F1使用的头盔主要是由三种材料组成,它们分别是碳纤维、Kavlar纤维和聚乙烯。现在也有部分头盔使用玻璃钢材料,但是这类头盔一般是娱乐和练习使用,头盔就有玻璃钢和碳纤维两种材料。F1使用的头盔材料都有他们各自得用途,碳纤维的引入主要是为了加固头盔和减轻头盔重量,保证头盔高强度的要求以及轻便性;Kavlar纤维的作用则是为了防火;而聚乙烯的使用则是为了保持头盔即使在温度大范围变化的情况下也不发生变形。
今年,FIA发不了最新的头盔标准FIA8860-2018,该项标准的发布,将头盔的安全性能又提升了一大步,能够更好的实现覆盖保护、冲击保护和能量吸收。其中护目镜在1.2G子弹射击的情况下,子弹不能击穿护目镜、头盔暴露在790度高温火焰中,火焰移除时头盔自行熄灭等要求更是体现了该标准的严格性,但是同时也体现了F1头盔的高安全性能。
F1的使用的头盔主要有9大功能结构,这九个部分构成了F1的头盔主体:
头盔碳纤系列
1、外壳
外壳是赛车头盔的主体,同时也是头盔上最为坚固的部分;外壳的强度指标直接关系到对车手安全的保护。根据最新标准,f1头盔外壳必须通过几个测试:
第一是强度测试,该项测试包括:
(a)标准冲击:以9.5米每秒的速度冲击头盔,驾驶员头部的峰值减速度不得超过275G。
(b)低速冲击:以6米每秒的速度冲击头盔,峰值减速度不得超过200G,而且最高平均值不超过180G。
(c)低速侧面冲击:以8.5米每秒的速度冲击头盔,峰值减速度不得超过275G。第二是防火测试,头盔的外壳必须能在摄氏800度高温的火焰中炙烤45秒。
(d)粉碎: 10公斤体重下降到头盔上5.1米。横向和纵向测试。传输的力不应超过10 kN。
(e)外壳渗透:一个4公斤的冲击器以7.7米/秒的速度落在头盔上,头盔不能被击穿。
第二是第二是防火测试,该测试包括:
(a)头盔的外壳必须能在摄氏800度高温的火焰中炙烤45秒。
(b)可燃性:头盔暴露于790°C°火焰; 一旦火焰被移除,它必须自熄。
2、护目镜
护目镜是指头盔前部能向上旋转的透明镜片。根据国际汽联(FIA)的安全要求,它必须能够承受使用气枪的1.2克子弹射击遮阳镜,子弹不会进入到头盔中;护目镜加入涂料也能确保遮阳镜的视觉效果不会发生改变或者扭曲。护目镜的内部表层涂有特殊的防雾材料和较浅的透明色彩,它们的作用是为了防止由于赛道上光线的变化给车手带来的视觉误导,分辨清楚赛道上的状况变化。在设计的过程中,工程师将光学变形降到了最低限度(护目镜的光学变形是指由于护目镜本身是一个圆滑的球状曲面,所以车手的视线通过它时会使看到的物体发生形状上的扭曲)。此外,在护目镜上还有一样重要的设施——胶条贴层,它的作用是当镜片外侧由于粘附的尘埃或雨水而影响视线时,车手可以将其撕掉进而再次获得清晰的视线,我们在比赛中看到车手用手撕去的东西就是这层胶条贴层。胶条的一端通常是卷立起来的,并带有一个圆形的小孔,这样便于戴着厚厚手套的车手将其撕去,另外,这种胶条通常不只一层,车手可以多次撕去以获得清晰的视线。
3、固定螺丝
固定螺丝在平时是护目镜的旋转轴,它的作用是固定护目镜。在设计上,固定螺丝的要求是必须允许以最快的速度更换护目镜。另外固定螺丝突出头盔外层的高度不得超过2毫米。
4、通风孔
通分孔的作用有两个,一是为了车手在戴上头盔后也能摄入足够呼吸的氧气,另一个则是帮助车手头部散热,保证车手在戴上头盔后头部的舒适。这些分布在头盔不同部位的通分孔可以以每分钟5立升的速度向头盔内输送空气。并且在这些通分孔的内层还装有过滤网,以防止碳颗粒、燃油或者其他异物飞进头盔。头盔的通风口都是严格按照空气动能来设计的,能够最大化的贴合车手的需求。
5、帽芯
帽芯是介于外壳和内衬中间的一层泡沫壳体,密度十分大,能够最大化的缓冲掉外力,同时由于其柔软性,能够让头盔带着更加的舒适。
6、内衬
F1的内衬材料一般都是使用的防火材料,亲肤舒适,避免了帽芯与车手头部的接触,是与车手头部接触的最后一层。
7、无线电(Radio)
无线电是车手在赛道上唯一的通讯工具,它的作用是保证激烈比赛的过程中,车手与车队之间的适时沟通,例如,当赛车引擎的冷却系统出现故障时,从传感器上采集到数据的车队中心便可以在经过数据分析后用无线电告知车手他的下一步将该如何做——是放慢车速继续比赛还是尽快进战维修;否则车手将很有可能因为引擎爆缸而退出比赛。F1头盔上无线电话筒被安装在车手的嘴边,方便车手沟通使用;它的重量不得超过80克。
8、饮水软管
众所周知,车手在比赛过程中是非常消耗体能的,而最直接的表现就是脱水现象,所以在比赛的过程中车手都需要补充水分来保证良好的体能。这在天气炎热的赛道更是如此,因为车手在比赛过程中为了安全必须穿上厚厚的防火赛服,他们的体外的实际温度会高达四五十度,所以饮水系统对车手来说是至关重要的。1头盔的饮水软管通常从头盔的嘴部前端插入其中,以方便车手在比赛的过程中饮用。
9、HANS(头颈保护系统)
这项系统是2004年FIA强制引入安全规则的,它的原理非常简单,即将一条碳支架卡在车手的肩部并将其上端固定在头盔上;这样当赛车前方受到撞击时,它将大大减少对于车手颈部可能的损伤。从引入该系统以后,F1赛场上再也没有因为颈部受伤而引起伤亡了。
HANS系统主要构成及保护原理
F1赛车头盔都是在前人使用的基础上不断改进,甚至可以说是在血的教训中不断进化的。FIA也一直在联合世界知名头盔品牌不断的对头盔安全保护能力进行提升,在工程师们不断改进制作工艺,提高产品质量的基础上,我们的头盔也越来越安全。F1头盔一直致力于国际前沿的头盔核心技术研发,始终紧跟FIA对头盔安全标准的要求,不断的改进头盔工艺,期待有一天,xquip能够走上国际舞台,为F1赛车事业贡献自己的一份力量。