Шлемы Формулы 1. Шлем гонщика
Как изменились шлемы пилотов Формулы-1 за последние 20 лет — Читальный зал — Motor
В вопросах безопасности Формула-1 на протяжении практически всей своей истории училась на собственных ошибках. Сегодня головы пилотов защищены шлемами стандарта FIA 8860, введением которого чемпионат мира обязан трагической аварии Айртона Сенны на Гран-при Сан-Марино 1 мая 1994 года. О том, что собой представляют головные уборы пилотов гонок Гран-при 20 лет спустя, Мотор расспросил Стефана Коэна – президента фирмы Bell, которая наряду с Arai и Schuberth обслуживает нынешнее поколение гонщиков Формулы-1.
К гибели Айртона Сенны привела трагическая случайность. После удара о бетонную стену в повороте Тамбурелло один из элементов подвески Williams FW16 бразильца пробил шлем на стыке между визором и корпусом, нанеся пилоту травмы, несовместимые с жизнью.
Я не могу сказать, что предыдущее поколение шлемов к тому времени устарело, – говорит Стефан Коэн. – Шлем Айртона сработал так, как и должен был, но удар пришелся в самое уязвимое место. Однако FIA не могла остаться в стороне, и совместно с производителями были начаты исследования. Мы должны были понять, возможно ли повысить стандарты, требования к прочности. Последовавший за этим процесс Коэн называет медлительным, и с ним трудно не согласиться. Первые прототипы, отвечающие новым требованиям, появились только спустя восемь лет, в 2002 году.
Они были значительно лучше, могли поглотить большую энергию при ударе, но к тому моменту себестоимость каждого такого шлема составляла около 10-15 тысяч фунтов стерлингов, – говорит Коэн. Повысить прочность удалось благодаря появлению новых композитных материалов. Как и нынешние, шлем Сенны был сделан из карбона, но не из того, что используется производителями сейчас.
Композитные материалы сильно изменились за последние двадцать лет. Сейчас мы используем более «чистый», более прочный карбон, – рассказывает Стефан. – Когда люди слышат слово «карбон», им сложно понять, что это такое на самом деле. Он может быть разным. Грубо говоря, карбон можно найти и по цене 100 евро за килограмм. Но есть и такой, который будет стоить 1000 евро. Это абсолютно разные материалы, пусть и со схожими характеристиками. При производстве шлемов мы используем один из самых дорогих на сегодняшний день. Для примера, почти такой же материал Boeing использует для производства крыльев самолета модели 787.
Коэн говорит о карбоне T1000, каждая нить которого состоит из 12 тысяч волокон, примерно в 15 раз тоньше человеческого волоса. Общая длина карбонового волокна в одном шлеме составляет около 15 тысяч километров.
Десять лет спустя
После совместных исследований FIA и Bell технологии были переданы и другим поставщикам шлемов для пилотов Формулы-1. Стандарт FIA8860 стал обязательным в Формуле-1 только 1 июля 2004 года, спустя десять лет и два месяца с момента аварии Сенны в Имоле. Вместе с ним были введены и новые требования к жесткости по системе Snell – организации из США, проводящей сертификацию вело-, авто- и мотошлемов.
Каждый производитель должен представить для омологации шесть образцов для одиннадцати различных испытаний на прочность. Шлем с размещенным внутри муляжом головы общим весом в пять килограммов сбрасывают на предметы различной формы с высоты 4,6 метра – при ударе со скоростью 9,5 метра в секунду пиковое значение обратного ускорения при кратковременном воздействии не должно превышать 300 g – предельно допустимой перегрузки по стандартам Snell.
Для стандартных мотоциклетных шлемов тесты проводятся на скорости 5,5 метра в секунду – по крайней мере, такие правила действуют в Европе. У многих стран есть собственные системы сертификации шлемов. Для, скажем так, «обычных» гоночных шлемов подобные испытания проходят при скорости 7,2 метра в секунду, – говорит Коэн. – Разница по сравнению со скоростью 9,5 метра в секунду может показаться на первый взгляд незначительной, но поверьте, чтобы добиться безопасности в таких испытаниях, нужно было потратить немало времени и средств. Помимо этого, шлемы стандарта 8860 подвергаются и более жестким тестам на глубину разрушения, когда на него сбрасывают остроконечные четырехкилограммовые болванки.
Чтобы наглядно продемонстрировать, насколько шлемы пилотов Ф-1 действительно прочны, конкуренты Bell из Schuberth проехали по изделию на 55-тонном танке. Корпус остался цел.
Как и карбоновые детали для гоночных автомобилей, шлемы для Формулы-1 выпекаются в автоклавах, но говорить о подробностях этого процесса Коэн отказывается. Производители не любят делиться секретами, даже когда работают над повышением требований к жесткости. Мы не общаемся друг с другом напрямую, – рассказывает Коэн, – но ведем совместные исследования с Институтом FIA по безопасности. Обмен информацией идет только через него. В любом случае, главное – это не сам процесс выпечки, а качество используемых материалов: карбонового волокна, смол. Исследования направлены в том числе и на то, чтобы сделать подобные шлемы более доступными. Если в 2004 году, когда стандарт стал обязательным в Формуле-1, они стоили около 10 тысяч евро, то теперь розничная цена – около 3 тысяч. Конечно, себестоимость еще ниже. Но мы же должны как-то зарабатывать, – улыбается Коэн.
Гонщикам Ф-1 шлемы – около дюжины на каждого за сезон – достаются бесплатно по маркетинговым соображениям, но остальным за них приходится платить. Когда цены на шлемы нового стандарта стали более приемлемыми, FIA обязала использовать их и пилотов других серий, в том числе GP2, GP3 и WTCC. Стандарт 8860 перестал быть эксклюзивным для Формулы-1 в 2009 году.
Пенопласт для головы
Но корпус – это всего лишь корпус. Большая часть задачи по поглощению энергии удара приходится на внутреннюю подкладку. "Она изготовлена из материала, который большинство людей знают под называнием пенополистирол (expanded polystyrene или EPS). Материал, который обычно используют для шумоизоляции домов, упаковки техники. Это примерно такой же белый материал, который обнимает ваш новый телевизор внутри картонной упаковки, – объясняет Коэн. – Важны оба слоя: и сам корпус, и прокладка. При производстве обычных шлемов производители в 99 процентах случаев используют обычный EPS одной из крупных химических компаний. Тот материал, который используем мы при производстве шлемов стандарта 8860, схож по своим характеристикам с EPS, но имеет особую формулу. Мы разработали его совместно с маленькой химической компанией специально для Формулы-1».
Шлемы в Формуле-1. История
Чтобы добиться нужного результата, было сделано немало попыток. Мы испытываем множество вариантов, чтобы найти нужный баланс характеристик и пройти все необходимые тесты. Если использовать много EPS, то сделать шлем, который отвечал бы всем требованиям, не сложно. Но тогда шлем получится вот такого размера, – Стефан разводит руки, как хвастливый рыбак.
Приведу простой пример, – продолжает Коэн. – Если ты сейчас возьмешь пять подушек, свяжешь их веревкой вокруг головы, а я тебя ударю, ты вряд ли почувствуешь боль. Но если у тебя будет всего одна подушка, то тебе будет больно. Нам был нужен материал, который поглощал бы энергию удара максимально эффективно. Мы могли бы сделать шлем больших размеров, но проблема в том, что гонщики хотят вертеть головами, когда пилотируют. Самый большой вызов для производителей – сделать шлем компактным и легким, не забывая при этом о жестких требованиях к поглощению энергии удара. Регламентом FIA установлен порог, согласно которому масса шлема не должна превышать 1,8 килограмма.
Те шлемы, которые сейчас предоставляют своим пилотам Bell, Arai и Schuberth, весят около 1,2 килограмма. Еще 20 лет назад они были вдвое тяжелее.
Пенополистирол отвечает и за теплоизоляцию. В этом плане FIA также настаивает на жестких тестах: в ходе испытаний шлемы подвергаются воздействию температуры в 800 градусов по Цельсию, при этом температура внутри него не должна превышать 70 градусов Цельсия на протяжении 45 секунд.
Забрало
Еще немного цифр: визоры шлемов в ходе тестов останавливают мелкие снаряды, пущенные со скоростью 500 километров в час. Визоры сделаны из [поликарбоната](http://ru.wikipedia.org/wiki/Поликарбонаты) – самого подходящего на данный момент материала. Он прозрачный и прочный, – говорит Коэн. – И тут такая же история, что и с карбоном. Мы используем лучший поликарбонат из доступных: самый прочный, не царапающийся и так далее. Мы первыми внедрили новую технологиюдвойного экрана".
Суть этой технологии – в двух слоях из поликарбоната разных свойств, между которыми есть небольшой зазор, заполненный воздухом. На шлемах образца 2012 года он составлял 0,8 миллиметра – теперь мы увеличили его вдвое, чтобы улучшить изоляцию и противоударные характеристики, – поясняет Стефан. Толщина обоих слоев поликарбоната при этом составляет около трех миллиметров, а общая толщина визора – около 5 миллиметров.
В 2011 году шлемы Формулы-1 в очередной раз изменились. И вновь к переменам привела авария: на Гран-при Венгрии 2009 года в шлем Фелипе Массы попала килограммовая пружина, оторвавшаяся от автомобиля Рубенса Баррикелло. Удар произошел на скорости более 200 километров в час и, по словам руководителя технической группы FIA Institute Энди Меллора, если бы на бразильце не было шлема стандарта 8860, последствия могли быть значительно более серьезными. Пружина угодила в верхнюю часть визора, недалеко от точки крепления, сломав его и нанеся гонщику травмы. Тем не менее, уже в следующем году Фелипе вновь вышел на старт Гран-при, а спустя еще несколько месяцев производители шлемов представили решение для защиты уязвимой области.
Начиная с 2011 года все шлемы оснащены дополнительной панелью, которая покрывает верхнюю часть визора. «Она сделана из достаточно нового материала, зайлона, по характеристиками схожего с кевларом, но более прочного. Кевлар используется при производстве пуленепробиваемых жилетов, а с недавнего времени – для усиления боковых стенок кокпита в Формуле-1. В отличие от карбона, он не хрупкий, его волокна как раз и останавливают пули – если мы говорим о бронежилетах, – но при этом не разрушаются. Это именно то, что было нужно нам».
Индивидуальный подход
Гонщики Формулы-1 не только получают свои шлемы бесплатно, но и пользуются дополнительными привилегиями. Каждый пилот получает уникальный шлем, подкладка которого сделана специально для его формы головы. При помощи 3D-сканеров производители готовят виртуальную модель, составляя затем интерьер шлема в соответствии с полученными данными. Раньше это была очень дорогостоящая процедура, но современные технологии позволяют сделать это достаточно дешево. Все, что нам надо, – это привести пилота в лабораторию, надеть на него балаклаву, и через несколько минут скан головы будет готов.
Индивидуальными также могут быть всевозможные накладки на шлемы: как аэродинамические, так и вентиляционные. Пластиковые накладки направляют воздух внутрь шлема через специальные отверстия. Всего их 10-15, и часть из них предназначена для отвода воздуха.
Совместная работа ведется и с командами. Вместе с ними производители шлемов разрабатывают аэродинамические накладки, которые могут помочь пилоту отыграть время на круге. В Arai, например, хвастались, что благодаря небольшим изменениям в дизайне шлема Хейкки Ковалайнена команда McLaren смогла убрать защитный экран на передней части кокпита, за счет чего финн отыграл 0,2 секунды с круга.
В 2013 году Bell снабдила своих пилотов шлемами нового образца. Визор стал меньше, крепления забрала новых шлемов теперь смещены вперед, а защитный слой из зайлона стал чуть больше. Это позволило немного улучшить аэродинамику за счет смещения креплений и еще больше повысить безопасность на стыке между визором и корпусом шлема, – говорит Стефан. Пока уменьшенный визор не стал обязательным, но, как и в случае с полоской из зайлона, Bell предпочитает не дожидаться официальных директив от FIA. Некоторые пилоты жаловались, что визор теперь открывается сложнее, но эту проблему было легко уладить, – добавляет Коэн. – Достаточно напомнить им, что это сделано для их же безопасности.
Что дальше?
Несмотря на все технологии и новые образцы шлемов, открытые кокпиты – по-прежнему главная угроза безопасности в современном автомобиле Формулы-1. Даже учитывая то, что шлемы стандарта 8860 подвергаются самым жестким испытаниям, пределы прочности есть даже у них. Перегрузки в 300 g, которые считаются предельными по стандартам Snell, многие эксперты называют чрезмерными. Даже обратное ускорение в 200 g может привести к серьезным травмам головы, а при больших значениях повлечет за собой травмы головного мозга, несовместимые с жизнью – ведь даже если корпус шлема выдержит удар, его энергия будет передана голове пилота.
Случай с Фелипе Массой можно назвать уникальным. Технологии, разработанные FIA совместно с производителями, спасли ему жизнь, но бразильцу в определенном смысле повезло. Удар не был фронтальным, а пришелся по касательной, и попади пружина в шлем на несколько сантиметров в сторону, последствия могли быть иными. При типичной аварии основной удар принимает на себя шасси, а голова пилота защищена не только шлемом, но и монококом, и увеличенными боковыми стенками кокпита. Чтобы основной удар пришелся на шлем, должно случиться нечто выходящее из общего ряда.
В 2009 году, за шесть дней до аварии Массы в Будапеште, пилот Формулы-2 британец Генри Сертиз погиб в результате того, что колесо, оторвавшееся от другого автомобиля, угодило точно в его шлем. Корпус шлема выдержал удар, практически не получив видимых повреждений, но травмы головного мозга оказались слишком серьезными.
В позапрошлом году нетипичная авария произошла и на тестах команды Marussia, когда тест-пилот Мария де Виллота врезалась в поддон припаркованного в сервисной зоне грузовика. Несмотря на то, что столкновение произошло на небольшой скорости, она получила серьезные травмы – основной удар также пришелся на шлем, и в результате полученных повреждений костей черепа врачи вынуждены были удалить правый глаз гонщицы. Спустя год после аварии Мария скончалась.
Поэтому в FIA Institute продолжают работу по повышению безопасности, и сейчас основной акцент сделан как раз на защиту головы гонщика. Испытания проводятся с тремя различными вариантами конструкций.
Первая – своего рода каркас безопасности, стальная конструкция, которая может быть установлена на нос автомобиля непосредственно перед кокпитом. Два других варианта – защитные экраны из поликарбоната, один из которых полностью закрывает кокпит. Если в FIA решат, что из всех испытываемых вариантов именно этот является наиболее подходящим в плане безопасности, то кокпиты автомобилей Формулы-1 станут похожими на кабины военных истребителей.
Конечно, учитывая опыт прошлых лет, вряд ли можно говорить о том, что изменения произойдут в ближайшие годы. Не исключено, что на это исследование и принятие новых стандартов у FIA опять уйдет лет десять. Но многие специалисты уверены, что купол над головами пилотов Формулы-1 рано или поздно все равно появится. И тогда открытые кокпиты уже перестанут быть одним из главных отличительных признаков самых быстрых гоночных автомобилей планеты. \m
motor.ru
Эволюция шлемов пилотов Формулы-1 за последние полвека
В Европе шлемы оставались дополнительным, не обязательным элементом до начала 60-х, но даже тогда они предохраняли лишь от дождя и мелких камней. В середине шестидесятых индивидуальная раскраска вошла в традицию, но безопасность оставляла желать лучшего. Международная спортивная комиссия пыталась их стандартизировать, но у открытых шлемов, не обеспечивающих должной защиты головы, были очевидные ограничения – в 1960-м гонщик Lotus Алан Стейси погиб в Спа, потеряв управление машиной после того, как на дистанции ему в лицо попала птица.
Первые серийные закрытые шлемы разработала компания Bell Star. Дэн Герни использовал такую конструкцию в «500 милях Индианаполиса» 1968 года, а уже в начале семидесятых шлем Bell Star можно было купить в лондонском торговом центре Leston за 28 фунтов.
Как и в авиации, каждая дополнительная мера безопасности в автоспорте часто становилась следствием серьёзного инцидента. Рекомендации к использованию небьющихся материалов для изготовления визора появились после того, как во время Гран При Франции 1972 года небольшой камень пробил шлем Хельмута Марко, ослепив гонщика на один глаз.
Конструкция типичного шлема тех лет весила больше двух килограмм и была выполнена из закреплённого эпоксидной смолой стекловолокна со смягчающими вкладками из пенопласта и визором из прозрачного материала Лексан. Такой шлем уже позволял избежать последствий внешних факторов, но практически не защищал голову при авариях.
Только в 1977-м было объявлено о необходимости обязательной омологации шлемов, требования несколько раз менялись, пока в 2004-м не был введён строгий стандарт FIA 8860, разработанный британскими экспертами. В очередной раз введение последовало после трагической случайности и гибели Айртона Сенны.
Первые прототипы, отвечающие новым требованиям, появились только спустя восемь лет, в 2002 году. Они были значительно лучше, могли поглотить большую энергию при ударе, но к тому моменту себестоимость каждого такого шлема составляла около 10-15 тысяч фунтов стерлингов. Повысить прочность удалось благодаря появлению новых композитных материалов. Как и нынешние, шлем Сенны был сделан из карбона, но не из того, что используется производителями сейчас.
С 1994 года изменились не только шлемы. После аварии Сенны был пересмотрен и технический регламент самой Формулы-1. В Williams FW16 голова пилота, например, не была защищена практически ничем, кроме самого шлема
Композитные материалы сильно изменились за последние двадцать лет. Сейчас используется более «чистый», более прочный карбон. Когда люди слышат слово «карбон», им сложно понять, что это такое на самом деле. Он может быть разным. Грубо говоря, карбон можно найти и по цене 100 евро за килограмм. Но есть и такой, который будет стоить 1000 евро. Это абсолютно разные материалы, пусть и со схожими характеристиками. При производстве шлемов мы используем один из самых дорогих на сегодняшний день. Для примера, почти такой же материал Boeing использует для производства крыльев самолета модели 787.
Каждый производитель должен представить для омологации шесть образцов для одиннадцати различных испытаний на прочность. Шлем с размещенным внутри муляжом головы общим весом в пять килограммов сбрасывают на предметы различной формы с высоты 4,6 метра – при ударе со скоростью 9,5 метра в секунду пиковое значение обратного ускорения при кратковременном воздействии не должно превышать 300 g – предельно допустимой перегрузки по стандартам Snell.
К шлемам стандарта 8860 применяются жесткие требования во время тестирования. Готовые изделия сбрасывают на четыре типа поверхности: плоскую, сферическую, тонкую балку и трубку. При тесте на «глубину разрушения» уже на сам шлем «роняют» четырехкилограммовую болванку. При этом конус не должен коснуться «головы»
Для стандартных мотоциклетных шлемов тесты проводятся на скорости 5,5 метра в секунду – по крайней мере, такие правила действуют в Европе. У многих стран есть собственные системы сертификации шлемов. Так, для «обычных» гоночных шлемов подобные испытания проходят при скорости 7,2 метра в секунду. Разница по сравнению со скоростью 9,5 метра в секунду может показаться на первый взгляд незначительной, но поверьте, чтобы добиться безопасности в таких испытаниях, нужно было потратить немало времени и средств. Помимо этого, шлемы стандарта 8860 подвергаются и более жестким тестам на «глубину разрушения», когда на него сбрасывают остроконечные четырехкилограммовые болванки.
Как и карбоновые детали для гоночных автомобилей, шлемы для Формулы-1 выпекаются в автоклавах. В этом плане FIA также настаивает на жестких тестах: в ходе испытаний шлемы подвергаются воздействию температуры в 800 градусов по Цельсию, при этом температура внутри него не должна превышать 70 градусов Цельсия на протяжении 45 секунд.
В 80-х сразу несколько пилотов пробовали шлемы с двумя разрезами для глаз, но подобная конструкция не прижилась.
Чтобы наглядно продемонстрировать, насколько шлемы пилотов Ф-1 действительно прочны, конкуренты Bell из Schuberth проехали по изделию на 55-тонном танке. Корпус остался цел.
Гонщикам Ф-1 шлемы – около дюжины на каждого за сезон – достаются бесплатно по маркетинговым соображениям, но остальным за них приходится платить. Когда цены на шлемы нового стандарта стали более приемлемыми, FIA обязала использовать их и пилотов других серий, в том числе GP2, GP3 и WTCC. Стандарт 8860 перестал быть эксклюзивным для Формулы-1 в 2009 году.
Пенопласт для головы
Но корпус – это всего лишь корпус. Большая часть задачи по поглощению энергии удара приходится на внутреннюю подкладку. Она изготовлена из материала, который большинство людей знают под называнием пенополистирол (expanded polystyrene или EPS). Материал, который обычно используют для шумоизоляции домов, упаковки техники. Это примерно такой же белый материал, который обнимает ваш новый телевизор внутри картонной упаковки. Важны оба слоя: и сам корпус, и прокладка. При производстве обычных шлемов производители в 99 процентах случаев используют обычный EPS одной из крупных химических компаний.
Шлемы в Формуле-1. История
В отличие от подавляющего большинства своих коллег, экс-пилот Формулы-1 Алекс Вурц раскрашивает свои шлемы самостоятельно… в собственной ванной.
Те шлемы, который сейчас предоставляют своим пилотам Bell, Arai и Schuberth, весят около 1,2 килограмма. Еще 20 лет назад они были вдвое тяжелее.
Забрало
Еще немного цифр: визоры шлемов в ходе тестов останавливают мелкие снаряды, пущенные со скоростью 500 километров в час. Визоры сделаны из поликарбоната – самого подходящего на данный момент материала. Он прозрачный и прочный. Кроме того, специально используемые технологии, заключающиеся в том числе в использовании двух слоев поликарбоната разных свойств, между которыми есть небольшой зазор, заполненный воздухом. На шлемах образца 2012 года он составлял 0,8 миллиметра – теперь его увеличили вдвое, чтобы улучшить изоляцию и противоударные характеристики. Толщина обоих слоев поликарбоната при этом составляет около трех миллиметров, а общая толщина визора – около 5 миллиметров.
В 2011 году шлемы Формулы-1 в очередной раз изменились. И вновь к переменам привела авария: на Гран-при Венгрии 2009 года в шлем Фелипе Массы попала килограммовая пружина, оторвавшаяся от автомобиля Рубенса Баррикелло. Удар произошел на скорости более 200 километров в час и, по словам руководителя технической группы FIA Institute Энди Меллора, если бы на бразильце не было шлема стандарта 8860, последствия могли быть «значительно более серьезными». Пружина угодила в верхнюю часть визора, недалеко от точки крепления, сломав его и нанеся гонщику травмы. Тем не менее, уже в следующем году Фелипе вновь вышел на старт Гран-при, а спустя еще несколько месяцев производители шлемов представили решение для защиты уязвимой области.
Начиная с 2011 года все шлемы оснащены дополнительной панелью, которая покрывает верхнюю часть визора. «Она сделана из достаточно нового материала, зайлона, по характеристиками схожего с кевларом, но более прочного. Кевлар используется при производстве пуленепробиваемых жилетов, а с недавнего времени – для усиления боковых стенок кокпита в Формуле-1. В отличие от карбона, он не хрупкий, его волокна как раз и останавливают пули – если мы говорим о бронежилетах, – но при этом не разрушаются.
Индивидуальный подход
Гонщики Формулы-1 не только получают свои шлемы бесплатно, но и пользуются дополнительными привилегиями. Каждый пилот получает уникальный шлем, подкладка которого сделана специально для его формы головы. При помощи 3D-сканеров производители готовят виртуальную модель, составляя затем интерьер шлема в соответствии с полученными данными. «Раньше это была очень дорогостоящая процедура, но современные технологии позволяют сделать это достаточно дешево. Все, что для этого надо, – это привести пилота в лабораторию, надеть на него балаклаву, и через несколько минут скан головы будет готов.
Индивидуальными также могут быть всевозможные накладки на шлемы: как аэродинамические, так и вентиляционные. Пластиковые накладки направляют воздух внутрь шлема через специальные отверстия. Всего их 10-15, и часть из них предназначена для отвода воздуха.
В Формуле-1 не бывает мелочей. При помощи накладок можно и улучшить аэродинамику, и увеличить подачу воздуха в систему вентиляции
Совместная работа ведется и с командами. Вместе с ними производители шлемов разрабатывают аэродинамические накладки, которые могут помочь пилоту отыграть время на круге. В Arai, например, хвастались, что благодаря небольшим изменениям в дизайне шлема Хейкки Ковалайнена команда McLaren смогла убрать защитный экран на передней части кокпита, за счет чего финн отыграл 0,2 секунды с круга.
В 2013 году Bell снабдила своих пилотов шлемами нового образца. Визор стал меньше, крепления забрала новых шлемов теперь смещены вперед, а защитный слой из зайлона стал чуть больше. Это позволило немного улучшить аэродинамику за счет смещения креплений и еще больше повысить безопасность на стыке между визором и корпусом шлема. Пока уменьшенный визор не стал обязательным, но, как и в случае с полоской из зайлона, Bell предпочитает не дожидаться официальных директив от FIA.
Что дальше?
Несмотря на все технологии и новые образцы шлемов, открытые кокпиты – по-прежнему главная угроза безопасности в современном автомобиле Формулы-1. Даже учитывая то, что шлемы стандарта 8860 подвергаются самым жестким испытаниям, пределы прочности есть даже у них. Перегрузки в 300 g, которые считаются предельными по стандартам Snell, многие эксперты называют чрезмерными. Даже обратное ускорение в 200 g может привести к серьезным травмам головы, а при больших значениях повлечет за собой травмы головного мозга, несовместимые с жизнью – ведь даже если корпус шлема выдержит удар, его энергия будет передана голове пилота.
В 2009 году, за шесть дней до аварии Массы в Будапеште, пилот Формулы-2 британец Генри Сертиз погиб в результате того, что колесо, оторвавшееся от другого автомобиля, угодило точно в его шлем. Корпус шлема выдержал удар, практически не получив видимых повреждений, но травмы головного мозга оказались слишком серьезными.В позапрошлом году «нетипичная» авария произошла и на тестах команды Marussia, когда тест-пилот Мария де Виллота врезалась в поддон припаркованного в сервисной зоне грузовика. Несмотря на то, что столкновение произошло на небольшой скорости, она получила серьезные травмы – основной удар также пришелся на шлем, и в результате полученных повреждений костей черепа врачи вынуждены были удалить правый глаз гонщицы. Спустя год после аварии Мария скончалась.Поэтому в FIA Institute продолжают работу по повышению безопасности, и сейчас основной акцент сделан как раз на защиту головы гонщика. Испытания проводятся с тремя различными вариантами конструкций.
В 2012 году FIA провела тестирование систем защиты головы, которые могут быть введены в Формуле-1. Среди рассматриваемых вариантов – полностью закрытый кокпит
Первая – своего рода каркас безопасности, стальная конструкция, которая может быть установлена на нос автомобиля непосредственно перед кокпитом. Два других варианта – защитные экраны из поликарбоната, один из которых полностью закрывает кокпит. Если в FIA решат, что из всех испытываемых вариантов именно этот является наиболее подходящим в плане безопасности, то кокпиты автомобилей Формулы-1 станут похожими на кабины военных истребителей.
Конечно, учитывая опыт прошлых лет, вряд ли можно говорить о том, что изменения произойдут в ближайшие годы. Не исключено, что на это исследование и принятие новых стандартов у FIA опять уйдет лет десять. Но многие специалисты уверены, что купол над головами пилотов Формулы-1 рано или поздно все равно появится. И тогда открытые кокпиты уже перестанут быть одним из главных отличительных признаков самых быстрых гоночных автомобилей планеты.
Большая часть текста взята отсюда http://motor.ru/articles/2014/04/30/f1helmets/
nezakonnaya.livejournal.com
автоспорт - Статьи - Шлем гонщика
Говоря об особенностях шлема, нужно не забывать о комфорте пилота и уделять этому серьезное внимание. Ведь голова пилота, находясь в непосредственной близости от двигателя, должна быть защищена с помощью шлема от сильного шума и максимально обеспечить, тем самым, возможность концентрации пилота во время гонки. Как правило, для каждого пилота шлем делается под заказ, индивидуально, чтобы гонщик как можно комфортнее себя чувствовал и был защищен. К примеру, мотоциклетный шлем состоит из трех слоев - внутренней и внешней оболочки, набивки, а шлем гонщика Формулы 1 сконструирован из 17 слоев. Особенности каждого отдельного шлема производителями строго засекречены. Специалисты обычно называют лишь 3 составляющие шлема – полиэтилен и огнеупорный aramide , который используется при изготовлении бронежилетов, что делает шлем не пробиваемым, углеродное волокно для его прочности и жесткости. А так же ко всему прочему следует добавить магнезий, алюминий и эпоксидную смолу.
Использование в производстве шлема углеволокна позволяет сделать его максимально легким. Но при весе 1,25 кг, он способен выдерживать большие нагрузки, что не мало важно. Благодаря малому весу шлем позволяет значительно уменьшить нагрузку на шейные мышцы гонщика, особенно на тех участках трассы, где наиболее высокие перегрузки.
Чтобы изготовить каркас шлема, необходимо склеить вместе некоторое количество слоев углеродного волокна, после чего шлем следует поместить в автоклав где его отдельные части соединяются друг с другом и становятся твердыми под воздействием высокого давления и температуры в 132 С. Части шлема, на которые приходится наибольшая нагрузка – такие например, как контур забрала и нижняя его часть - укрепляются с помощью титана и алюминия. Внутренняя обивка такого шлема состоит из двух слоев материала Nomex отличительной особенностью которого является огнеупорность.
При проектировании шлема предусмотрены вентиляционные разъемы, функциональность которых состоит в том, чтобы как минимум 5 литров свежего воздуха в единицу времени поступало в шлем. Фильтры в шлеме предназначены для очистки воздуха от моторного масла, карбона, а также для того чтобы, частички пыли не проникали во внутрь. На уровне подбородка находится радио, что обеспечивает гонщику связь с боксами. Благодаря профессиональной работе конструкторов уровень шума в шлеме удалось уменьшить до 100 Дб, что значительно облегчает общение пилотов со своими инженерами.
Важным фактором во время даже самой сложной гонки для пилота является хороший обзор, который обеспечивает забрало, которое толщиной всего в 3 мм. Оно должно быть удобно для глаз и благодаря изготовлению из огнеупорного поликарбоната является надежной защитой. Тонировка которая меняется за миллисекунды схожа с очками для солнца. Например, когда болид входит в тоннель на трассе, забрало на шлеме гонщика проясняется и темнеет за секунду до выхода из тоннеля , что является гарантией того, что гонщик не будет ослеплен дневным светом. Было проведено много различных крэш-тестов прежде чем Международная Федерация Автоспорта FIA официально одобрила шлем. Одним из таких тестов было так называемое "испытания на проникновение", во время которого металлический предмет весом 3 килограмма падал с высоты трех метров на шлем, который оставался неповрежденным. Проводились так же испытания креплений шлема. Так например, при нагрузке в 38 кг ремешок для подбородка не должен быть растянут более 30 мм. Забрало шлема выдерживает удары мелкими частицами со скоростью 500 км/ч, при этом, частички либо вообще не могут повредить поверхность забрала, либо не проникают глубже, чем на 2 мм. Во время теста на огнеупорность шлема, при температуре горения в 800 С в течение 45 секунд ,не было зафиксировано каких-либо повреждений, при этом, температура внутри шлема не превышала 70С.
a1gpworld.ru
Шлемы Формулы 1 - все новости Формулы 1 2018
Сегодня ни один гонщик-любитель не сядет за руль без шлема, но эта мера безопасности не всегда была обязательной даже для профессионалов. На заре автоспорта гонщики носили удобные, но бесполезные матерчатые кепки, которые не позволяли волосам попадать в глаза – не более, хотя травмы головы и шеи, и тогда, и сейчас – самые опасные в гонках.
Первые твердые шлемы появились в двадцатых годах прошлого века, а уже в тридцатых отдельные энтузиасты опробовали радиосвязь, но не между командой и боксами, как сегодня – в США гонщики часто комментировали события в прямом эфире местной радиостанции. Телевидения ещё не было, и радио позволяло держать болельщиков в курсе событий.
Знаменитый шлем для чемпиона мира 1952 и 1953 года Альберто Аскари сделал Герберт Джонсон, известный лондонский шляпник – слой мягкой резины на кожаной подложке, матерчатые контуры для защиты ушей и кожаный ремешок – всего 667 грамм. Авиационные очки, надетые поверх шлема и использовавшиеся прежде в американских ВВС, разработала компания Polaroid.
В Европе шлемы оставались дополнительным, не обязательным элементом до начала 60-х, но даже тогда они предохраняли лишь от дождя и мелких камней. В середине шестидесятых индивидуальная раскраска вошла в традицию, но безопасность оставляла желать лучшего. Международная спортивная комиссия пыталась их стандартизировать, но у открытых шлемов, не обеспечивающих должной защиты головы, были очевидные ограничения – в 1960-м гонщик Lotus Алан Стейси погиб в Спа, потеряв управление машиной после того, как на дистанции ему в лицо попала птица.
Первые серийные закрытые шлемы разработала компания Bell Star, Дэн Герни использовал такую конструкцию в «500 милях Индианаполиса» 1968 года, а уже в начале семидесятых шлем Bell Star можно было купить в лондонском торговом центре Leston за 28 фунтов.
Как и в авиации, каждая дополнительная мера безопасности в автоспорте часто становилась следствием серьёзного инцидента. Рекомендации к использованию небьющихся материалов для изготовления визора появились после того, как во время Гран При Франции 1972 года небольшой камень пробил шлем Хельмута Марко, ослепив гонщика на один глаз.
Конструкция типичного шлема тех лет весила больше двух килограмм и была выполнена из закреплённого эпоксидной смолой стекловолокна со смягчающими вкладками из пенопласта и визором из прозрачного материала Лексан. Такой шлем уже позволял избежать последствий внешних факторов, но практически не защищал голову при авариях.
Только в 1977-м было объявлено о необходимости обязательной омологации шлемов, требования несколько раз менялись, пока в 2004-м не был введён строгий стандарт FIA 8860, разработанный британскими экспертами.
Увы, от первой публикации стандарта после гибели Айртона Сенны в Имоле'94, до его реализации, прошло почти десять лет – инженеры считали, что воплотить его требования невозможно. Первыми шлем, соответствующий требованиям сертификата 8860-2004 разработали специалисты компании Bell.
Проверка конструкции на соответствие стандарту 8860-2004 состоит из десяти тестов и проводится лишь в трёх сертифицированных центрах. Изготовитель предоставляет шесть шлемов, которые отправляются на различные тесты – шлем должен погасить энергию удара килограммовым свинцовым шариком при воздействии на скорости 520 км/ч с любой стороны, в течении 30 секунд выдерживать пламя горелки с температурой 830 градусов, не нагреваясь внутри выше 70С, не менее серьёзные требования предъявляются к визору, креплению HANS и другим элементам.
Средняя стоимость современного шлема без окраски – около 5000 долларов, вес – не более 1800 грамм. Омологация по стандарту FIA 8860-2004 обязательна в Формуле 1, GP2, F2, чемпионатах F3 и WTCC. Неизвестно, сколько жизней спас этот стандарт, но несколько десятилетий назад аварии, которые мы сейчас часто видим в гонках, подчас были фатальными из-за отсутствия столь строгих ограничений…
www.f1news.ru
