[汽車之家 改裝賽事學(xué)堂] 今天F1上海站的正式比賽日，我們已經(jīng)驚喜地看到之前遭遇嚴(yán)重撞車事故的阿隆索（相關(guān)報道點擊這里）經(jīng)過一站比賽的恢復(fù)，又順利回到了賽場上。阿隆索說這是他生涯最嚴(yán)重的一次撞車，而且可能沒有之一。在如此嚴(yán)峻的環(huán)境下沒有像大家擔(dān)心的那樣被急救直升機接走，而是自己迅速從賽車?yán)锱懒顺鰜恚瑳]有讓他看在線的媽媽擔(dān)心。除了滿滿正能量，我們更關(guān)心的現(xiàn)今的賽車運動究竟有多安全？
網(wǎng)上有張好玩的圖片是這樣寫的：在300km/h的碰撞后，車手只用5秒鐘就能自己爬出賽車站起來；而在一些別的運動中，僅僅是兩個人的碰撞就……哈哈貌似有位球星躺槍了，玩笑也就此打住，我們來從F1入手，聊聊賽車運動中對車手的保護機制。
● 從高強度轉(zhuǎn)為吸能結(jié)構(gòu)
從理念來看，賽車車身幾十年來的安全性設(shè)計已經(jīng)經(jīng)歷過一次革命。最開始，設(shè)計者力求讓車身堅硬、抗撞，不論如何都不變形。不過這樣無異于把車手放置于堅硬的“倉鼠球”里，撞擊力道一點沒有減小，賽車看似沒有礙，車手沒準(zhǔn)內(nèi)傷無數(shù)。現(xiàn)今的賽車結(jié)構(gòu)已經(jīng)變成可塌縮的吸能結(jié)構(gòu)，依靠車身結(jié)構(gòu)受力塌縮吸收能量來減少車手的損傷。
當(dāng)然這種結(jié)構(gòu)不是隨意設(shè)計信手拈來，需要經(jīng)過無數(shù)次的測試和驗證。在這里最讓工程師絞盡腦汁的部件之一要數(shù)前鼻錐。這個同時擔(dān)任空氣動力學(xué)和碰撞吸能主要擔(dān)當(dāng)?shù)牧慵纫吓鲎矞y試的要求，還要降低無謂的風(fēng)阻，同時還得符合越發(fā)嚴(yán)格的FIA賽事規(guī)則。不論是我們看到的“虎牙”鼻錐還是某些造型頗為“性感”的設(shè)計，都是在這三者之間妥協(xié)的結(jié)果。說到碰撞測試，可不是做做樣子而已，這是所有新車身結(jié)構(gòu)應(yīng)用到賽事之前的必備考核，力求對車手安全的最大保障。
● 不讓車輪飛走
如果你已經(jīng)關(guān)注F1許多年，一定聽說過早年間車輪飛出去傷人，或者懸架結(jié)構(gòu)飛出去造成什么破壞的事情。為了杜絕這類事情的發(fā)生，F(xiàn)IA自從2001年開始強制F1賽車使用特質(zhì)的拉繩來做車輪和懸架系統(tǒng)的保險繩。在碰撞意外發(fā)生時懸架發(fā)生斷裂，不會再有什么東西像以前一樣飛出去，而是被拉繩拽著在一定范圍內(nèi)晃動。
這個安全設(shè)備在2011年得到完善，拉住每個車輪的安全繩從一根升級到兩根，安全性再次得到提升。也許說能承受最大1.7萬焦耳動能有些抽象，更容易理解的說法是，只要車輪飛離車身的速度低于150km/h，安全繩都能保證將其拉住。據(jù)說在2017年，這項標(biāo)準(zhǔn)還會繼續(xù)提高約30%。
● 被動安全的核心：座艙結(jié)構(gòu)
座艙結(jié)構(gòu)是現(xiàn)今F1被動安全的核心技術(shù)，目前普遍使用的碳纖維復(fù)合單體式座艙最早是邁凱倫——恰好是本次救了阿隆索一命賽車的車隊早在1981年最先應(yīng)用的。這種復(fù)合材料組成的結(jié)構(gòu)擁有更好的強度、更輕量化，同時還可以做成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)逐漸取代金屬材料，用于包括F1在內(nèi)的許多賽車的座艙，比如DTM、勒芒等。
在F1有限的座艙空間內(nèi)，座艙的開口長度被嚴(yán)格限制在850mm，以便要求各車隊都使用相同規(guī)格的設(shè)計，達到“方程式”的平等規(guī)則，同時還能保證車手在發(fā)生意外時能快速離開賽車，保障自身安全。車手腿部位置的限制也很有講究。早在1988年，在幾次導(dǎo)致腿部嚴(yán)重受傷的事故后，汽聯(lián)規(guī)定車手的腳部位置不得超過前輪的中軸線，導(dǎo)致了坐姿的一次革命。在那次革命中，車手的腳部放置位置被升起來，高于臀部位置，形成了今天半躺式坐姿的樣式。
● 頭頸部保護：著名的HANS系統(tǒng)
HANS系統(tǒng)是普遍應(yīng)用于各種賽車運動的保護系統(tǒng)，我們習(xí)慣叫它“漢斯”是來源于音譯，它的全稱應(yīng)該叫做頭頸部保護系統(tǒng)。在賽車遭受來自各種方向，尤其是前部的撞擊時，身體的慣性晃動會像一根柔軟的鞭子一樣甩動，最終將動能蓄積到“鞭子”的尖端——也就是車手的頭部。這種運動產(chǎn)生的強大離心力和慣性會讓車手頭部快速甩向前方，對頸部組織包括頸椎等造成致命損傷。
為了避免這種慘劇發(fā)生，HANS系統(tǒng)使用兩根束帶固定在頭盔中后部，束帶另一端和頭盔后面的HANS主體連接。根據(jù)不同設(shè)計理念，主體結(jié)構(gòu)有的使用安全帶約束勒緊，有的用類似“背背佳”的結(jié)構(gòu)固定在車手上半身，總之就是依靠約束頭盔的向前運動幅度，使頭部動能的承載從頸部轉(zhuǎn)移到安全帶上，防止鞭狀損傷的產(chǎn)生，同時也能防止頭部向前甩動撞傷。
● 座艙側(cè)向保護：邊廂支柱
在側(cè)面防護方面，為此做出間接貢獻的是現(xiàn)今活躍在WRC賽場的前F1車手庫比卡（這個運氣不佳的車手總讓人容易把他名字的前兩個字打錯），在他2007年車禍導(dǎo)致重傷后，汽聯(lián)開始著眼于座艙的側(cè)向碰撞防護。設(shè)計理念從剛一開始就趨向于現(xiàn)今使用的邊廂支柱結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)最早是馬魯西亞車隊提出，并由紅牛車隊進行了后續(xù)完善。現(xiàn)今F1邊廂中的翼型支柱遵循的是2014年最終完善的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)。
在房車賽中，賽車總會安裝有防滾架來保證在翻車時車手的頭部空間安全。對于開放式座艙的方程式賽車來說，防滾結(jié)構(gòu)也同樣是必需品。在F1上，和單體式座艙一體的防滾架結(jié)構(gòu)也是由碳纖維復(fù)合材料制成，主要結(jié)構(gòu)是頭頂和進氣風(fēng)箱一體的防滾架和方向盤位置之前的一個小型凸起結(jié)構(gòu)。這兩個凸起保證了在翻車發(fā)生時，車手的頭部永遠(yuǎn)不會和地面發(fā)生接觸。
● 研發(fā)中的“人字拖”保護罩
那如果碰撞來自正前方怎么辦？就好像2015年日本站比安奇的慘案一樣。老實說這目前暫時還是F1安全裝備的一個軟肋。當(dāng)?shù)桶腇1賽車高速撞向一個相對較高，下方還有空間的障礙物——比如鏟車時，鼻錐像楔子一樣插進障礙物下方的空隙，車手頭部就成了承受撞擊的主要部位。對此汽聯(lián)、車隊乃至專業(yè)研發(fā)機構(gòu)都在討論一種結(jié)構(gòu)的可行性，這就是封閉式座艙。
在科幻片和動畫片中，無數(shù)次出現(xiàn)過類似戰(zhàn)斗機的封閉式賽車座艙，但這種座艙在實際應(yīng)用中并沒有那么簡單。原來經(jīng)過測試，在出現(xiàn)撞擊的時候，封閉座艙的結(jié)構(gòu)破裂產(chǎn)生的碎片對車手會產(chǎn)生二次損傷，另外這些碎片還可能在撞擊中高速飛出，對周圍的觀眾、裁判或其他車手造成危險。就在這時候，梅賽德斯車隊將一種非常喜感但又充滿可行性的結(jié)構(gòu)拋了出來，這就是后來大家都在熱議的“人字拖”結(jié)構(gòu)。
天知道是不是從拖鞋上找到的靈感，但這個結(jié)構(gòu)太像“人字拖”了。好吧，它有一個自己的官方名字，叫“Halo”。在模擬碰撞試驗中，Halo結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出驚人的安全性提升，對于來自迎面的撞擊有很可觀的抵抗能力。雖然有些車手抱怨它可能會干擾一些視線，但總比絕望地看著一個迎面飛來的輪胎在視野中迅速變大更好。防撞結(jié)構(gòu)的細(xì)則還在研討當(dāng)中，有消息說有望在2017年正式用于F1賽事。
“固若金湯”，這是在審視現(xiàn)代F1賽車的主動安全性后我的感受。如果這些安全系統(tǒng)能早一些被研發(fā)出來，也許比安奇還能現(xiàn)身2016賽季，也許尼基·勞達不用忍受燒傷的痛苦，也許車神塞納現(xiàn)在還和我們在一起。所以，阿隆索是幸運的，他在這次的事故的全身而退，讓我們對現(xiàn)代賽車的安全性有了更多的信心。賽車首先要安全，車手才有機會不斷挑戰(zhàn)極限。這篇文章發(fā)布的時候，我正在上海F1的現(xiàn)場為您拍攝第一手圖片，請靜候我們的賽事報道吧。（文/汽車之家 許云鶴）
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