F1新規則將陸續出台 要威首先要戴頭盔
這幾年F1不斷給車迷帶來驚喜,層出不窮的或大或小的規則,例如2017年加寬的輪胎和加強的空力套件,以及2018年的Halo,當然FIA的新規則不可能滿足所有車迷,或許在一些車迷眼中是驚多於喜。改變的是規則,挑戰的是車迷的接受能力,不過無可否認,FIA出台的新規讓F1保持著一定的新鮮感,讓車迷不斷學習和適應,起碼不會太無聊。未來幾年裡,FIA還會陸續出台一些新規則,進一步提升安全性和新鮮感。
首先來看已經確定下來的,將會在2019年執行的新頭盔安全標準。從1968年F1德國站開始,F1有了第一頂全盔,而它的發明者正是賽車界的傳奇人物Dan Gurney。雖然Dan Gurney不是世界上戴全盔的第一人,早在1967年他的美國同胞摩托車手、IndyCar車手Swede Savage已經開始戴全盔了,不過F1的影響力是全球最大的,而Dan Gurney將全盔帶進F1,也讓車迷看到全盔的優點,需知道在全盔出現之前,F1車手需要戴上風鏡和皮革面罩來保護自己的面部,安全性存在較大隱患。之後全盔成為F1車手的標準安全配備,而且F1頭盔的製作也越來越講究,千禧年之後的F1頭盔儼然就是高端技術的結晶品。
圖:3D掃描技術針對每位車手的頭部進行掃描,讓頭盔內部360°無死角地貼合車手的頭部,頭大頭小甚至扁頭都能找到舒適的佩戴感。圖為巴里切羅在定製頭盔。
圖:除了保護頭部安全,頭盔也是展示車手個性化的一面,當中最有代表性之一的就是Mark Webber的「閉嘴」頭盔,自嘲自己的大嘴性情。Yep,Not Bad For A NO.2 Driver!
圖:結構方面,F1頭盔由大約20層的碳纖維構成,每一根碳纖維都由12,000根細絲組成,每根細絲的直徑只有人類頭髮的十五分之一,一頂頭盔的所有細絲加起來,總長度在16,000公里左右,因此F1頭盔具備超高的強度和超強的吸能作用。
圖:除了有加強結構強度的碳纖維,F1頭盔還使用了另外兩種材質,防火性能良好的芳綸,以及防刺穿性能良好的凱夫拉,當然目的就是在賽車起火或者外物撞擊頭盔的情況下,可以更全面地保護車手的頭部。當然,頭盔中還夾雜著鋁、鎂合金以及環氧樹脂,每頂F1頭盔的重量在1至1.5kg左右。
然而2009年匈牙利站Felipe Massa在260km/h速度下被一顆重750g的彈簧擊中頭盔,這暴露了F1頭盔的安全漏洞,雖然今年的F1已經有了Halo,一定程度上互補頭盔的不足,不過F1頭盔的安全性確實有待提高。最近FIA下了一道「聖旨」,從2019年開始,F1頭盔新規則將會強制執行,而其他低級別賽事也將會跟上全新的安全標準。現時的F1頭盔已經是全球安全標準最高的賽車頭盔,然而新頭盔將會做得更極致,例如護目鏡的最高點將會被降低10mm,以提供更好的防碎片性能,使用更先進的混合材質,提升頭盔的抗壓性能和防刺穿性能。這一次的FIA頭盔新安全標準,不是FIA技術官員的個人標準定出來的,而是FIA跟各大F1頭盔供應商Stilo、Bell、Schuberth和Arai共同商討得到的結果。
根據F1官網的資料,在全新的FIA 8860-2018安全標準下,F1頭盔必須滿足以下測試:
標準撞擊:在9.5m/s的速度撞擊下,傳遞到車手頭部的最大減速度不能超過275G。
低速撞擊:在6m/s的速度撞擊下,最大減速度不能超過200G。
橫向撞擊:8.5m/s速度撞擊下,最大減速度不能超過275G。
碎片撞擊:一個重225g的外物以250km/h撞擊頭盔,最大減速度不能超過275G。
抗撞擊性能:一個重10kg的物體從5.1米高度落在頭盔頂部,或者從側面撞擊頭盔,頭盔傳遞的撞擊力不能超過10千牛。
護目鏡撞擊:對護目鏡發射一顆1.2g重的小球,小球不能刺穿護目鏡直達頭盔內部。
耐燃性測試:在790℃的火焰環境中,一旦移除火焰,頭盔不能起火,起到阻燃效果。
13寸終於要升級至18寸!
接著來看醞釀之中的新規,有望在2021年實施的18寸新輪胎。F1的輪胎和輪圈尺寸之小,小到只有13寸,這已經是一個老生常談的話題,儘管這也是方程式賽車一直以來的一個傳統,不過跟民用車輪胎形成極大的反差,而新晉的電動方程式Formula E則一改方程式賽車的常態,一出場就用18寸以及較低扁平比的輪胎,FIA似乎意識到F1已經老氣橫秋了一大截,加大了18寸新胎的推廣力度,初步將上線時間定在2021年。除了上述的Formula E,另外在耐力賽事中,例如WEC的LMP原型賽車,早已使用18寸輪圈和輪胎。不是說18寸輪胎輪圈組合有多高科技,而是尺寸上更貼近街車,讓車迷看比賽的時候更有投入感和共鳴感。當然,到目前為止F1還是當之無愧的頂尖賽車,只是在輪胎輪圈的尺寸選擇上,跟性能街車相違背,在物理常識的驅使下,車迷對F1的13寸輪胎萌生一大堆問號。
圖:其實18寸輪胎早已在F1賽車上進行過賽道測試,2014年Charles Pic在銀石賽道測試18寸輪胎。
圖:2015年,前F1車手Martin Brundle也曾駕駛搭載18寸輪胎的GP2賽車,在摩納哥賽道進行測試。
從13寸到18寸的變化,絕對不是換一套輪圈和輪胎這麼簡單,當中牽涉到很多結構的變動。首當其衝的必然是懸掛幾何,即便是在輪胎輪圈尺寸不變的情況下,F1車隊也要做大量的風洞測試,來確保懸掛部件符合空氣動力學,而在熱吹擴散器盛行的年代,頂尖車隊(當時的紅牛)還將後懸掛擺臂用作增加下壓力的催化部件,懸掛不只是畫一張設計圖的事,其複雜程度連中下游F1車隊也玩不透,更別說一般車迷觀眾了。如今從13寸激增到18寸,說得好聽點就是技術革命,說得難聽點就是革小車隊的命,因此不少F1車隊提出建議,從2020年開始讓倍耐力提供18寸新胎,讓他們有一個適應過程,為2021年做好充分準備。這個情況,就好像2017更寬的輪胎出台之前,各車隊使用2016款賽車進行測試,收集輪胎數據作準備。然而沒想到13寸到18寸的變化,差點革了倍耐力的命,倍耐力表示即便2018年開始研發,也無法在2020年提供18寸新胎,最快也要等到2021年。
除了懸掛幾何變化外,還有制動系統也被放到議事日程,當然了,F1的制動系統是要「減速」而非街車的「停住」性能,而且碳碳制動系統也需要保持一定的工作溫度才能高效,而擴大了的輪圈必然會對散熱性能造成影響下,如何保持合適的工作溫度也是制動系統廠商們必須面對的問題。總之,正所謂牽一髮動全身,一個輪圈尺寸的變化就會讓周邊的一大串零件引入新的設計思路和訴求,或者,我們從這裡也能看到民用改裝的端倪:改裝追求的是另一個層次的平衡,如果你還搞不懂汽車基礎知識,那還是不要輕易「人改我也改」了。
另外,18寸新胎面世之前,F1也面臨著一個問題,倍耐力的單一輪胎供應合同到2019年底就約滿了,屆時可能會有其他輪胎供應商進入F1,18寸新胎也對其他輪胎商開放。不過天下從來沒有免費午餐,不可能上岸不濕腳,其他輪胎廠商有意為F1提供18寸新胎的話,必須在2020年為F1車隊提供13寸輪胎,這是一個最低的入門標準。
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