F1方程式賽車以觀賞性著稱,但風險性之高也是有目共睹。隸屬哈斯車隊的法國車手羅曼·格羅斯讓在11月29日巴林站比賽發車階段,就遭遇了嚴重撞車事故:座駕幾近全毀,然而他本人卻幸運地只受輕傷。
四肢輕微燒傷的格羅斯讓,利用視頻在社交媒體上向全球車迷保平安,並感謝Halo系統救了自己一命 | https://twitter.com
死裡逃生的格羅斯讓旋即在病床上發了一條社交媒體:「幾年前我並不喜歡光環,但我認為這是F1賽場引入的最偉大的技術,沒有它,我今天將無法與您交談。」
被工作人員從事故現場救出的格羅斯讓 | www.formula1.com
這項被稱為「光環」的技術,是指用來保護F1車手頭部兩側鈦合金材料的彈弓狀結構。之所以叫「光環」,是因為在形狀上,這個安全結構圍繞著車手頭部,形成「銅牆鐵壁的一環」;同時也是因為其能夠在真正需要的時候,為車手帶來「光明的一線生機」:根據測算,這項技術理論上可以在事故當中,將車手的生還率提高17%。
基本結構呈Y字的「光環」系統 | www.formula1.com
不過,因為其Y型結構酷似人字拖鞋上的夾趾鞋帶,所以」光環」一直被國內F1車迷戲謔地稱為「人字拖」。
顏值下降與保命,你選哪一個?
「人字拖」包含有三個主要元素,位於中央前部的「V型過渡」,圍繞駕駛艙的部分,以及後部安裝支架 | www.formula1.com
在F1賽事中,大體上有三類比較基本的碰撞事故:車與車的碰撞,車與障礙物的碰撞,以及車與碎屑的碰撞。國際汽車運動聯合會曾針對這三種不同事故進行了大量分析,無論是哪一種,「Halo」都可以起到顯著的效果。從2015年被提出,到2016年首次亮相,這項技術經過了一系列的評估,FIA也最終宣布2018年「Halo」是各個車隊不得不接受的一項任務。
加裝「人字拖」後,F1賽車的氣動外形有了明顯的改變 | www.formula1.com
在「無人駕駛」這個概念甚為流行的今天,我們很經常聽到「主動剎車」「偏離預警」等等名詞,這類能夠輔助駕駛員緊急避險的技術,我們稱之為「主動安全」,其關鍵是「避」字。而對於避無可避的事故,我們需要的是最大化降低事故所帶來的後果,這類大事化小小事化了的技術,在汽車上被稱之為「被動安全」。
被動安全的核心意義,就在於保證事故發生後,車體結構是否能給駕駛員足夠的空間生還。只不過,普通的汽車作為使用工具,乘客所在的乘員艙有著典型的「艙」的結構,用於保護艙內乘客的「籠」結構是顯而易見的。而F1作為專業賽車目的性極強,「艙」的結構被大幅度地精簡 ,此時用於保護車手的「框架」,也就變成了「Halo」。
很多人會覺得,「看起來這是個框框,能起到多少作用呢」?
不僅僅是普通人會這麼想,包括很多車手也這麼覺得——影響美觀是小事,它也幹擾車手的視野,更重要的是在超高車速的F1賽場上,任何影響風阻的組件都是決定勝敗的關鍵。
從空氣動力學的角度來看,Halo有著明顯的負面效應。事實上,Halo引入的當年,就給各個F1車隊造成了相當大的麻煩——已經定型的賽車要加裝這個結構,需要重新對氣流的進行引導,代價是巨大的。為了最大限度減少Halo所帶來的影響,一般車隊針對流入發動機進氣口、後機翼湍流的空氣動力學損失做了很多優化,甚至重新設計外殼。
「光環」的單體價格是2萬8000美元,但是為了把它加裝到賽車上,對賽車外殼底盤的修改和加裝工費可能高達100萬美元,這也是各F1車隊對強制加裝規定頗有怨言的原因之一。
「給我一把電鋸,我立刻就把Halo給鋸掉!」——這是2018年賽季初大多數車手的看法。
Halo能夠承受高達12噸的重量,這大概是一臺雙層巴士的重量 | www.wired.com
不過,Halo所帶來的保護作用也是立竿見影的,測試數據顯示,Halo系統在車對車碰撞的情況下,它能夠承受數十倍車輛本身的全質量靜態負荷,換算一下,就是說,Halo能夠承受高達12噸的重量,這大概相當於一臺雙層巴士。
畢竟,在動輒300+km/h的賽場上,任何時候的一次碰撞,都不可能是輕微的,帶來的巨大動能會對賽車以及車手產生毀滅性的危害。所以,12噸的承重,足以保證它應付相當一部分F1賽場上出現的劇烈碰撞了。
當然,對於F1賽車來說,要想跑出好成績,就必須儘可能減輕車重,改善氣動外形,誰都不想往上再加哪怕是任何1克非必要的重量了,而一套Halo當時來看,大概是要那麼十多公斤。
實驗室模擬示意圖,「人字拖」如何在本次事故中有效地保護了格羅斯讓的頭部 | www.tekdeeps.com
用最輕的重量,最大限度地去換取安全,鈦合金這種材料也就成為了首選。而Halo所選用的Titanium Grade 5 6AL4V,其抗拉極限大概是常用鋁合金的3倍~4倍,2017年Halo的質量大概能被控制在9公斤左右。
不過,與救人一命相比,這點重量就根本不算什麼了。2018年比利時大獎賽,Halo便救了車手勒克萊爾一命。當時,雷諾車手胡肯伯格在1號彎錯過剎車點後前輪嚴重鎖死,進而撞到了駕駛邁凱倫的阿隆索,阿隆索的賽車直接飛到了勒克萊爾駕駛的索伯C37的頂部。所幸,由於Halo裝置的存在,幾位車手都沒有受傷,再加上這次死裡逃生的格羅斯讓,相信F1車手們中間再也不會流傳對「人字拖」的怨言了。