この「逆転」が周冠宇を死の手から救った

F1イギリスグランプリで、中国人ドライバーの周冠宇は重大な事故を間一髪で逃れた。 Halo システムはどのようにして死の危険から命を救うのでしょうか?保護を提供するための他の「ブラックテクノロジー」にはどのようなものがありますか?

ニューメディア編集者ドゥアン・ダウェイが編集

北京時間7月3日、2022年F1イギリスグランプリが始まった直後に、少なくとも5台の車が衝突する大惨事が発生した。中国人ドライバーの周冠宇選手は横転事故に遭った。

（写真提供：ZAKER News）

7月4日の早朝、@车手周冠宇は自身のWeiboを更新し、無事であることを報告した。「私は大丈夫です。まだここに立っていられて幸運です。今日はHaloが私を救ってくれました。」

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F1レースでは平均速度が時速260kmにも達し、最高速度は時速380km程度に達します。これはどういう意味ですか？プロのレーサーでない人にとっては、スピードが速すぎて周囲の変化が分からないほどです。運転免許試験を受ける際、インストラクターはコーナリング時に時速40キロメートルを超えないように何度も注意しましたが、F1のコーナリング速度は時速150キロメートル以上です。さらに、F1ドライバーは1時間以上も極限のスピードでレースを続ける必要があり、優れた専門能力と体力が必要です。

▲放送から見たF1レース（David Duan氏制作のGIF）

▲観客目線で見るF1レース。この視点から見ると、F1 カーのスピードはよりインパクトがある (GIF は Duan David が作成)

Halo システムはなぜ、重要な瞬間にレーシングドライバーの個人の安全を守ることができるのでしょうか?スピードと情熱に満ちたF1の舞台で、F1ドライバーの安全性はどのように向上してきたのでしょうか？ F1 カーには他に、このようなブラック テクノロジーはどのようなものがあるのでしょうか?

「Halo」は周冠宇をカバー

1950年代から2017年まで、F1カーのコックピットはむき出しでオープンだったため、ドライバーの頭部はコックピットの外に露出しており、頭部を保護できるのはヘルメットだけだった。時速 300 キロメートルの速度では、ヘルメットだけの保護では全く不十分です。 2018年シーズン以降、さまざまなチームが次々と新しいレーシングカーを発表するなか、今年のレーシングカーがこれまでのどのシーズンとも大きく異なることに人々は驚いている。国際自動車連盟は、新しい車のコックピットの前に黒い「ビーチサンダル」を設置することを義務付けているのだ。 FIAはこれを正式にHaloと名付けましたが、これはまさに周冠宇が言及した「救世主」そのものです。

▲各チームのHaloシステム（写真提供：Sina Sports）

▲エアロスクリーン装置（写真提供：オートホーム）

▲シールド装置（写真提供：オートホーム）

Halo システムは、最も古いドライバーの頭部保護ソリューションではありません。同社の以前のエアロスクリーンとシールド装置は、ドライバーの脱出や運転体験に影響を与えるという理由で却下された。 2016年、国際自動車連盟（FIA）の技術担当者は、シールドが元々設置されていた場所に「フリップフロップ」を設置した。この奇妙な「ビーチサンダル」は指輪のように見えるため、「Halo」と名付けられました。 Halo システムは第 17 シーズンの終わりに車内でテストされ、評価はまちまちでした。しかし、2つの選択肢を除外した後、FIAは時間を無駄にできないと感じ、すべてのチームにHaloシステムの導入を強制しました。

▲Haloシステムのテスト中（写真提供：ZAKER News）

Halo システムは、直径 50 mm のチタン合金で作られています。 3つの支点はコックピットの左右の前後に溶接されています。 Halo システムの質量は Shield の 1/3 で 7 kg を超えないにもかかわらず、垂直衝突では 116 kN、横衝突では 46 kN の圧力に耐えることができ、12 トンの 2 階建てバスの重量にも耐えることができます。超軽量で耐衝撃性に優れているというのが、チタン合金の最大の利点かもしれません。

2017年1月、FIAの役員らは、ヘルメットをかぶったマネキンをハローリング内に置き、20kgのピレリタイヤを時速225kmでハローリングに押し込むテストを実施した。その結果、ハローリングが変形せず、模型の人間も無傷のまま残っていることに人々は驚きました。

▲Haloシステム装着前と装着後の比較（写真提供：Sina Sports）

Halo システムの最初のシーズンでは、現在のフェラーリ ドライバーであるルクレールの命が救われました。 2018年はルクレールにとってF1初年度となる。ベルギーグランプリでは、マクラーレンのアロンソがルノーのヒュルケンベルグに追突され、彼の車は空中に舞い上がり、ルクレールの頭上を飛び越え、ハロが上に乗ったまま滑り落ちた。もしハロシステムがなかったら、ルクレールの頭は空中を高速で飛行する半トンのレーシングカーに押しつぶされていたかもしれない。それ以来、Halo システムに対する疑問や批判は減少しました。

スピードと危険

ドライバーの安全確保は、歴史を通じて数え切れないほどの火、血、涙、痛みの痛い教訓に基づいて徐々に確立され、改善されてきました。 1950年代、F1レースは死と同義でした。その時、車の速度は時速300キロに達していた。無駄な重量を減らすため、車体の強度はその分向上されていません。抵抗を最小限に抑えて最高速度を上げるという考えから、コーナーでの摩擦不足により車の制御がますます困難になります。自動車事故はレースのほぼ恒例行事となり、誰もがそれに慣れてしまった。各チームはより速く、より軽量なレーシングカーを次々と発表しており、レースをより面白くするために、主催者はフェンスや緩衝地帯のない高速コーナーで観客が自由に動き回れるようにしている。つまり、観客も運転手と同等の危険にさらされているということです。

▲1955年ル・マンの悲劇の事故現場（インターネットからの写真）

1955年のル・マンレースで、メルセデス・ベンツの車が制御を失い、群衆に衝突し、81人が死亡、数百人が負傷した。

▲ジム・クラーク（写真提供：Sohu Auto）

1968年、才能あるドライバーとして認められていたジム・クラークが、低レベルのレースに参加中に事故に遭いました。彼は車から飛び出し、その場で死亡した。残念なことに、事故現場が片付けられ、遺体が収容された後もレースは続行されました。その時点では、ドライバーの事故によりレースが中止されることはありませんでした。ジム・クラークの死はレース界に大きな影響を与え、また、レースの安全性の低さに不満を抱くドライバーも増えた。数か月後、運転手協会が設立され、運転手に耐火服と安全ヘルメットの着用を義務付けることを提案した。

1973年、イギリス人ドライバーのロジャー・ウィリアムソンの車が衝突後に横転し、コース脇にひっくり返った後、突然炎上した。彼のチームメイトであり良き友人でもあるデビッド・パーリーはすぐに車を止め、車から飛び降りて現場に駆けつけ、炎上している車をひっくり返そうとした。しかし、数百キログラムの重さがあるレーシングカーを押すには、人間の力だけでは明らかに不十分です。ロジャー・ウィリアムソンは友人たちの見守る中、火の海に埋葬されました...

ロジャー・ウィリアムソンの事故は、F1プロの消防チームの誕生に直接つながり、レーシングカーに対する事故火災予防の要求はますます高くなりました。

同時に、ロータスの創設者コリン・チャップマンとロータスチームは、車に大型のスポイラーを追加することでダウンフォースを増加させることに着手しました。その後の新しい技術の実験では、さらに多くのドライバーが貴重な命を犠牲にしました。その結果、マクラーレンブランドの創設者であるブルース・マクラーレンが亡くなった。その後まもなく、ニュルブルクリンクのドイツグランプリではドライバーたちが一斉に抗議し、誰もレースに参加する意思がなかった。ドライバーズ協会の努力のおかげで、ニュルブルクリンク北コースはF1レースリストに載らなくなりました。偶然にも、これまで多くの事故が発生していたスパ・サーキットも、ドライバーの投票により中止となった。

F1の70年以上の歴史の中で、300人以上が命を落としました。そのうち、1950年代が15人、1960年代が14人でした。運転手組合の努力により、この数は 1970 年代には 12 台に、1980 年代には 4 台にまで減少しました。

▲ローランド・ラッツェンバーガー（写真提供：Motorsport.com）

▲アイルトン・セナ（写真提供：Sina Sports）

1994年、サンマリノサーキットで同じレースウィークに2人のドライバーが亡くなりました。ローランド・ラッツェンバーガーと有名なブラジルのレーシングの神、アイルトン・セナです。それ以来、FIAはF1イベントに対してより厳しい規則と制限を課してきました。 21世紀以降、F1レースで死亡したドライバーは1人だけである。

「完全武装」したF1ドライバー

このイベントでは、HALO システムに加え、さまざまな方法でドライバーの安全も確保されます。プロの自動車評論家でありドライバーでもある江維林氏は、今日のF1イベントは安全機能の面で「万全に装備されている」と語った。レーシングドライバーの靴、下着、衣服、手袋、ヘルメット、HANSシステム（頭部と首のサポート）、HALOシステム、そしてレーシングカーの防爆燃料タンク、コアセーフティバッグ、サバイバルカプセル、車内の緩衝材に至るまで、すべてのアイテムと材料はFIAの安全認証を受ける必要があります。

耐火レーシングスーツ

(画像出典: latimages.com)

耐火レーシングスーツの主素材はポリ（m-フェニレンイソフタルアミド）で、非常に優れた安定性を備えています。耐火レーシングスーツに関する最新の FIA テスト基準では、スーツは 800°C の炎の中で 20 秒間無傷のままでなければならないと規定されています。

HANSシステム

HANSはHead And Neck Supportの略称です。その機能は、運転者の頭が激しく前後に動くのを防ぎ、運転者の頭と首、特に頭蓋底の損傷を防ぐことです。

（写真提供：オートホーム）

人間の首は胸や頭とは異なります。胸腔は脊椎と肋骨によって保護されており、頭部は頭蓋骨によって保護されています。たった一つの椎骨で支えられている首は、最も脆弱です。レース中、ドライバーの首は頭とヘルメットの5倍の重さを支えなければならず、力の変化の方向と速度も非常に速いため、F1ドライバーには強い首が求められます。ひとたび事故が起こると、首にかかる力が急激に増大し、生命を脅かす事態に陥る可能性が高くなります。

頭部および首の保護システムの保護により、運転者の背骨が後方に引っ張られるのを防ぐことができ、また、運転者の頭が前方に投げ出されてハンドルにぶつかるのを防ぐことができます。テスト統計によると、HANS システムを装着した後、衝突時にドライバーの頭部と首にかかる力はそれぞれ 68% と 86% 減少しました。

カーボンファイバーモノコック

モノコックコックピットはF1ドライバーを収容するための最も重要な装備です。これは高価な炭素繊維で作られており、鋼鉄の2倍の強度を持ちながら質量は鋼鉄の5分の1しかない素材です。 F1 カーでは 1 グラムでも重量が重要になるため、モノコックはカーボン ファイバーで作られています。現在、F1カーのモノコックは合計12層のカーボンファイバーで構成されています。注目すべきは、炭素繊維 1 本あたりの太さが人間の髪の毛の 5 分の 1 しかないことです。モノコックを製造する際、ハニカムアルミニウムの層を2層のカーボンファイバーの間に敷き、高温高圧のオーブンに入れて焼き上げます。モノコックが形を整えて硬化するまでには約2時間半かかります。

F1のルールによれば、カーボンファイバー製モノコックコックピットは各チームが独自に製造する必要があり、二階建てバスの重量に耐え、鋭利な物体が貫通するのを防ぐことができるものでなければならない。ドライバーの安全を最大限に確保するため、エンジン、ギアボックスなどの動力部品はモノコックコックピットの外側に配置され、一方で、発火しやすい燃料タンクはモノコックコックピット構造内に組み入れられています。 53Gの激しい衝突を受けた後も、ガードレールに挟まったモノコックは無傷のままでした。

F1イベントの成功は、多くの要因の共同の努力の結果です。 F1 イベントの今後の進化の方向性は、このエクストリーム スポーツを死の影に隠れないようにし、スピードと情熱にもっと満たすことです。

(コンテンツソース: ZAKER News、Racing World Talk、Sina Sports、Sohu Racing、CCTV News、Red Star News など)

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

制作：北京科学技術ニュース |北京科学技術メディア

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