让F1车手死里逃生的人字拖是什么

就在F1英国大奖赛正赛的起步阶段，一场严重事故不幸发生。

中国选手周冠宇与英国选手拉塞尔的赛车出现相撞：

而在撞击发生之后，周冠宇的赛车180度翻转，“底朝天”的在地上摩擦滑出赛道：

所有人此时都在为周冠宇的安全捏一把冷汗。

但幸好其本人在事故之后第一时间发布微博表示无碍：

周冠宇在微博中还重点提到了“Halo”，表示是它“救了我”。

随即与之相关的话题——“Halo系统又立功了”登上热搜：

那么这个因长相被车迷戏称为“人字拖”的系统到底是什么？

为什么能在关键时刻保住赛车手的人身安全？

以及F1赛车里还有哪些其它诸如此类的黑科技？

我们不妨一同来扒一扒。

首先，我们先把目光聚焦在这次事件的重点——Halo系统。

它的概念最早是在2015年被提出，是在开轮式赛车中使用的一种保护装置。

之所以会提出这个概念，是因为在2014年F1日本站的时候，24岁法国选手比安奇在事故中头部受到重创最终不治身亡。

△此前比安奇所驾驶F1赛车并未设置Halo系统

因此国际汽联在2018年决定，强制要求在一级和二级方程式赛车的比赛中，车辆必须安装Halo系统来保护赛车手的头部。

（各个车队不制造这个装置，而是由国际汽联指定的厂商制造：德国CP Autosport、英国SS Tube Technology和意大利V System等。）

有网友对此表示，是“比安奇用命换来的Halo”：

从目前的公开数据来看，Halo的重量大约在7公斤，主要以钛金属来打造，成本大约为12000欧元（约8.4万元）左右。

Halo前端安装在车手前方的车架上，从两侧绕过车手的头顶，向后固定在驾驶舱的两侧。

而且正是因为它这样的形状，像刚才我们提到的，车迷们便把Halo戏称为“人字拖”。

但也正是这个7公斤的“人字拖”，却成为了全车最坚固的部分。

用F1官方的形容就是，它能够承受12000kg（12吨）的冲击力，相当于头顶一辆双层巴士。

如此“抵抗力”之下，在赛事中若是出现飞行杂物高速袭来，就能有效的对车手起到保护作用：

在赛车之间出现相撞时也是如此：

正如国际汽联以40例真实事故发布的数据显示，Halo系统能让车手在重大事故中的生还率提高17%。

而在撞击发生之后，Halo的结构几乎不会发生任何变化，只是表面会有些残损：

再细分来看，Halo可以分为三个部分，其中中间的棱柱是最重要的部分。

它是由强化了的航空级钛金属制成，它所能够承受的冲击力，保证了在事故发生时不会被压扁。

三个棱柱之间的距离被设计的也是足够小，这是为了防止飞行异物穿过Halo装置的空隙。

而Halo顶部的设计则是起到了“防滚架”的作用，如此一来，赛车手就不必只依赖于头盔（或者做收腹动作）了。

它是由高度耐用的材料制成，即便赛车翻车在沥青路面上滑行，Halo也不会出现断裂的情况。

不难看出，Halo这种“四两拨千斤”的装置，对F1赛车安全性起到了极大的作用。

那么除此之外，在F1赛车中，是否还存在其它诸如Halo一样的黑科技呢？

其实这一回Halo立功，并不是第一次让车手与死神擦身而过了。

2020年F1巴林大奖赛上，车手格罗斯让驾驶的赛车撞进钢护栏，之后车身燃起熊熊大火。

在这次事故中，Halo不仅保护格罗斯让的头部免遭巨大伤害，还为他支撑起了一个逃生空间，使其能够快速脱身。

更早之前，2018年F2比赛巴塞罗那站上，日本赛车手牧野任佑与另一位车手的车发生碰撞，两车均滑出赛道。

所幸在Halo的保护下，牧野当时的伤势并不严重，能自己离开驾驶座。

赛后，他发推特感谢了自己的“光环（halo）”。

但需要注意的是，只靠Halo系统，其实并不能保证车手每次都能在事故中脱身。

在F1车身上，还藏有非常多“黑科技”，用来保护车手的安全。

比如HANS装置。

它的全称是Head and Neck Support Device，译为头颈部支撑装置。

简单来看，它是一个可以卡在车手脖子上的U型装置，挂带能与车手的头盔连接。

当车辆在高速行驶过程中突然遇到撞击时，车手头部受到惯性作用，会不受控制向前甩去。

大家可以想象下日常生活中，当你开车急刹时，头也是会不自觉向前猛甩。

而F1赛车手面临的情况远比我们想象的要严重，由于发生碰撞前后的速度都很高，车手头部的加速度在这一时刻，甚至可以达到50-60个重力加速度。

由此，撞击导致车手颈部折断，也成为了赛车手最常见的死因之一。

而有了HANS这个装置，就能通过外力把车手头部进行固定，从而起到保护作用。

和Halo颇为相似的是，在HANS被正式写入F1规则前，也受到了车圈的嘲笑。

因为当时人们觉得它并不能帮助车手提升表现。

不过，在经历F1史上的“黑色周末”后，各方对车手头颈部安全保护的重视程度开始提升。

在连着2位车手不幸遇难、1位车手重大事故后，FIA成立专门调查小组来要求提升安全性能。

最终在2003年，HANS装置被写入F1规则。

而除了这些避免车手在事故中直接受到伤害的装置外，在防火、帮助车手快速逃生等方面，F1也有很多设计。

比如车手身穿的比赛服，就使用了防火材料。

按照官方测试标准规定，赛车服必须可以在800℃大火中坚持20秒完好无损。

而以上还只是针对车手人身的安全措施，在赛车上，保护安全的设计则体现在更多方面。

首先就是最为危险的油箱。

F1赛车要求使用柔性油箱。

它通常使用凯夫拉材料制成，这是一种用在坦克装甲的材料，双面还涂有防火层。

它的作用，就是尽可能避免车辆发生巨大撞击后油箱泄漏，从而避免爆炸发生。

其次，F1赛车的座舱要求采用碳纤维材质。

它是直接保护车手头部以下的装置，在强度、硬度和承重等方面都有极高要求。

主要被用来防止侧撞造成的伤害。需要可以在巨大撞击中，抵挡外物刺进车身，同时还要保护发动机、油箱等装置。

还有在车舱设计、安全等方面，F1赛车也都在尽可能方便车手逃生、保证他们的安全。

隶属哈斯车队的法国车手罗曼·格罗斯让在2020年巴林站比赛发车阶段，遭遇了严重撞车事故：座驾几近全毁，然而他本人却幸运地只受轻伤。死里逃生的格罗斯让旋即在病床上发了一条社交媒体：“几年前我并不喜欢光环（Halo），但我认为这是F1赛场引入的最伟大的技术，没有它，我今天将无法与您交谈。”

这项被称为“光环”的技术，是指用来保护F1车手头部两侧钛合金材料的弹弓状结构。之所以叫“光环”，是因为在形状上，这个安全结构围绕着车手头部，形成“铜墙铁壁的一环”；同时也是因为其能够在真正需要的时候，为车手带来“光明的一线生机”：根据测算，这项技术理论上可以在事故当中，将车手的生还率提高17%。

不过，因为其Y型结构酷似人字拖鞋上的夹趾鞋带，所以“光环”一直被国内F1车迷戏谑地称为“人字拖”。

“人字拖”包含有三个主要元素，位于中央前部的“V型过渡”，围绕驾驶舱的部分，以及后部安装支架 | formula1

在F1赛事中，大体上有三类比较基本的碰撞事故：车与车的碰撞，车与障碍物的碰撞，以及车与碎屑的碰撞。国际汽车运动联合会（FIA）曾针对这三种不同事故进行了大量分析，无论是哪一种，“Halo”都可以起到显著的效果。从2015年被提出，到2016年首次亮相，这项技术经过了一系列的评估，FIA也最终宣布2018年“Halo”是各个车队不得不接受的一项任务。

加装“人字拖”后，F1赛车的气动外形有了明显的改变 | www.formula1.com

在“无人驾驶”这个概念甚为流行的今天，我们很经常听到“主动刹车”、“偏离预警”等等名词，这类能够辅助驾驶员紧急避险的技术，我们称之为“主动安全”，其关键是“避”字。而对于避无可避的事故，我们需要的是最大化降低事故所带来的后果，这类大事化小小事化了的技术，在汽车上被称之为“被动安全”。

被动安全的核心意义，就在于保证事故发生后，车体结构是否能给驾驶员足够的空间生还。只不过，普通的汽车作为使用工具，乘客所在的乘员舱有着典型的“舱”的结构，用于保护舱内乘客的“笼”结构是显而易见的。而F1作为专业赛车目的性极强，“舱”的结构被大幅度地精简 ，此时用于保护车手的“框架”，也就变成了“Halo”。

很多人会觉得，“看起来这是个框框，能起到多少作用呢”？

不仅仅是普通人会这么想，包括很多车手也这么觉得——影响美观是小事，它也干扰车手的视野，更重要的是在超高车速的F1赛场上，任何影响风阻的组件都是决定胜败的关键。

从空气动力学的角度来看，Halo有着明显的负面效应。事实上，Halo引入的当年，就给各个F1车队造成了相当大的麻烦——已经定型的赛车要加装这个结构，需要重新对气流的进行引导，代价是巨大的。为了最大限度减少Halo所带来的影响，一般车队针对流入发动机进气口、后机翼湍流的空气动力学损失做了很多优化，甚至重新设计外壳。“光环”的单体价格是2万8000美元，但是为了把它加装到赛车上，对赛车外壳底盘的修改和加装工费可能高达100万美元（单车），这也是各F1车队对强制加装规定颇有怨言的原因之一。

“给我一把电锯，我立刻就把Halo给锯掉！”——这是2018年赛季初大多数车手的看法。

Halo能够承受高达12吨的重量，这大概是一台双层巴士的重量 | www.wired.com

不过，Halo所带来的保护作用也是立竿见影的，测试数据显示，Halo系统在车对车碰撞的情况下，它能够承受数十倍车辆本身的全质量静态负荷，换算一下，就是说，Halo能够承受高达12吨的重量，这大概相当于一台双层巴士。

毕竟，在动辄300+km/h的赛场上，任何时候的一次碰撞，都不可能是轻微的，带来的巨大动能会对赛车以及车手产生毁灭性的危害。所以，Halo12吨的承重，足以保证它应付相当一部分F1赛场上出现的剧烈碰撞了。

当然，对于F1赛车来说，要想跑出好成绩，就必须尽可能减轻车重，改善气动外形，谁都不想往上再加哪怕是任何1克非必要的重量了，而一套Halo当时来看，大概是要那么十多公斤。

实验室模拟示意图，“人字拖”如何在本次事故中有效地保护了格罗斯让的头部 | www.tekdeeps.com

用最轻的重量，最大限度地去换取安全，钛合金这种材料也就成为了首选，而Halo所选用的Titanium Grade 5 6AL4V，其抗拉极限大概是常用铝合金的3-4倍，2017年Halo的质量大概能被控制在9公斤左右。

不过，与救人一命相比，这点重量就根本不算什么了。2018年比利时大奖赛，Halo便救了车手勒克莱尔一命。当时，雷诺车手胡肯伯格在1号弯错过刹车点后前轮严重锁死，进而撞到了驾驶迈凯伦的阿隆索，阿隆索的赛车直接飞到了勒克莱尔驾驶的索伯C37的顶部。所幸，由于Halo装置的存在，几位车手都没有受伤，再加上这次死里逃生的周冠宇，相信F1车手们中间再也不会流传对“人字拖”的怨言了。