【创作培育计划】经常救F1车手命的Halo系统到底是啥？-

作者：周雷

审核：北京理工大学电动车辆国家工程实验室陈潇凯

提到F1，大多数人脑海中浮现的第一个词大概就是快，第二个就是危险。最近在F1赛场遭遇车祸的中国车手周冠宇就感慨，多亏了Halo系统才活了下来。这个Halo系统到底是啥？F1车手是如何靠它活命的？

在介绍Halo系统之前，我们首先要了解F1赛车的结构。为了方便车手驾驶、车队维修、以及历史因素和规则限制，目前F1赛车普遍采用的是“开轮式（Open-Wheels）”，也就是四个轮子伸出车外，没有车体外壳保护的结构。这种结构加上超过350千米每小时的最高时速，给车手带来了极高的安全隐患。迄今为止，超过200名车手和观众在F1赛事中丧生。

为了提高赛事安全性，各大车队采取了各种措施，比如采用高强度碳纤维材料加固车身，吸收碰撞产生的能量；研发了六点式安全带，将车手固定在座位上，减少受到的冲击力；还在20世纪90年代末期的HANS系统（Head and Neck Suppor，头颈部支撑系统），减少碰撞时剧烈运动给车手头颈造成的伤害。

但这些措施主要保护的还是车手胸部及以下的部位，暴露在车身外的脆弱的头部并没有受到直接保护。事实上，车祸中经常出现的车辆翻滚以及碰撞产生的高速碎片可以直接对头部造成致命伤害。

2009年的匈牙利大奖赛中，法拉利车手马萨被前车脱落的一根弹簧击中头部，休克昏迷。2014年和2015年，法国车手比安奇和英国车手威尔逊就因为头部撞击死亡。

频繁的事故让F1赛事一度陷入了是否继续举办的质疑。为了解决安全问题，2014年12月，当时的汽联主席托德向各大车队提出了提高车手头部安全保障的要求。

为此，迈凯轮车队曾设计了一个气流罩方案，简单来说就是在赛车上装一个类似战斗机座舱整流罩的保护罩，不过由于气流罩重量问题以及可能会影响车手逃生等问题被否决。之后红牛车队提出了Shield系统，这个系统和气流罩方案类似，只不过把包裹驾驶舱的整流罩换成了类似挡风玻璃的透明保护挡板。不过由于该系统会造成车手晕眩被否决。

之后奔驰车队提出了Halo系统的概念。简单来说，Halo系统就是一个直径为50毫米，三个支点分别被焊接在座舱正前方和左右侧的后方的“人字拖”。在经历了钢、碳纤维迭代之后，2016年，由钛合金打造，重约14斤的Halo 2.0系统上线。

根据测试，Halo系统能够承受住116千牛的垂直、46千牛的侧向冲撞产生的压力。这个压力分别相当于一辆约12吨双层巴士或者4.6吨货车受到的重力。 2017年1月，国际汽联将一个佩戴了头盔的模型人放置在Halo内，随后让一个40斤的倍耐力轮胎以225千米的时速撞上Halo。结果，Halo没有发生任何形变，模型人也完好无损。

鉴于Halo系统良好的安全表现，2017年赛季末，国际汽联将该系统推广到各个车队，进行车载测试。让人诧异的是，近半数车队都表示反对这个系统。主要有三个原因：一是Halo系统中间的立柱会影响车手的视线；二是系统结构会在高速下干扰车身的侧风气流；三是丑。

虽然车队反对，为了减少安全事故，国际汽联强制规定车队必须安装Halo系统。事实证明，Halo系统的确增加了F1赛事的安全性。2020赛季F1巴林站，哈斯车队的格罗斯遭遇车祸，赛车断为两截，由于Halo系统的保护，格罗斯仅肋骨骨折。

在这次周冠宇遭遇的车祸中，赛车倒扣滑行了数十米，如果没有Halo系统的保护，很难想象车手可以在事故中存活下来。

F1“七冠王”汉密尔顿也多次为Halo系统正名：“如果它既能保护车手的安全，也不会对驾驶产生影响，为什么不能用呢？除非我是一个傻瓜。”

事后格罗斯说：“以前我并不算支持Halo系统，但感谢它被引入到F1赛车上。如果没有它，现在或许我就不能在这里跟大家说话了。”

在经历了一系列赛事，Halo系统逐渐被车手接受。不幸或者有幸真正体验过Halo系统的车手都表示：真香。

F1“七冠王”汉密尔顿多次为Halo系统正名：“如果它既能保护车手的安全，也不会对驾驶产生影响，为什么不能用呢？除非我是一个傻瓜。”

格罗斯说：“以前我并不算支持Halo系统，但感谢它被引入到F1赛车上。如果没有它，现在或许我就不能在这里跟大家说话了。”

参考资料：

[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赛车上的神秘“人字拖”》，舒端阳，百科知识，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 赛车为什么长这样？

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/

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