從阿隆索回歸聊聊F1賽車究竟有多安全
[汽車之家 改裝賽事學堂] 今天F1上海站的正式比賽日，我們已經驚喜地看到之前遭遇嚴重撞車事故的阿隆索（相關報道點擊這里）經過一站比賽的恢復，又順利回到了賽場上。阿隆索說這是他生涯最嚴重的一次撞車，而且可能沒有之一。在如此嚴峻的環境下沒有像大家擔心的那樣被急救直升機接走，而是自己迅速從賽車里爬了出來，沒有讓他看在線的媽媽擔心。除了滿滿正能量，我們更關心的現今的賽車運動究竟有多安全？
網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。
● 從高強度轉為吸能結構
從理念來看，賽車車身幾十年來的安全性設計已經經歷過一次革命。最開始，設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，車手沒準內傷無數。現今的賽車結構已經變成可塌縮的吸能結構，依靠車身結構受力塌縮吸收能量來減少車手的損傷。
當然這種結構不是隨意設計信手拈來，需要經過無數次的測試和驗證。在這里最讓工程師絞盡腦汁的部件之一要數前鼻錐。這個同時擔任空氣動力學和碰撞吸能主要擔當的零件既要符合碰撞測試的要求，還要降低無謂的風阻，同時還得符合越發嚴格的FIA賽事規則。不論是我們看到的“虎牙”鼻錐還是某些造型頗為“性感”的設計，都是在這三者之間妥協的結果。說到碰撞測試，可不是做做樣子而已，這是所有新車身結構應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
如果你已經關注F1許多年，一定聽說過早年間車輪飛出去傷人，或者懸架結構飛出去造成什么破壞的事情。為了杜絕這類事情的發生，FIA自從2001年開始強制F1賽車使用特質的拉繩來做車輪和懸架系統的保險繩。在碰撞意外發生時懸架發生斷裂，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晃動。
這個安全設備在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。據說在2017年，這項標準還會繼續提高約30%。
● 被動安全的核心：座艙結構
座艙結構是現今F1被動安全的核心技術，目前普遍使用的碳纖維復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年最先應用的。這種復合材料組成的結構擁有更好的強度、更輕量化，同時還可以做成更復雜的結構，目前已經逐漸取代金屬材料，用于包括F1在內的許多賽車的座艙，比如DTM、勒芒等。
在F1有限的座艙空間內，座艙的開口長度被嚴格限制在850mm，以便要求各車隊都使用相同規格的設計，達到“方程式”的平等規則，同時還能保證車手在發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，在幾次導致腿部嚴重受傷的事故后，汽聯規定車手的腳部位置不得超過前輪的中軸線，導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
HANS系統是普遍應用于各種賽車運動的保護系統，我們習慣叫它“漢斯”是來源于音譯，它的全稱應該叫做頭頸部保護系統。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生，HANS系統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。根據不同設計理念，主體結構有的使用安全帶約束勒緊，有的用類似“背背佳”的結構固定在車手上半身，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移到安全帶上，防止鞭狀損傷的產生，同時也能防止頭部向前甩動撞傷。
● 座艙側向保護：邊廂支柱
在側面防護方面，為此做出間接貢獻的是現今活躍在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年車禍導致重傷后，汽聯開始著眼于座艙的側向碰撞防護。設計理念從剛一開始就趨向于現今使用的邊廂支柱結構，這個結構最早是馬魯西亞車隊提出，并由紅牛車隊進行了后續完善�，F今F1邊廂中的翼型支柱遵循的是2014年最終完善的規則標準。
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，防滾結構也同樣是必需品。在F1上，和單體式座艙一體的防滾架結構也是由碳纖維復合材料制成，主要結構是頭頂和進氣風箱一體的防滾架和方向盤位置之前的一個小型凸起結構。這兩個凸起保證了在翻車發生時，車手的頭部永遠不會和地面發生接觸。
● 研發中的“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。當低矮的F1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、車隊乃至專業研發機構都在討論一種結構的可行性，這就是封閉式座艙。
在科幻片和動畫片中，無數次出現過類似戰斗機的封閉式賽車座艙，但這種座艙在實際應用中并沒有那么簡單。原來經過測試，在出現撞擊的時候，封閉座艙的結構破裂產生的碎片對車手會產生二次損傷，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構拋了出來，這就是后來大家都在熱議的“人字拖”結構。
天知道是不是從拖鞋上找到的靈感，但這個結構太像“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結構表現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。防撞結構的細則還在研討當中，有消息說有望在2017年正式用于F1賽事。
“固若金湯”，這是在審視現代F1賽車的主動安全性后我的感受。如果這些安全系統能早一些被研發出來，也許比安奇還能現身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極限。這篇文章發布的時候，我正在上海F1的現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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