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是什麽讓F1車手更安全?

將所有可能影響碰撞安全的結構(如前鼻翼等)安裝在壹個模擬臺車上,然後將油箱裝滿同等質量的水,並將壹個質量大於75kg的假人固定在賽車座艙內。此時整個測試包的總質量為780kg,賽車以54km/h的速度撞向水泥墻。要求賽車在150mm內的最大減速度小於10g,假人胸部最大加速度不能超過60g,平均減速度不能大於40g,最初60kj吸能不能超過20g。

側面測試

測試準備同正面,總質量為780kg的測試包以36km/h的速度撞向水泥墻,撞擊面與賽車的中心線對齊,要求平均減速度不能超過20g。各部分的沖擊力不能大於80kN,車身必須吸收15%~35%的能量。

追尾測試

將所有可能影響碰撞安全的賽車後部組件安裝到模擬臺車上,將油箱裝滿同等質量的水,整個測試包質量為780kg,測試包以40km/h的速度撞向水泥墻,臺車正面高550mm、寬450mm。撞擊後,最初225mm內的峰值減速度不能超過20g。

轉向盤測試

除了正面、側面和尾部碰撞測試外,F1賽車還專門對轉向盤的安全性提出了要求。用壹個重8kg,直徑為165mm的圓球模擬車手的頭部,以25km/h的速度撞擊轉向盤。撞擊時,圓球的中心位置正對轉向盤的中心,要求撞擊時的峰值加速度不能超過80g。

核心部件 單體殼車身

我們都知道,普通轎車禁不禁撞,最關鍵的不在於它的鋼板厚度,而在於它的車身結構及吸能設計。同樣,對於F1賽車來說,車身的結構設計也是影響安全性的最主要因素。現在F1賽車普遍采用壹種稱為單體殼(monocoque)的安全車身技術。單體殼就相當於普通車輛的乘員艙,是車手的最後壹道防線。隨著F1賽車速度越來越快,傳統的乘員艙結構很難滿足高速時賽車的安全性。1962年的蓮花25型賽車上,技師首次用鉚釘加固的輕金屬殼體替代了傳統的管狀框架座艙,這是引入F1賽壇的第壹具單體殼。1984年,邁凱倫車隊首次采用碳纖維單體殼。從那時起,碳纖維單體殼便被作為保護車手的重要設備沿用至今。

單體殼由碳纖維打造,這種材料的強度是鋼的兩倍,但是質量只有其1/5,用它打造保護艙可能是高速賽車的最佳選擇。目前F1賽車的單體殼總***由12層碳纖維組成,需要附帶說明的是,每壹根碳纖維只有人頭發絲的1/5粗。在制造單體殼時會將壹層蜂窩狀的鋁鋪設在兩層碳纖維之間,然後將其放入高溫高壓的烤箱烘烤,等單體殼成型變硬大概需要兩個半小時。為了達到更高的強度要求,通常會將烘烤的程序重復兩次以上。這樣制成的車身可以為賽車手提供最好的保護,即使以200km/h的速度發生碰撞時,單體殼也不會破裂。

除了單體殼要有足夠的強度保護賽車手的安全外,在賽車的外部還必須有壹些比較“軟”的車體部件,以快速擴散吸收碰撞時的能量。F1賽車的前鼻、定風翼等都是這樣的結構。我們經常看到賽車發生事故時,前部被撞的支離破碎,其實這正是工程師所追求的效果。硬的單體殼與軟的車體部件相結合,可以為賽車手提供足夠的安全保護。

什麽讓他幸存?——解析F1賽車的安全

2007年6月11日F1加拿大大獎賽上,發生了慘烈的壹幕:賽事進行到26圈,寶馬車隊車手庫比卡的賽車在直道高速狀態下突然失控,賽車徑直撞上了場邊的水泥護墻,車身瞬間粉身碎骨,滑過賽道再撞向另壹側的護欄,停在了緩沖區上。萬幸的是庫比卡居然沒什麽大礙,僅僅是扭傷右腳踝而已。這不得不讓我們驚訝,究竟是怎樣的安全技術使其幸存呢?

這不由讓我們想到正在進行的C-NCAP測試,試驗車輛僅僅以50km/h的速度進行試驗,假人的頭部、胸部等部位就會受到不同程度的傷害,而F1賽車以200km/h以上的速度發生碰撞,居然沒事。這兩者的差距也太懸殊了吧。

在F1運動的早期,曾發生過很多慘烈的撞車事故,甚至奪走了不少優秀賽車手的生命,為此這項運動也遭受了很多來自公眾的批評和壓力,F1賽事壹度面臨著夭折的命運。為此這項運動的組織—FIA痛定思痛,制定了壹系列嚴格的賽車安全標準,要求賽車必須提供足夠的高速安全措施來保護車手的安全。

同時,作為世界上影響最大的汽車賽事,很多廠家都把F1作為汽車新技術的試驗體。汽車廠家賦予了F1賽車超越同時代任何車輛的先進技術,這其中就包括安全技術。可以說F1賽車的安全技術和理念遠遠超過公路上行駛的普通車輛。

根本保證 嚴格的安全標準

安全標準是促進汽車安全發展的重要因素,壹套新標準的出臺就意味著汽車廠家必須花大精力來達到這壹要求。F1賽車具有高超的安全保護水平,最重要的壹個因素就是它有壹整套的嚴格安全標準。FIA為了保護車手的安全,為F1賽車制定了壹系列苛刻而又細致的安全標準。