ما التقنية التي تجعل سباقات IndyCar آمنة إلى هذا الحد؟

شارك هذه الصفحة
ما يجعل سيارات IndyCar بهذه الدرجة من الأمان ليس قطعة واحدة، بل منظومة أمان متعددة الطبقات: الشاشة الهوائية (aeroscreen) ذات الإطار التيتانيوم أمام قمرة القيادة، وخلية البقاء من ألياف الكربون غير القابلة للتشوه، ومناطق الصدم القابلة للانضغاط، وحواجز SAFER الممتصة للطاقة على جانب الحلبة تعمل جميعها معاً. عند السرعات التي تتجاوز 340 كم/س، أصبحت الآن هناك درع حقيقي بين القطعة المتطايرة والسائق.
أبرز النقاط
- الشاشة الهوائية (aeroscreen) قياسية في جميع سيارات IndyCar منذ موسم 2020.
- الإطار من التيتانيوم 150 كيلونيوتن من قدرة التحمل - وهي نفس قيمة الحمل المستخدمة في حلقة Halo في الفورمولا 1.
- تحمّلت الزجاج الأمامي في الاختبارات أجساماً متطايرة بسرعات تصل إلى 234 ميلاً في الساعة (حوالي 377 كم/س).
- حاجز SAFER هو تقنية "الجدار الناعم" التي طُوّرت عام 1998 بالتزامن مع حلبة إنديانابوليس.
- في عام 2024 أُطلقت شاشة هوائية جديدة أخف وأفضل تهوية؛ ولموسم 2028 طُرح أيضاً IR-28 .
عند مشاهدة سباقات السيارات مفتوحة العجلات يخطر ببالنا دائماً الفكرة نفسها: رأس السائق مكشوف، وكأنه بلا أي حماية. لكن في السنوات الأخيرة تغيرت هذه الصورة جذرياً. الآن أمام تلك القمرة توجد جدار شفاف يتدخل بين القطعة المتطايرة والسائق، ومن حولك عشرات الطبقات الخفية الممتصة للصدمات. هيا نفكك هذه المنظومة قطعة قطعة.
كيف وُلدت الشاشة الهوائية (Aeroscreen) ولماذا كانت ضرورية؟

أكبر مخاطر السباق بالقمرة المفتوحة هي الحطام المتطاير - أي القطع المنفصلة من سيارة معطلة - الذي يقفز من أسفل السيارة وينطلق في طيران حر في الهواء. لم يكن السائق يملك أي دفاع تقريباً ضد جسم مصطدم بخوذته، وللأسف لم يبقَ هذا الخطر نظرياً فقط؛ فقد تغيّر نقاش القمرة المفتوحة إلى الأبد بعد وفاة جاستن ويلسون عام 2015 إثر اصطدام حطام متطاير به.
اتخذت INDYCAR الخطوة الأولى في عام 2019: في مايو، أُعلن في حلبة إنديانابوليس موتور سبيدواي عن مشروع مشترك لحماية القمرة مع Red Bull Advanced Technologies. في الواقع، كانت العملية أقدم من ذلك - صُممت وعرضت النماذج الأولية الأولى عام 2016، وأُجري أول اختبار ميداني في فينيكس في فبراير 2018. وفي العام نفسه جُرّب أيضاً مفهوم زجاج أمامي مطوّر مع PPG Aerospace في حلبة إنديانابوليس موتور سبيدواي؛ ولم يبلغ السائقون عن مشاكل، لكن الاختبارات المختبرية الشاملة في ألاباما أظهرت ضرورة إجراء أعمال إضافية قبل التطبيق.
كان التحول في الواقع على مرحلتين. المرحلة الأولى كانت جهاز الحماية الأمامية المتقدمة من التيتانيوم، بارتفاع 3 بوصات ، الذي قُدّم في مايو 2019 وكان يهدف إلى تغيير مسار الحطام قبل وصوله إلى القمرة. أما المرحلة الثانية والأهم فهي الشاشة الهوائية: أصبحت قياسية في جميع السيارات مع بداية موسم 2020، وعاشت أول استخدام حقيقي في سباق في حلبة تكساس موتور سبيدواي في يونيو 2020. وخضعت لأول اختبار كبير في أيوا في الأسابيع اللاحقة من الموسم، وتمحور الحديث فوراً عن نجاحها.
ماذا يوجد داخل الشاشة الهوائية (Aeroscreen)؟
من الخارج تبدو وكأنها زجاج أمامي بسيط، لكن التصميم مدروس كآلة حرب. الهيكل عبارة عن تيتانيوم إطار على شكل هالة. هذا الإطار مثبت بالهيكل من ثلاث نقاط: خط منتصف الهيكل، ونقطتي تركيب خلفيتين جانبيتين، وتكامل مع القوس الواقي (roll hoop). سعة التحمل 150 كيلونيوتن - أي مطابقة تماماً لقيمة حمل FIA لهالة (Halo) في الفورمولا 1. أي أن ذلك الإطار الأنيق ليس مجرد ديكور؛ حتى إذا وضع فوقه حمل بثقل سقف منزل فإنه يحافظ على شكله.
أما جانب الزجاج فهو من صنع PPG. طبقتان من البولي كربونات المقاومة للصدمات بمعايير الطيران، وبينهما طبقات وسيطة من البولي يوريثان خاصة. باستثناء شاشات التمشيط (tear-off) المصنوعة من قطعة واحدة على شكل حرف U بسماكة 3/8 بوصة أي 0,95 سم، بطول 50 بوصة ووزن لا يتجاوز 18 رطلاً (8,16 كغ). ونظام التدفئة على السطح الداخلي معدّل مباشرة من نظام PPG لمكافحة التجمد في الطائرات: أسلاك filament تسخّن 650 بوصة مربعة من مساحة الزجاج البالغة 980 بوصة مربعة لمنع الضباب والتكاثف. لا مسّاحة، لا ذراع - وفي التوقفات في الحلبات تُسحب طبقة التمشيط الخارجية المتسخة؛ وتجهّز الفرق 2-3 حزم، أي 8-12 شاشة تمشيط لكل سباق.
| الخاصية | القيمة |
|---|---|
| مادة الإطار | هيكل تيتانيوم على شكل هالة |
| سعة التحمل | 150 كيلونيوتن (مكافئ للهالة في F1) |
| وزن الزجاج | الحد الأقصى 8,16 كغ (18 رطلاً) |
| سماكة الزجاج | 0,95 سم (باستثناء شاشات التمشيط) |
| المساحة المدفأة | 650 بوصة مربعة / من إجمالي 980 بوصة مربعة |
| التركيب | 25 برغياً في الأسفل، و20 برغياً في الأعلى |
| أول استخدام في سباق | يونيو 2020، حلبة تكساس موتور سبيدواي |
كيف تم اختبار الزجاج؟ جل مرمى بسرعات تصل إلى 332 ميلاً في الساعة
الاختبار في مدينة هانتسفيل بولاية ألاباما يشبه كثيراً اختبار "اصطدام الطيور" لزجاج الطائرات: حزم جل بوزن 4 أرطال (1,8 كغ) تُرمى على الزجاج بسرعات متزايدة. معيار الفشل واضح - أن يخترق الجل طبقتي البولي كربونات معاً. وزجاج PPG اجتاز جميع الرميات بسرعات 167 و203 و234 ميلاً في الساعة؛ ولم يصمد في أي من الرميات الثلاثة عند 332 ميلاً في الساعة. أي أن الحد الأعلى يقع بين هاتين السرعتين، مع أن 234 ميلاً في الساعة ليست بعيدة عن السرعات القصوى القريبة من 240 ميلاً في الساعة في إنديانابوليس. أما زجاج منافس فقد أُقصي برمية واحدة عند 167 ميلاً في الساعة - هكذا يثبتون الفارق.
الزجاج وحده فقط؟ الهيكل وخلية البقاء
شاشة الأيروسكرين وحدها لا تساوي شيئاً؛ السحر الحقيقي في البنية المحيطة بها. دالارا هي المورّد الوحيد للهياكل لجميع سيارات إندي كار منذ 2008، وقلب السيارة هو صندوق صلب من ألياف الكربون يُسمى "خلية البقاء" (survival cell). يُقوّى هذا الصندوق ببنية خلية النحل (honeycomb) ومواد ماصّة للطاقة، ومهمته محددة: التشوه ممنوع. في الحادث يمكن سحق كل ما حوله، لكن الخلية التي يجلس فيها السائق تقاوم حتى النهاية. فكّر فيها كأنها مقصورة نقل؛ الجزء الخارجي يتجعد، أما الداخلي فلا يتضرر.
أمام هذه الخلية وخلفها توجد هياكل قابلة للانضغاط (crushable) تمتص طاقة الاصطدام. وخلف قمرة القيادة يوجد مادة EPP، أي رغوة البولي بروبيلين الممدد، وتستخدم كمادة لمسند الرأس. توجد طبقة رغوة بسمك 3 بوصات حول المقعد وطبقة بسمك 1 بوصة تحته - وهذه ثمرة قواعد السلامة التي دخلت حيز التنفيذ عام 2012. بل إن جانب القياس جاد أيضاً: تُثبَّت مستشعرات MEMS في سماعات رأس السائق لتسجيل القوى أثناء لحظة الحادث، وهكذا يعرف الفريق بعد كل حادث بدقة مدى التحممل الذي تعرض له السائق. ونظام HANS، الذي يحمي الرأس والعمود الفقري ويُعد من أعظم قفزات السلامة في السنوات الأخيرة، جزء من هذه السلسلة.
البطل الخفي على حافة المضمار: حاجز SAFER
مهما كانت السيارة آمنة، فإن الاصطدام بجدار بسرعة 200 ميل في الساعة لا يزال كارثة. ولهذا السبب رُكِّب على جدران حلبات السباق البيضاوية عام 1998 حاجز SAFER (تقليل الطاقة بالفولاذ والرغوة - Steel and Foam Energy Reduction)، الذي طُوِّر بالتعاون بين INDYCAR وإنديانابوليس. ويُعتبر من أهم ابتكارات السلامة في تاريخ الرياضات المحركة، ومنطقه ذكي جداً: قشرة مكونة من أنابيب فولاذية عالية المقاومة توزع الصدمة، وكتل الرغوة خلفها تمتص الطاقة الحركية. أي أنك تصطدم بجدار مرن بدلاً من جدار خرساني صلب - فيُدمَّر جزء من الطاقة قبل أن يصل إلى السائق.
ولم تتوقف التقنية: ففي النسخة الثانية استُخدمت خمسة أنابيب فولاذية متساوية بسمك 8 بوصات وكتل رغوة مشكَّلة بشكل مختلف عن الأصلية. تحويل حاجز مضمار إلى هذا النظام يكلف حوالي 500 دولار لكل قدم، ويستغرق من 2 إلى 3 أشهر من طلب المواد حتى التركيب - هذه أرقام تخص تلك الفترة، لكن فلسفة التصميم ما زالت نفسها حتى اليوم.
Aeroscreen أم Halo؟
يهمنا دائماً للجمهور يطرح على نفسه هذا السؤال على الفور: لماذا اختارت الفورمولا 1 نظام Halo بينما اختارت IndyCam الشاشة الواقية aeroscreen؟ فنظام Halo أخف وزناً - حوالي 20 رطلاً مقابل وزن إجمالي للشاشة الواقية يقارب 40 رطلاً - وكان يُعتبر أقل إشكالاً من حيث مجال الرؤية. فقد رفضت الفورمولا 1 الحل القائم على الشاشة؛ وفي المقارنة التي أجرتها ESPN مطلع عام 2018، كان Halo "جاهزاً للسباق" بينما كانت الشاشة الواقية لا تزال في مرحلة التطوير. أما IndyCar فاتخذت خياراً أكثر جذرية: زجاج كامل يغلق قمرة القيادة من أعلى إلى أسفل ضد كل ما يتطاير. وتفصيلة مثيرة للاهتمام أن نظام halo في IndyCar يعمل كإطار هيكلي للشاشة الواقية؛ أي أن اختراع الفورمولا 1 تحول هنا إلى هيكل الدرع. وإذا سألت لماذا استغرق الأمر كل هذا الوقت: فتقاليد قمرة القيادة المكشوفة وإحساس السباق بـ"القتال Gladiaatory" قاوم التغيير لسنوات، وكان تبني الفورمولا 1 لنظام halo أولاً أحد العوامل المؤثرة في هذا التحول.
ما الذي تغير بعد الحوادث الكبرى؟
في سلسلة إندي كار السلامة ليست ثابتة؛ كل حادثة تُعالج كدرس. في سباق أيوا 2020، الذي كان الاختبار الحقيقي الأول لشاشة الإيروسكرين، لعبت الشاشة دورا منقذا للأرواح، وحماية ماركوس إريكسون من الحطام الطائر بحرية كانت من الأمثلة التي أظهرت قيمة هذا النظام. الجانب المؤسسي لا يقف مكتوفا بالأيدي أيضا: بعد وقائع تأخر علم التحذير الشامل للمضمار، حدثت إندي كار قواعد العلم الأصفر بحيث لا تعتمد على الترتيب أو نافذة تبديل الإطارات، وكانت قواعد العلم الأصفر الكامل قد غيّرت بعد حادثة ألكسندر روسي. في سباق إندي 500 لعام 2026، أدى الاصطدام العنيف الذي تعرض له إد كاربنتر بعد الاحتكاك مع تاكوما ساتو إلى تطاير العجلات نحو المدرجات، وأُعلن أن منظم السباق يدرس احتمال فتح تحقيق - أي أن الدورة تدور بالشكل نفسه: حادثة، فحص، قاعدة.
المعدات تتطور باستمرار أيضا. في أبريل 2024 ظهرت شاشة إيروسكرين أخف وزنا في لونغ بيتش: إنها تتضمن القناة الأمامية العلوية التي تزن 14.5 رطلا وتُحتسب ضمن الوزن الإجمالي، وفتحات تهوية لتبريد السائق. وفي الأفق يوجد أيضا IR-28 - الجيل الجديد من إندي كار المقدّم لعام 2028، الذي يَعِد بتحسين تدفق الهواء الداخلي والتبريد، إضافة إلى هياكل جانبية أقوى لامتصاص الطاقة الصدمية بكفاءة أكبر.
فهل هناك فرق حقيقي فعلا للسائقين؟
في رأيي الجواب الأكثر لفتا للانتباه هو هذا: أصبح السائقون اليوم يخرجون من حوادث بسرعة 200 ميل في الساعة ويسیرون بأقدامهم. منذ فترة الاختبارات، عبّر السائقون عن رضاهم عن التصميم الأساسي وقدّموا مقترحات للتحسين. وهذه هي قوة المنظومة: الزجاج يحتجز الحطام، وإطار الهالو يتحمل الحمل، وخلية النجاة لا تنضغط، والهياكل القابلة للانضغاط تبتلع الطاقة، وحاجز SAFER يلين جدار الاصطدام، والمستشعرات تسجّل البيانات. لا شيء منها بطل منفرد، لكنها معا تقلص بشكل جدي الكابوس الأقدم في سباقات العجلات المكشوفة. في رأيي، عند مشاهدة سباق إندي كار القادم، ألقِ نظرة أخرى إلى ذلك الجدار الشفاف أمام قمرة القيادة - فأنت تعرف الآن كم من الهندسة يحتويه.
المصادر
- إنداكار تعلن خطة ابتكار لحماية قمرة القيادة
- شاشة إيروس سكرين في إنداكار - هندسة سيارات السباق
- شاشة إيروس سكرين محسّنة وأخف وزنًا ستظهر لأول مرة في لونغ بيتش
- إنداكار تحتفل بـ 15 عامًا من الريادة في استخدام نظام SAFER
- ما الذي يجعل سيارة سباق سلسلة NTT INDYCAR فريدة؟ - إنداكار 101
- حاجز SAFER - جامعة نبراسكا-لينكولن MWRSF
- حاجز SAFER - ويكيبيديا
- الهالو (جهاز السلامة) - ويكيبيديا
- إيروس سكرين: كيف التقنية التي رفضتها الفورمولا 1 تنقذ الأرواح
- شاشة إيروس سكرين في إنداكار تستهدف تحسين سلامة السائق - ديزاين نيوز
- هيكل إنداكار هو غلاف السلامة الأقصى - ديزاين نيوز
- داخل خلية النجاة في سيارة إنداكار - هابي آور ريسينغ
- خلف كواليس شاشة إيروس سكرين في إنداكار #تقنية_الثلاثاء - راحال ليترمان لانيغان
- إنداكار تستخدم أحزمة سلامة بتقنية MEMS - إي إي تايمز
- تقنية سلامة السائقين في إنداكار - هندسة سيارات السباق
- قواعد إنداكار الجديدة تستهدف السلامة - أوغوستا كرونيكل
- مقارنة هالو الفورمولا 1 بالزجاج الأمامي في إنداكار - إي إس بي إن
- شاشة إيروس سكرين في إنداكار تجتاز أول اختبار حقيقي وتنقذ الأرواح في آيوا - آرس تكنيكا
- تأخر راية التحذير على كامل الحلبة يدفع إنداكار لتغيير القواعد - إي إس بي إن
- إنداكار تغيّر إرشادات العلم الأصفر على كامل الحلبة - ياهو سبورتس
- إنداكار تكشف عن سيارة IR-28 لعام 2028 - ياهو سبورتس
- حواجز SAFER في ناسكار - سميثسونيان