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全面解析F1赛车安全性

2011-12-22 09:10
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全面解析F1赛车安全性

    F1赛车采用的单壳体车身称得上是现代工程的杰作,它由碳纤维和蜂窝状铝板材料在车体模型上“粘贴”成型后,经过高温高压下结合而来。这种材料的强度是钢的两倍,但是质量只有其5分之一,因为在F1赛车上,每一克质量都是非常宝贵的。有人这种结构为“三明治”结构:两外层为碳纤维,中间是蜂窝状铝板。此外,在车身某些地方(如打孔处),还使用了吐弗诺(现代防弹衣的用料)以实现局部加固。单壳体车身虽然仅重35公斤,但是它却十分坚固,被喻为车手的生存舱。1994年巴西著名车手塞纳在赛场事故中不幸丧生后,赛车的安全性不断提高。过去近10多年中,虽然赛场上事故频频,但是再没有出现塞纳那样的悲剧。

  虽然现在F1战车使用的单壳体已经能够应付最恶劣的事故了;但是为了保证车手的安全,赛车车体本身还必须达到一定的韧性,这就是我们通常看到车队进行的车鼻、侧箱、车尾撞击测试,此时车身的作用相当于装配上单体壳上的吸能包,以吸收车身在撞击条件下的冲击能量。

  安全性提高的原因之一是FIA更加严格的要求。F1赛车在获准上赛道前,其车身必须通过FIA规定的碰撞试验。碰撞试验分动态和静态两类。动态试验包括车体前碰撞、侧碰撞、后碰撞、翻滚和底盘冲击。各种试验的方式、施加的外力和达到的标准各不相同,但目的都是为了保证车手在事故中能安全逃生。如车体前碰撞试验是要检验车鼻箱保护车手脚和踝的能力,以及车体(特别是鼻箱)吸收碰撞能量降低车手所受减速力的能力。

  不过F1赛车的确很多地方很脆弱,在发生事故的时候,车身能够快速散开吸收动能(冲击力),避免赛车手受伤。只有坐的地方较坚固。换句话说,车身在碰撞后越粉碎(驾驶舱极度坚固),越能缓解在时速300多公里的情况下碰撞带给驾驶员的伤害,驾驶员越安全,F1赛车的制造工艺越高。并非某些人所想的越结实越好,那样更危险!

  另外一个保护车手的重要设备是安全带和HANS系统。一级方程式车手是通过六点式安全带固定在驾舱里的,同喷气式战斗机的类似。通过两条肩带、两条腰带和两条腿带的固定,使得车手的自由活动程度仅仅能够满足于转动方向盘以及触及各种视界内的开关和按钮。

  由于车手要被紧紧束缚在他们的座椅上,所以需要借助于技师来扣紧安全带。不过在紧急情况下,根据规则规定,他们必须可以在五秒钟之内通过正常的解扣离开赛车,因为所有单独的安全带都可以用手转动一下就可解开。安全带的功能很明显:在发生事故的情况下,安全带应该在‘头颈支持系统’(HANS)配合下能够保护车手免受与方向盘撞击的伤害,同时它们还可以吸收部分冲击能量。

  HANS系统的全称是head and Neck Support Device,即头颈保护装置。自2003赛季起FIA规定每一位车手参赛时都必须佩带HANS系统,以确保安全。HANS系统与车手头盔以及安全带连接在一起,当车手遭强力撞击时,可以保护车手的头部不会撞向方向盘,颈部不会因冲击过大而扭伤。这一项技术最初源于美国的一项赛事,随后被F1认可并引入到正式比赛中来。

  头盔也是保障车手安全的一个重要装备。构成F1头盔的最主要三种成分包括:增加刚性的碳纤、防火的芳纶和聚乙烯,后者也用在防弹背心的制造中。头盔非常的结实,但是重量很轻,只有大约1.2公斤,这样就减少了车手脖颈和肩部的压力。头盔在热压处理过程中,每个单层都在高压和132度的高温下压到另外一层上。要承受特别负载的部件,比如底部和护目镜,都使用铝和钛金属进行加固。内层衬垫由两层防火Nomex组成。每个头盔必须要通过45秒钟800度高温的强制防火测试,在此期间,头盔内部的温度不会超过70摄氏度。

  当然还有一种威胁车手生命的情况,那就是大火。在F1赛车发生起火的时候,赛车服就成为了保护车手的最重要装备。现在F1车手所使用的赛车服,包括靴子、内衣、手套和面罩都是用特殊合成纤维诺梅克斯(Nomex)制成的。它具有良好的抗热和防火性能,所以身穿Nomex-3赛车服的车手可以在850度高温下存活35秒钟,这种材料还能够保护车手不受腐蚀性气体和酸液的侵蚀。

  有了如此高超的科技做后盾,这就不奇怪为什么在F1赛车被撞得支离破碎的情况下,车手却还能够安然无恙地从其中走出来。






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