昨天我們簡單的說了一些F1史上已經被淘汰的護欄,今天要跟大家分享的,是現在F1使用較常見的幾種類型的護欄。

在護欄的選擇和擺放上,撞擊角度是我們需要考慮的一個重要因素之一,在彎角處,賽車容易衝出賽道並以較大的夾角撞擊護欄,在直道上賽車則通常會以極小的夾角撞擊護欄,而在這兩種情況中,我們需要關心的是,在垂直或者說90度夾角方向上賽車的速度到底有多大。

無論運動軌跡如何,我們可以把賽車的能量分解到兩個方向上,平行於護欄的和垂直於護欄的,在一場大夾角碰撞中,大部分速度是垂直於護欄的,我們需要考慮的就是如何把這些能量吸收到護欄中去;

但在一場小夾角碰撞中,大部分能量是平行於護欄的,只有一小部分直接朝向護欄,在這種情況下,我們就需要吸收這些平行方向上的能量。

而我們需要做的,就是盡量避免護欄的形變並強迫賽車沿圍牆滑行,用摩擦力使其減速

混凝土護牆就極其適合這種情況,因為它堅固且不易移動,而車手也不會想正面撞上混凝土,所以它雖然不適合吸收垂直方向上的能量,但它很適合把賽車彈開並利用摩擦力吸收動能。

在直道兩旁,我們可以有意增加小角度撞擊的可能性,把護牆修到更逼近賽道邊緣的位置,當賽車失控時,他走過一條弧形路徑,在這期間,其運動方向也可能從平行變成垂直。

靠近賽道修建可以強迫賽車以小角度撞擊護牆,如果你的賽場空間有限那這樣修建就非常合適了,或者你也可以把大看臺盡量放在靠近直道的地方,加拿大的直道就是一個很棒的例子。

比混凝土護牆更常見的是普通的防撞護欄,防撞護欄有一種獨特的扭曲W式造型,這是有原因的,你可以想像一下,如果你把一張平面材料從一個方向上彎曲過後,如果要想在另一個方向上再彎曲它就會非常困難。

你可以用一張紙試一下,只要你彎好第一下,再想在另一個方向上彎曲就會很難,這也是我們平時喫披薩時會折一下拿的原因,因為他在長度方向上被捲曲後就不容易掉下來了。

那麼,防撞護欄在長度方向上是強度很大的,如果賽車以小角度撞擊他,他只會輕微變形吸收撞擊的能量,並把賽車引導到護欄延長的方向上去,這讓賽車在多數情況下可以停下來而非直接被扔回到賽道中去,護欄後的其他空間被設計成可以彎曲變形的樣子,能夠吸收部分衝擊;

當然,嚴重受損的護欄很難修復,更換費用也較高,而且他只適用於速度較低緩衝區,空間有限的地方。比如摩納哥,防護撞欄的使用就非常理想了。

但要論及使用場景的廣泛性,那還是要數廣受喜愛、名聲遠揚的輪胎牆,簡單的說,輪胎牆就是一堆羅起來的輪胎排成一面軟牆,用來阻擋撞進來的賽車。

他有很多很明顯的優點,舊輪胎廉價而且很容易找到,輪胎很軟而且很耐壓,有利於吸收能量,高速賽車的能量可以直接被消耗在橡膠的形變上,就像擠壓彈簧一樣;

這些年來,我們已經在多個方面提高了輪胎護欄的功效,現在的輪胎牆都是被捆綁或者釘起來的,而不是鬆散的摞在一起,鬆散的輪胎在撞擊時會飛散開來,只留下直接位於撞擊前方的輪胎吸收能量。

把輪胎捆綁在一起可以讓護欄形成一個具有彈性的整體,在撞擊時,整面的輪胎牆會把能量吸收的負擔分散到它的整個結構中去,輪胎間彼此連接得越緊密,護牆就會越堅實,就像一張拉緊的蹦牀一樣

同樣的,你還可以通過控制輪胎摞的排數來調整輪胎牆的硬度,一般的用量是:一面輪胎牆包含二到六排,排數越大,牆的硬度越大、彈性就越低;

這種軟硬的結構更合適高速撞擊易發的區域,因為它可以吸收更多的能量,淺而軟的牆可能會讓賽車直接撞到輪胎牆後的護欄,而硬的輪胎牆阻礙作用更強。

現在的輪胎牆還會被包裹在大型的皮帶或覆蓋物中,這在很多方面也是很有用的,首先,當輪胎裸露在外時,一個輕微的碰撞就可以絆住賽車讓其高速旋轉,平滑的表面則可以讓賽車在小角度碰撞中減下衝力;

其次是在包裹起來後,輪胎護欄更不容易被穿透,在輪胎裸露時賽車可以像飛鏢一樣扎進其中,這雖然使得解救工作極度困難,而且會增加車手頭部被擊中的可能性,不過在有了Halo後這個風險就小了一些。

另一項常常不為人知的創新是,F1的輪胎護欄內常常含有插入物,這是一些塑料管可以讓輪胎更耐擠壓,也就是說現在輪胎的形變將消耗更多能量,這可以讓一面輪胎牆的能量吸收能力翻倍。

最後,就是Tecpro護欄了,這是種特殊設計的鑲嵌防撞護欄,主要分為兩種類型,一種是紅色的吸收型模塊,為彈性較好的中空泡沫塊,另一種是灰色的加強型模塊,包含更牢固的泡沫外皮,以及內部一層薄薄的鋼板,用來防止賽車穿透護欄。

就要達成的目標而言,Tecpro護欄和加皮帶的輪胎牆其實非常相似,但它的設計更有利於提高對不同擺放方法的適應性,他交錯鑲嵌的形狀也便於吻合不同的彎角形狀。

不過這些年來,它也暴露了一些小問題,一是由於賽車車鼻很低,Tecpro護欄可能在撞擊時被頂起來,最終掩埋賽車,而不是為其減速;馬爾多納多在摩納哥大獎賽的時候甚至扯掉過一塊Tecpro護欄,並把他拖到了賽道上,所以他的重量或許還不適用於所有的情況。

要把高速運動的失控賽車安全可控的攔截住是一件非常困難的事情,FIA也投入了大量的工程設計和科學研究來尋找理想的解決方案。

它需要有適應性、經濟性、可重複利用並且易於重建,不會長時間延誤賽程,而現在我們使用的F1防護欄杆,目前看來還是低調全面可靠的輪胎牆更加適合使用。

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