“Halo系统”能否应用到民用车?

“Halo系统”能否应用到民用车?

原标题:“Halo系统”能否应用到民用车?

文 | 七号-宋

同样是发车即撞车的严重事故,Halo又立功了。

北京时间2022年7月3日晚,车手周冠宇被拉塞尔猛烈撞击,他的阿尔法·罗密欧C42赛车防滚架第一次触地就惨遭拍碎,此后赛车倒扣滑行了数十米远,巨大的冲击力使得赛车滚过轮胎墙撞上护栏,好在有Halo帮助,周冠宇并无大碍。

两年前,2020年巴林站比赛发车阶段,哈斯车队的法国车手罗曼·格罗斯让也是遭遇了严重的撞车事故,赛车断为两截,好在有Halo,车手仅遭遇肋骨骨折。

Halo为何方神圣,为何能屡建奇功?

F1赛车起步犹如头顶苹果射飞镖,到底是碰撞事故还是精彩出击就在毫厘之间。这是因为赛车可以在2.5秒内从0加速到100km/h,在5秒钟内达到200km/h,同时又因赛车扎堆,事故一触即发。

我认为Halo的加入,是保证赛车运动精彩程度与赛车安全齐头并进的又一力作。上一个有如此惊艳的保护能力,让众人折服的是碳纤维单体壳车身。

同样是跟车身有关的安全技术,这两个特点异曲同工,一个是结构新颖,一个是材料新颖。

Halo俗称“人字拖”,既能极大保留方程式赛车的开放式座舱,还能保护车手免受飞行物的侵害,在赛车遭遇翻车事故时,也能作为“车顶”提供保护。

它有多大的保护能力呢?我们用数据说话。

F1赛车的平均时速能达到200km/h~230km/h,所以飞行物撞击是非常危险的,因为Halo的加入,能抵御一颗20kg的轮胎以225km/h径直撞击车手面部。

F1赛车有重量轻的优势,在翻滚中因自重带来的伤害比重较乘用车小,但因为车速太高,翻滚动能极大,好在有Halo,竟能抵御高达12吨的负荷。这次周冠宇的赛车剧烈翻滚了数周,如果没有Halo结果不敢想象。

碳纤维单体壳车身也是如此,它的单体壳结构就像鸡蛋一样,能爆发出惊人的保护效果。2014年英国大奖赛,莱科宁以240km/h撞上墙壁,车手在撞击瞬间承受了超过40G的侧向加速度,事故后居然只是扭伤了脚踝。

大家可不要小看鸡蛋结构,它能承载比自身重量大得多的重量。在1989年,日本爱知县市民春日井市就采用了在汽车前轮各用34个鸡蛋,后轮各用52个鸡蛋的方法支承起了一辆大卡车。

蛋壳是一种多孔固体,有着高比强度、比刚度和轻量化的特点。在受到外力作用下,它能把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递,不容易出现应力集中

而说它们有的材料技术新颖,是因为都采用了极强的材料。

Halo是基于钛合金材料制造。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料。Halo重量仅7kg,却能提供12吨的负荷,非常适合重量和强度双双追求极致的赛车领域。

和赛车领域也有共性需求的航天领域在大量使用钛合金材料,目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都是使用的钛合金

碳纤维的优点也是如此,它的轴向强度高、密度低。在1981年,当迈凯伦MP4/1在使用这项技术并在英国大奖赛拿下胜利后,可是让同行红了眼。

这是因为在MP4/1问世前,工程师们大多以铝合金等轻量金属来打造赛车车架,但显然无法像碳纤维一样实现高强度和轻量化的双向奔赴。

Halo在民用车领域有没有应用的可能?

F1自古有分享顶级科技给民用车的传统。同样是车身相关的安全技术,碳纤维单体壳车身就在帮助汽车变得更加轻盈强壮,比如阿斯顿·马丁Valkyrie AMR Pro、玛莎拉蒂的全新超跑MC20、迈凯伦塞纳等超跑,都对它青睐有加。

得益于碳纤维单体壳技术,阿斯顿·马丁Valkyrie AMR Pro车身质量仅为1000kg,它的推重比(马力/车重比)甚至超过了1∶1(比例愈高,表示汽车性能的运动特性愈强)

最近这几年,乘用车安全越来越被大家重视,以前不在意的防翻滚问题也开始引起注意。为此,中保研还引入了车顶静压测试,来评价汽车翻滚后的安全水平。

Halo在预防翻滚上有这么好的效果,汽车有没有可能也使用呢?

如果就结构特点来看,其实敞篷跑车很早就在使用这项技术了,它还有一个学名:“T-Top车顶”。

从结构看,这两项技术之间还确实有些神似

T-Top车顶是封闭式和敞篷式的折中方案,它在车顶中间设计了一根纵梁,在与A柱的合作下,堪称上个世纪的“Halo”。

上世纪七十年代,这种设计被大量应用于量产跑车上,比如1975年的克莱斯勒Cordoba、1979年的道奇Magnum GT至今都让很多人津津乐道。

T-Top车顶在70~80年代的北美市场一度很火爆。为了致敬经典设计,在2020年,Genaddi设计公司还在2000款福特GT车型的基础上,将车顶改为了T-Top结构。

不过既然提到是“致敬”了,大家应该也猜到了它的处境。和几年前Halo的遭遇一样,T-Top车顶在新鲜劲过后,被很多人吐槽说不好看,并且因为乘用车的日常行驶车速没有赛车恐怖,翻车事故较少,加之这种结构普遍存在漏水问题,所以T-Top车顶在上世纪90年代后就逐渐消失了。

至于材料技术,现在汽车普遍更倾向于使用热成型硼钢作为A、B柱的加强材料,比如以安全闻名的沃尔沃,它的安全笼式车身就是在A、B、C柱上大量使用超高强度硼钢。

硼钢是以硼为主要合金元素,通过高温淬炼,具有强度高、耐磨性好、抗疲劳性能强等优势

钛合金材料的问题在于,它的价格更高昂(钛合金加工成本很高),坊间就有这样一个段子,说布加迪一个钛合金的螺丝就高达50美元,所以现在看来,大量使用钛合金材料有困难。而且因为钛合金材料不好焊接,会影响生产效率、装配精度,这显然不适合汽车大批量生产的需求。相比之下,赛车和飞机这种不计成本,并且允许慢工出细活的就不需要顾虑这些。

总结

相信每一个喜爱赛车运动的朋友都会在这几天反复感谢Halo的帮助,是它拯救了一颗冉冉升起的新星。

至于颜值嘛,这东西见仁见智,要我看,我觉得挺帅气的,正如当年的T-Top车顶,放在现在也很洋气嘛。要我说,现在的敞篷车,特别是超跑级敞篷车,也可以适当考虑回归T-Top车顶,因为这种设计确实能提高安全性。再说了,设计是循环,说不定像我这样中意它的人不少。返回搜狐,查看更多

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