作者： 周雷

審核：北京理工大學(xué)電動車輛國家工程實驗室 陳瀟凱

提到F1，大多數(shù)人腦海中浮現(xiàn)的第一個詞大概就是快，第二個就是危險。最近在F1賽場遭遇車禍的中國車手周冠宇就感慨，多虧了Halo系統(tǒng)才活了下來。這個Halo系統(tǒng)到底是啥？F1車手是如何靠它活命的？

在介紹Halo系統(tǒng)之前，我們首先要了解F1賽車的結(jié)構(gòu)。為了方便車手駕駛、車隊維修、以及歷史因素和規(guī)則限制，目前F1賽車普遍采用的是“開輪式（Open-Wheels）”，也就是四個輪子伸出車外，沒有車體外殼保護(hù)的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)加上超過350千米每小時的最高時速，給車手帶來了極高的安全隱患。迄今為止，超過200名車手和觀眾在F1賽事中喪生。

為了提高賽事安全性，各大車隊采取了各種措施，比如采用高強度碳纖維材料加固車身，吸收碰撞產(chǎn)生的能量；研發(fā)了六點式安全帶，將車手固定在座位上，減少受到的沖擊力；還在20世紀(jì)90年代末期的HANS系統(tǒng)（Head and Neck Suppor，頭頸部支撐系統(tǒng)），減少碰撞時劇烈運動給車手頭頸造成的傷害。

但這些措施主要保護(hù)的還是車手胸部及以下的部位，暴露在車身外的脆弱的頭部并沒有受到直接保護(hù)。事實上，車禍中經(jīng)常出現(xiàn)的車輛翻滾以及碰撞產(chǎn)生的高速碎片可以直接對頭部造成致命傷害。

2009年的匈牙利大獎賽中，法拉利車手馬薩被前車脫落的一根彈簧擊中頭部，休克昏迷。2014年和2015年，法國車手比安奇和英國車手威爾遜就因為頭部撞擊死亡。

頻繁的事故讓F1賽事一度陷入了是否繼續(xù)舉辦的質(zhì)疑。為了解決安全問題，2014年12月，當(dāng)時的汽聯(lián)主席托德向各大車隊提出了提高車手頭部安全保障的要求。

為此，邁凱輪車隊曾設(shè)計了一個氣流罩方案，簡單來說就是在賽車上裝一個類似戰(zhàn)斗機座艙整流罩的保護(hù)罩，不過由于氣流罩重量問題以及可能會影響車手逃生等問題被否決。之后紅牛車隊提出了Shield系統(tǒng)，這個系統(tǒng)和氣流罩方案類似，只不過把包裹駕駛艙的整流罩換成了類似擋風(fēng)玻璃的透明保護(hù)擋板。不過由于該系統(tǒng)會造成車手暈眩被否決。

之后奔馳車隊提出了Halo系統(tǒng)的概念。簡單來說，Halo系統(tǒng)就是一個直徑為50毫米，三個支點分別被焊接在座艙正前方和左右側(cè)的后方的“人字拖”。在經(jīng)歷了鋼、碳纖維迭代之后，2016年，由鈦合金打造，重約14斤的Halo 2.0系統(tǒng)上線。

根據(jù)測試，Halo系統(tǒng)能夠承受住116千牛的垂直、46千牛的側(cè)向沖撞產(chǎn)生的壓力。這個壓力分別相當(dāng)于一輛約12噸雙層巴士或者4.6噸貨車受到的重力。 2017年1月，國際汽聯(lián)將一個佩戴了頭盔的模型人放置在Halo內(nèi)，隨后讓一個40斤的倍耐力輪胎以225千米的時速撞上Halo。結(jié)果，Halo沒有發(fā)生任何形變，模型人也完好無損。

鑒于Halo系統(tǒng)良好的安全表現(xiàn)，2017年賽季末，國際汽聯(lián)將該系統(tǒng)推廣到各個車隊，進(jìn)行車載測試。讓人詫異的是，近半數(shù)車隊都表示反對這個系統(tǒng)。主要有三個原因：一是Halo系統(tǒng)中間的立柱會影響車手的視線；二是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會在高速下干擾車身的側(cè)風(fēng)氣流；三是丑。

雖然車隊反對，為了減少安全事故，國際汽聯(lián)強制規(guī)定車隊必須安裝Halo系統(tǒng)。事實證明，Halo系統(tǒng)的確增加了F1賽事的安全性。2020賽季F1巴林站，哈斯車隊的格羅斯遭遇車禍，賽車斷為兩截，由于Halo系統(tǒng)的保護(hù)，格羅斯僅肋骨骨折。

在這次周冠宇遭遇的車禍中，賽車倒扣滑行了數(shù)十米，如果沒有Halo系統(tǒng)的保護(hù)，很難想象車手可以在事故中存活下來。

F1“七冠王”漢密爾頓也多次為Halo系統(tǒng)正名：“如果它既能保護(hù)車手的安全，也不會對駕駛產(chǎn)生影響，為什么不能用呢？除非我是一個傻瓜?！?/p>

事后格羅斯說：“以前我并不算支持Halo系統(tǒng)，但感謝它被引入到F1賽車上。如果沒有它，現(xiàn)在或許我就不能在這里跟大家說話了?！?/p>

在經(jīng)歷了一系列賽事，Halo系統(tǒng)逐漸被車手接受。不幸或者有幸真正體驗過Halo系統(tǒng)的車手都表示：真香。

F1“七冠王”漢密爾頓多次為Halo系統(tǒng)正名：“如果它既能保護(hù)車手的安全，也不會對駕駛產(chǎn)生影響，為什么不能用呢？除非我是一個傻瓜?！?/p>

格羅斯說：“以前我并不算支持Halo系統(tǒng)，但感謝它被引入到F1賽車上。如果沒有它，現(xiàn)在或許我就不能在這里跟大家說話了。”

參考資料：

[1]What is Halo and why is it being introduced in F1 for 2018?

https://www.espn.com/f1/story/_/id/20111099/what-halo-why-being-introduced-f1-2018

[2]《Halo F1賽車上的神秘“人字拖”》，舒端陽，百科知識，2018-06-01；

[3]Halo protection system to be introduced for 2018

https://www.formula1.com/en/latest/headlines/2017/7/halo-protection-system-to-be-introduced-for-2018.html

[4]F1 賽車為什么長這樣？

https://www.huxiu.com/article/293189.html

[5]Formula 1 Halo design

https://www.racecar-engineering.com/tech-explained/tech-explained-formula-1-halo/2/

文章由科普中國-創(chuàng)作培育計劃出品，轉(zhuǎn)載請注明來源

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