-helmet-snell-certified

[22] https://i.ytimg.com/vi/TXtso7arSlg/hqdefault.jpg

14