方程式赛车的座舱安全

文|刘耀

*发表于2017年12月26日

每当方程式赛车有严重事故发生时，座舱安全问题就会被摆上桌面。封闭式座舱应该替代开放式座舱吗？为什么方程式一直使用开放式座舱？

在过去十年中，Dan Wheldon、Henry Surtees、Justin Wilson、Jules Bianchi遭受了致命事故，使得方程式座舱安全问题被推到了风口浪尖。

开放式座舱自从F1诞生以来就一直是这项运动的基因，初衷是为了能让车手在发生事故时尽快逃离赛车。

当今，方程式赛车保持开放式座舱一定程度上是由于延续传统。“如果你是从F1或者其他方程式开始接触赛车的，那么这就是特别之处。”维特尔曾经说。

开放式座舱也提供了区别车手的方式，不同的车手佩戴不同的头盔，观众一眼就能认出他们。另外开放式座舱也造就了一种危险存在的真实感，这也是赛车运动吸引人的一方面。但是有人认为这些因素不能成为开放式座舱有安全隐患的理由。

那么如何将封闭式座舱引入到F1以及其他方程式赛事呢？威廉姆斯车队的Rob Smedley说从技术角度来说不难实现，但是将改变方程式赛车的外观。

背景浅谈

过去我们会看到车手的整个头都露在外面，甚至还有肩膀也是。但是后来，伴随着座舱安全问题越来越受到重视，车手头部两边的区域也越来越高。

在过去二十年中，座舱有了明显改变。主要是由于1994年塞纳和拉岑伯格的去世，FIA大刀阔斧进行安全改革，后来就有了今天的座舱。

研究历程

就如何提高座舱安全，保护车手头部免受冲击，FIA进行了大量的研究和测试。

早期在伊普斯维奇附近长期被遗弃的英国皇家陆军本特沃特机场，国际汽联进行了一系列测试，研究封闭式驾驶舱可能会产生什么影响，以及如何避免小苏提斯被轮胎击中头部的事故。

以225km/h将一个重达20kg的方程式赛车车轮冲向座舱保护装置。第一个视频中的座舱保护装置由两种材料制成：1. 聚碳酸酯挡风玻璃 2. 由航空航天规格聚碳酸酯制成的喷气式战斗机罩。

测试所参考的数据是已知的：1.8kg的小鸟以相对速度超过1000km/h撞击战斗机罩会产生73kJ的能量，战斗机罩不会产生肉眼可见的损坏。

但在F1比赛中，可能会有速度更低，体积和质量更大的物体与座舱保护装置发生撞击。

另外在测试中还有第三种座舱保护装置，是由莲花车队设计的钛支架，安装在座舱前部，顶端高出车手头部100mm，能使撞击物体产生轨道偏离。

虽然战斗机罩效果明显，但是全封闭式座舱的最大难题就是车手如何快速从座舱中逃离，一旦发生火灾、翻车等事故，逃生时间是最重要的因素。支架式的座舱保护装置，可抵挡的物体有限，同时在一定程度上影响车手的驾驶视线，不过不会影响车手逃生。

2015年，三种全新的方案在本特沃特接受测试。

第一种也是被讨论最多的就是Halo，现在已经是正式确认将引入到明年的F1中。

第二种是三层并排的鳍状设计，对三种变形都进行了测试。

第三种设计是从座舱前部延伸到车手头顶的三条钢筋设计，但这也影响到了车手的逃生。

后来，红牛设计出了一种挡风玻璃，其设计概念和在本特沃特初期测试的挡风玻璃很接近。但是光线折射、雨水等污渍的问题使得该方案被放弃。

Halo脱颖而出

全封闭座舱引入F1需要考虑到很多严重的后果，而Halo可以说是最简单有效的设计方案。安装Halo还需要对单体壳进行改变，提供额外的安装点。

不过Halo的缺点显而易见——影响视线。车迷们戏称这个东西看久了会让车手们变成斗鸡眼。尽管通过测试，车手们表示Halo并不会影响视线。但是在诸如斯帕艾尔罗格弯、COTA一号弯这些上坡区域，Halo三支架交汇区域的三角结构会直接挡住车手的视线。

至于类似于挡风玻璃的那种设计，光线透过挡风玻璃会产生折射。但是这不同于勒芒原型车的挡风玻璃，原型车的座舱要比方程式宽很多，驾驶舱越窄，视觉变形就会越大。

战斗机之间100米的间隔会让光线折射对驾驶员的视觉影响降低，但是F1赛车之间10厘米的间隔会让这种视觉影响变得很严重。

在视觉问题之后，雨水等污渍在挡风玻璃上的残留也是该设计的另一个缺点。房车等全封闭式赛车会使用雨刷来扫水，或者是通过撕巨大的挡风玻璃贴膜。但是F1的挡风玻璃和座舱都太小了。

2017年F1英国大奖赛期间，“盾牌”横空出世，它类似于挡风玻璃，不过外观令人更加满意。经过维特尔的测试，快速将“盾牌”扼杀在了摇篮当中。诸如以上所提到的问题，维特尔表示光线折射令他开车的时候感觉有点眩晕。盾牌肯定还有很多需要改进的地方，同时FIA还会继续研发更好的座舱保护装置。

但是时间不等人，在当今没有一个“完美”解决方案的情况下，FIA决定在明年率先引入Halo。此决定一出，遭到了很多很多人的一致差评。

没有最好的设计，只有更好的设计。

无论你多么不想面对，明年Halo的引入必然是一个新的起点——F1告别开放式座舱。未来肯定会有更加美观更少缺点的座舱安全装置问世，我们只能作为见证者去等待，同时希望上帝不要再将车手带离人间。