让IndyCar如此安全的技术是什么?

IndyCar
作者: Lütfi Mete Odabaşı
创建: 20 十月 2026

在IndyCar中,安全并非某一个部件的功劳,而是从Aeroscreen到SAER护栏的一整套分层工程体系的成果.

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IndyCar赛车之所以如此安全,靠的不是单一部件,而是一个多层次的安全生态系统:座舱前方的钛合金框架风挡、不会变形的碳纤维生存舱、可溃缩的吸能区域,以及赛道边缘吸收能量的SAFER护栏协同工作.在超过340 km/s的速度下飞出的碎片与车手之间,如今有了真正的屏障.

亮点

自2020赛季以来,风挡已成为所有IndyCar赛车的标准配置.
钛合金框架 150千牛 的承载能力——与F1的Halo相同的载荷值.
风挡在测试中能够承受以 234 mph (约377 km/s)的速度弹射而来的碎片.
SAFER护栏是1998年随印第安纳波利斯赛道共同开发的一种"软墙"技术.
2024年推出了更轻、带通风孔的新风挡;2028年还将推出 IR-28 .

观看开放式车轮赛车时,我们总会冒出同样的想法:车手的头部暴露在外,似乎毫无保护.然而近年来,这一局面已彻底改变.如今在那座舱前方,有一堵透明的墙隔开了飞来的碎片与车手,周围还有数十层默默吸收冲击的隐形结构等待着你来了解.让我们一层层地剖析这个生态系统吧.

风挡是如何诞生的?为何如此必要?

Justin Wilson'ın 2015'teki ölümü, IndyCar'ı 340 kilometre hızda başa uçan parçalara karşı savunmasız bırakan açık kokpit tartışmasını sonsuza dek değiştirdi.

开放式座舱赛车的最大风险,是从车底弹起进入空中自由飞行的碎片——也就是从故障车辆上脱落的部分.车手对落在头盔上的物体几乎毫无防御能力,而这种风险不幸并未停留在理论上:Justin Wilson在2015年因碎片撞击而丧生,永远改变了关于开放式座舱的争论.

INDYCAR于2019年迈出了第一步:当年5月,在印第安纳波利斯赛道宣布与Red Bull Advanced Technologies合作开展座舱保护项目.实际上,这一过程由来已久——首批原型于2016年设计并展出,2018年2月在凤凰城进行了首次赛道测试.同年,还在印第安纳波利斯赛道测试了与PPG Aerospace共同开发的挡风玻璃概念;车手们虽未报告问题,但阿拉巴马州的全面实验室测试表明,在实际应用之前还需进一步研究.

过渡实际上分为两个阶段.第一阶段是2019年5月推出的、旨在让碎片在到达座舱前改变方向的 3英寸高 钛合金Advanced Frontal Protection装置.第二阶段,也是主要阶段,是风挡:2020赛季初,它成为所有赛车的标准配置,并于2020年6月在德克萨斯赛道首次投入实战.随后几周,它在爱奥瓦州经受了首次严峻考验,其成功立刻成为热议话题.

风挡内部有什么?

从外表看,它就像一块普通的前挡玻璃,但其设计如同战争机器.骨架由Red Bull Advanced Technologies设计,由奥地利的Pankl制造的 钛合金 halo形状的框架.该框架通过三个点与底盘相连:底盘中心线、两个后侧安装点和防滚架集成.承载能力为150千牛——与F1 Halo的FIA载荷值完全相同.也就是说,这个漂亮的框架不只是装饰;即使压上一座房子的屋顶重量,它也能保持形状.

玻璃方面由PPG负责.两层航空级抗冲击聚碳酸酯,中间夹有特殊的聚氨酯中间层.除了U形一体成型的撕裂膜 3/8英寸 即0.95厘米厚,长度50英寸,重量最多18磅(8.16公斤).内表面的加热系统直接改编自PPG的飞机防冰系统:通过加热丝对玻璃980平方英寸表面中的650平方英寸进行加热,以防止起雾和结露.没有雨刮,没有机械臂——进站时撕掉变脏的外层撕裂膜;车队为每场比赛准备2-3打,即8-12张撕裂膜.

特性	数值
框架材料	钛合金halo形状结构
承载能力	150千牛(与F1 Halo等同)
玻璃重量	最大8.16公斤(18磅)
玻璃厚度	0.95厘米(不含撕裂膜)
加热面积	650平方英寸 / 总计980平方英寸
安装	底部25颗螺栓,顶部20颗螺栓
首次比赛使用	2020年6月,德州赛车场

玻璃是如何测试的?以最高332英里/小时发射的明胶弹

在阿拉巴马州亨茨维尔进行的测试与飞机玻璃的"鸟撞"测试非常相似:重4磅(1.8公斤)的明胶包以递增的速度射向玻璃.失败标准很明确——明胶必须同时击穿两层聚碳酸酯.PPG的玻璃 167、203和234英里/小时 速度下的所有发射全部通过;但332英里/小时的三次发射均未能承受.也就是说,上限介于这两个速度之间,而234英里/小时并不低于印第安纳波利斯240英里/小时左右的峰值速度.而竞争对手的一款玻璃在167英里/小时的首次发射中即被淘汰——差距就是这样体现的.

仅仅是玻璃吗?底盘与生存舱

Aeroscreen本身什么都不是;真正的魔法在于其周围的结构.自2008年以来,Dallara一直是所有IndyCar赛车的唯一底盘供应商,而赛车的核心是被称为"生存舱"(survival cell)的刚性碳纤维箱体.这个箱体用蜂窝结构和吸能材料加固,其任务明确:禁止变形.在事故中,周围的一切都可以被压碎,但车手所坐的舱体会坚持到底.把它想象成一个载客舱:外部溃缩,内部不受损伤.

这个单元的前后都装有可压碎结构来吸收撞击能量.座舱后方有作为头枕材料的EPP,即发泡聚丙烯泡沫.座椅周围有3英寸、下方有1英寸的泡沫层 - 这些是2012年出台的安全规则的产物.而且测量方面也很严谨:MEMS传感器被安装在车手的耳罩中,以记录事故发生瞬间的受力情况,这样每次事故后车队都能准确了解车手承受了多大的负荷.HANS系统也是保护头部和脊椎的、近年来最伟大的安全突破之一,是这条防护链的一部分.

赛道边缘的隐形英雄:SAFER护栏

无论赛车多么安全,以每小时200英里的速度撞上墙壁依然是灾难.正因如此,1998年,在INDYCAR与印第安纳波利斯的合作下开发的SAFER(Steel and Foam Energy Reduction,钢与泡沫能量吸收)护栏被安装到了椭圆赛道的墙上.它被誉为赛车运动历史上最重要的安全创新之一,其原理非常巧妙:由高强度钢管构成的外壳分散撞击力,后面的泡沫块则吸收动能.也就是说,你不是撞上坚硬的混凝土墙,而是撞上一面会变软的墙 - 部分能量在到达车手之前就被消除了.

技术也并未止步:第二版采用了五根等径的8英寸钢管以及与原版形状不同的泡沫块.将一条赛道的护栏升级到这套系统大约需要每英尺500美元的成本,从材料订购到安装需要2-3个月 - 这些是当时的数字,但设计理念至今未变.

Aeroscreen还是Halo?

F1车迷马上会想到一个问题:为什么Formula 1选择了Halo,而IndyCar选择了aeroscreen?Halo更轻 - 约20磅,而aeroscreen总重约40磅 - 并且被认为在视野方面问题更少.F1曾拒绝了带屏幕的方案;在ESPN于2018年初的对比中,Halo已处于"可随时参赛"状态,而aeroscreen仍在开发阶段.IndyCar则做出了更激进的选择:一整块将座舱从上到下完全封闭、抵御一切飞来物的玻璃.还有一个有趣的细节 - IndyCar中的halo充当着aeroscreen的结构框架;也就是说,F1的发明在这里变成了护盾的骨架.如果你问为什么花了这么长时间:开放式座舱的传统、赛车那种"角斗士"的感觉多年来一直阻碍着变革,而F1率先采用halo也是影响这一转变的因素之一.

重大事故之后改变了什么?

在IndyCar中,安全不是静态的;每一次事故都像一堂课一样被认真对待.在Aeroscreen首次接受真正考验的2020年Iowa比赛中,防护屏发挥了挽救生命的作用,Marcus Ericsson免受自由飞散碎片伤害的案例被视为体现该系统价值的例证之一.官方层面也没有闲着:在发生全赛道黄旗延迟显示的事件后,IndyCar更新了黄旗规则,使其不再以排位或进站窗口为基准,而在Alexander Rossi事件之后,完整的黄旗规则也已被修改.在2026年Indy 500中,Ed Carpenter与Takuma Sato发生接触后的严重碰撞导致车轮飞入看台,赛事主办方宣布将评估是否展开调查——也就是说,同样的循环仍在运转:事故、审查、规则.

硬件也在不断演进.2024年4月,更轻的aeroscreen在Long Beach首次亮相:它包含占总重量14.5磅的上部前通道,以及用于车手散热的通风口.而在展望之中还有 IR-28 ——这是为2028年推出的新一代IndyCar,在改进车内气流和散热的同时,还承诺提供更强、能更高效吸收能量的侧面碰撞结构.

那么,对车手来说真的有区别吗?

我认为最令人震撼的答案是:如今车手们能够从时速200英里的撞车中起身,靠自己的双脚走开.从测试阶段开始,车手们就表示了对基本设计的满意,并提出了改进建议.这正是整个生态系统的力量:玻璃挡住碎片,halo框架承受载荷,survival cell不被压碎,可压溃结构吸收能量,SAFER护栏柔化墙体,传感器记录数据.它们单独来看都不是英雄,但合在一起,它们大大缩小了开轮式赛车最古老的噩梦.我认为,下次观看IndyCar比赛时,请再看一眼驾驶舱前那面透明的墙——你已经知道它蕴含着多少工程技术了.