Какая технология делает IndyCar настолько безопасным?

Поделиться этой страницей
Безопасность машин IndyCar обеспечивается не одной деталью, а многоуровневой экосистемой безопасности: аэроэкран с титановой рамой перед кокпитом, деформируемая не иначе как неразрушаемая карбоновая капсула выживания, сминаемые зоны удара и энергопоглощающие барьеры SAFER вдоль трассы работают вместе. На скоростях свыше 340 км/ч между летящей деталью и гонщиком теперь есть настоящий щит.
Основные моменты
- Аэроэкран является стандартом на всех машинах IndyCar с сезона 2020 года.
- Титановая рама 150 килоньютонов несущей способности - тот же показатель нагрузки, что и у Halo в F1.
- Лобовое стекло в тестах 234 миль/ч (примерно 377 км/ч) выдерживало попадание предметов.
- Барьер SAFER - технология "мягкой стены", разработанная в 1998 году вместе с Indianapolis.
- В 2024 году представлен новый, более лёгкий и вентилируемый аэроэкран; для 2028 года анонсирован IR-28 .
Смотря на гонки с открытыми колёсами, всегда думаешь об одном: голова гонщика снаружи, будто никакой защиты нет. Однако в последние годы эта картина изменилась коренным образом. Теперь перед кокпитом - прозрачная стена, встающая между летящей деталью и гонщиком, а вокруг тебя ждут десятки скрытых слоёв, поглощающих аварию. Давай разберём эту экосистему по частям.
Как появился аэроэкран и почему он был необходим?

Главный риск гонок с открытым кокпитом - дебрис, то есть детали, оторвавшиеся от неисправной машины и взлетающие в свободный полёт. У гонщика почти не было защиты от предмета, летящего в шлем, и, к сожалению, этот риск остался не только в теории: гибель Джастина Уилсона в 2015 году от удара дебриса навсегда изменила дискуссию об открытом кокпите.
INDYCAR сделала первый шаг в 2019 году: в мае на Indianapolis Motor Speedway был объявлен совместный с Red Bull Advanced Technologies проект по защите кокпита. На самом деле процесс начался раньше - первые прототипы были разработаны и показаны в 2016 году, а в феврале 2018-го в Финиксе прошли первые тесты на трассе. В том же году на Indianapolis Motor Speedway испытывалась концепция ветрового стекла, разработанная с PPG Aerospace; гонщики не сообщили о проблемах, но обширные лабораторные испытания в Алабаме показали, что перед внедрением нужна дополнительная работа.
Переход фактически происходил в два этапа. Первый этап - представленное в мае 2019 года титановое устройство Advanced Frontal Protection высотой 3 дюйма , цель которого - изменить направление дебриса до того, как он достигнет кокпита. Второй и главный этап - аэроэкран: в начале сезона 2020 года он стал стандартом на всех машинах и впервые использовался в настоящей гонке в июне 2020 года на Texas Motor Speedway. Настоящую проверку он прошёл несколько недель спустя в Айове, и его успех сразу же обсуждали.
Что находится внутри аэроэкрана?
Снаружи он выглядит как обычное лобовое стекло, но конструкция продумана как боевая машина. Каркас - это титан halo-образная рама. Эта рама крепится к шасси в трёх точках: центральная линия шасси, две задние боковые точки крепления и интеграция с защитной дугой (roll hoop). Несущая способность - 150 килоньютонов, то есть ровно та же нагрузка по нормам FIA, что у Halo в F1. Иными словами, эта элегантная рама - не просто украшение; даже если на неё обрушится нагрузка размером с крышу дома, она сохранит форму.
За стекло отвечает PPG. Два слоя авиационного ударопрочного поликарбоната, между которыми - специальные полиуретановые промежуточные слои. За исключением U-образных цельных сменных плёнок tear-off, толщиной 3/8 дюйма то есть 0,95 см, длиной 50 дюймов и весом не более 18 фунтов (8,16 кг). Система обогрева на внутренней поверхности адаптирована напрямую из авиационной противообледенительной системы PPG: нити накала нагревают 650 квадратных дюймов из 980 квадратных дюймов поверхности стекла, предотвращая запотевание и конденсат. Никаких дворников, никаких щёток - на пит-стопах снимается загрязнённый внешний слой tear-off; команды готовят 2-3 дюжины, то есть 8-12 tear-off на каждую гонку.
| Характеристика | Значение |
|---|---|
| Материал рамы | Титановая halo-образная конструкция |
| Несущая способность | 150 килоньютонов (эквивалент F1 Halo) |
| Вес стекла | Максимум 8,16 кг (18 фунтов) |
| Толщина стекла | 0,95 см (без учёта tear-off) |
| Обогреваемая поверхность | 650 квадратных дюймов из 980 квадратных дюймов |
| Крепление | 25 болтов снизу, 20 болтов сверху |
| Первое использование в гонке | Июнь 2020, Texas Motor Speedway |
Как Тестировали Стекло? Броски Гелями на Скорости до 332 миль/ч
Испытание в Хантсвилле (штат Алабама) очень похоже на тест авиационных стёкол на "столкновение с птицей": желатиновые пакеты весом 4 фунта (1,8 кг) запускаются в стекло на возрастающих скоростях. Критерий отказа предельно ясен - гель должен пробить оба слоя поликарбоната сразу. Стекло PPG 167, 203 и 234 миль/ч прошло все броски на скоростях; но ни один из трёх бросков на 332 миль/ч не выдержал. То есть верхний предел находится между этими двумя скоростями, причём 234 миль/ч - это не так уж ниже пиковых скоростей порядка 240 миль/ч в Индианаполисе. Стекло конкурента же выбыло после одного-единственного броска на 167 миль/ч - вот такая разница.
Только Ли Стекло? Шасси и Survival Cell
Aeroscreen сам по себе - ничто; настоящий фокус в окружающей его конструкции. С 2008 года единственным поставщиком шасси для всех машин IndyCar является Dallara, а сердце автомобиля - жёсткая карбоновая коробка, называемая "survival cell", то есть клетка выживания. Эта коробка усилена сотовой структурой (honeycomb) и энергопоглощающими материалами, и её задача ясна: деформироваться запрещено. При аварии всё вокруг неё может смяться, но клетка, в которой сидит гонщик, сопротивляется до конца. Думайте об этом как о салоне автомобиля: внешняя часть сминается, внутренняя остаётся неповреждённой.
Перед и за этой ячейкой расположены сминаемые (crushable) конструкции, поглощающие энергию удара. За кокпитом в качестве материала подголовника используется EPP - вспененный полипропилен. Вокруг сиденья - слой пены 3 дюйма, под ним - 1 дюйм: это результат правил безопасности, введённых в 2012 году. Причём измерения ведутся серьёзно: MEMS-датчики размещаются в шлеме гонщика, и силы в момент аварии записываются, так что после каждой аварии команда точно знает, каким нагрузкам подвергся пилот. Система HANS, защищающая голову и позвоночник - одно из крупнейших достижений безопасности последних лет - также является частью этой цепочки.
Незаметный герой у обочины: барьер SAFER
Насколько бы безопасной ни была машина, удар в стену на скорости 200 миль в час - всё равно катастрофа. Именно поэтому в 1998 году на стенах овальных трасс был установлен барьер SAFER (Steel and Foam Energy Reduction), разработанный в сотрудничестве между INDYCAR и Индианаполисом. Он считается одним из важнейших нововведений в истории автоспорта, и его логика очень умна: оболочка из высокопрочных стальных труб распределяет удар, а пенопластовые блоки позади поглощают кинетическую энергию. То есть вместо жёсткой бетонной стены вы врезаетесь в поддающуюся стену - часть энергии уничтожается ещё до того, как достигнет гонщика.
Технология не стояла на месте: во второй версии использовались пять одинаковых стальных труб диаметром 8 дюймов и пенопластовые блоки иной формы, чем в оригинале. Переход барьера трассы на эту систему обходится примерно в 500 долларов за фут, а от заказа материалов до монтажа требуется 2-3 месяца - цифры того периода, но философия конструкции и сегодня та же.
Aeroscreen или Halo?
У поклонника F1 сразу возникает вопрос: почему Formula 1 выбрала Halo, а IndyCar - aeroscreen? Halo легче - примерно 20 фунтов против около 40 фунтов общего веса aeroscreen - и считался менее проблемным с точки зрения обзора. F1 отвергла решение с экраном; в сравнении ESPN начала 2018 года Halo был в состоянии «готовности к гонке», тогда как aeroscreen всё ещё находился в стадии разработки. IndyCar же сделал более радикальный выбор: полностью закрытый стеклом кокпит, защищающий от всего летящего сверху донизу. Интересная деталь: halo в IndyCar выполняет роль несущей рамы aeroscreen - то есть изобретение F1 здесь превратилось в каркас щита. Если спросить, почему это заняло так много времени: традиция открытого кокпита и «гладиаторское» ощущение гонки годами сопротивлялись переменам, а то, что F1 первой приняла halo, тоже было одним из факторов, повлиявших на переход.
Что изменилось после крупных аварий?
Безопасность в IndyCar не статична; каждая авария разбирается как урок. В гонке 2020 года в Айове, ставшей первым настоящим испытанием Aeroscreen, экран сыграл спасшую жизни роль, и защита Маркуса Эрикссона от свободно летящих обломков была отмечена среди примеров, демонстрирующих ценность этой системы. Организационная сторона тоже не бездействует: после инцидентов с задержкой жёлтого флага на всей трассе IndyCar обновил правила жёлтого флага так, чтобы они не основывались на порядке в гонке или окне пит-стопа, а после инцидента Александра Росси полные правила жёлтого флага уже были изменены. Жёсткая авария Эда Карпентера после контакта с Такумой Сато на Indy 500 2026 года привела к тому, что колёса взлетели на трибуны, и было объявлено, что организатор гонки рассматривает возможное расследование - то есть цикл крутится по-прежнему: авария, анализ, правило.
Оборудование тоже постоянно развивается. В апреле 2024 года в Лонг-Бич дебютировал более лёгкий aeroscreen: он включает добавляющий 14,5 фунтов к общему весу верхний передний канал и вентиляционные отверстия для охлаждения пилота. А на горизонте есть и IR-28 - новое поколение IndyCar, представленное на 2028 год, которое обещает улучшенную внутреннюю циркуляцию воздуха и охлаждение, а также более прочные боковые структуры, поглощающие энергию более эффективно.
Есть ли на самом деле разница для пилотов?
На мой взгляд, самый впечатляющий ответ таков: теперь пилоты после аварий на скорости 200 миль в час встают и уходят на своих ногах. Ещё с периода тестов пилоты выражали удовлетворённость базовой конструкцией и предлагали улучшения. В этом сила всей экосистемы: стекло задерживает обломки, каркас halo несёт нагрузку, кокон выживания не сминается, сминаемые конструкции поглощают энергию, барьер SAFER смягчает стену, датчики записывают данные. Ничто из этого по отдельности не герой, но вместе они серьёзно уменьшают самый старый кошмар гонок с открытыми колёсами. В следующий раз, глядя гонку IndyCar, ещё раз взгляни на ту прозрачную стену перед кокпитом - теперь ты знаешь, сколько инженерной мысли в ней заложено.
Источники
- INDYCAR объявляет план по внедрению инновации для защиты кокпита
- Aeroscreen IndyCar - Racecar Engineering
- Улучшенный и более лёгкий Aeroscreen дебютирует в Лонг-Бич
- INDYCAR отмечает 15 лет новаторского использования SAFER
- Что делает гоночный болид NTT INDYCAR SERIES уникальным? - INDYCAR 101
- Барьер SAFER - Университет Небраски-Линкольна MWRSF
- Барьер SAFER - Википедия
- Halo (устройство безопасности) - Википедия
- Aeroscreen: как технология, отвергнутая Формулой 1, спасает жизни
- Aeroscreen IndyCar нацелен на повышение безопасности гонщиков - Design News
- Конструкция IndyCar - идеальный защитный каркас - Design News
- Внутри выживаемой ячейки IndyCar - Happy Hour Racing
- За кулисами Aeroscreen INDYCAR #TechTuesday - Rahal Letterman Lanigan
- IndyCar применяет технологию MEMS для безопасности гонщиков - EE Times
- Технологии безопасности гонщиков IndyCar - Racecar Engineering
- Новые правила IndyCar нацелены на безопасность - Augusta Chronicle
- Сравнение Halo Формулы 1 и лобового стекла IndyCar - ESPN
- Aeroscreen IndyCar проходит первое настоящее испытание и спасает жизни в Айове - Ars Technica
- Задержка флага полной жёлтой caution привела к изменению правил IndyCar - ESPN
- IndyCar меняет правила применения жёлтого флага на всей трассе - Yahoo Sports
- IndyCar представляет IR-28 для 2028 года - Yahoo Sports
- Барьеры SAFER в NASCAR - Smithsonian