Dieser "Flip-Flop" rettete Zhou Guanyu vor dem Tod

Beim F1-Grand-Prix von Großbritannien entging der chinesische Fahrer Zhou Guanyu nur knapp einem schweren Unfall. Wie rettet das Halo-System Leben vor dem Tod? Welche anderen „schwarzen Technologien“ bieten Schutz?

Zusammengestellt von New Media Editor Duan Dawei

Am 3. Juli Pekinger Zeit hatte der F1-Grand-Prix von Großbritannien 2022 gerade begonnen, als es zu einem katastrophalen Unfall kam, bei dem mindestens fünf Autos kollidierten. Der chinesische Fahrer Zhou Guanyu erlitt einen schweren Überschlag.

(Fotoquelle: ZAKER News)

Am frühen Morgen des 4. Juli aktualisierte @车手周冠宇 sein Weibo, um zu melden, dass er in Sicherheit sei: „Mir geht es gut. Ich bin froh, dass ich noch hier stehe. Halo hat mich heute gerettet.“

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Bei einem F1-Rennen beträgt die Durchschnittsgeschwindigkeit bis zu 260 km/h, die Höchstgeschwindigkeit kann rund 380 km/h erreichen. Was bedeutet das? Für nicht professionelle Rennfahrer ist die Geschwindigkeit so hoch, dass sie die Veränderungen um sie herum nicht wahrnehmen können. Bei der Fahrprüfung wurden wir vom Fahrlehrer immer wieder darauf hingewiesen, in Kurven nicht schneller als 40 Kilometer pro Stunde zu fahren, während die Kurvengeschwindigkeit in der F1 bei über 150 Kilometern pro Stunde liegt. Darüber hinaus müssen F1-Fahrer über eine Stunde lang bei solch extremen Geschwindigkeiten fahren, was hervorragende fachliche Fähigkeiten und körperliche Fitness erfordert.

▲F1-Rennen aus der Perspektive der Übertragung (GIF erstellt von David Duan)

▲F1-Rennen aus der Sicht des Publikums. Die Geschwindigkeit der F1-Autos ist aus dieser Perspektive eindrucksvoller (GIF erstellt von Duan David)

Warum kann das Halo-System die persönliche Sicherheit von Rennfahrern in kritischen Momenten schützen? Wie wurde in der F1-Arena voller Geschwindigkeit und Leidenschaft die Sicherheit der F1-Fahrer schrittweise verbessert? Und welche anderen schwarzen Technologien dieser Art gibt es in F1-Autos?

„Halo“ covert Zhou Guanyu

Von den 1950er Jahren bis 2017 waren die Cockpits der F1-Autos nackt und offen, was bedeutete, dass der Kopf des Fahrers außerhalb des Cockpits lag und der einzige Schutz für den Kopf ein Helm war. Bei einer Geschwindigkeit von 300 Kilometern pro Stunde reicht der Schutz eines Helms allein bei weitem nicht aus. Seit der Saison 2018 haben verschiedene Teams nacheinander neue Rennwagen auf den Markt gebracht. Dabei waren die Leute überrascht, dass die Rennwagen dieses Jahres ganz anders sind als in den vorherigen Saisons: Der Internationale Automobilverband hat vorgeschrieben, dass vor dem Cockpit des neuen Autos ein Paar schwarze „Flip-Flops“ angebracht werden. Die FIA ​​hat es offiziell Halo genannt, was genau der von Zhou Guanyu erwähnte „Retter“ ist.

▲Das Halo-System jedes Teams (Fotoquelle: Sina Sports)

▲AeroScreen-Gerät (Fotoquelle: Autohome)

▲Abschirmgerät (Fotoquelle: Autohome)

Das Halo-System ist nicht die erste Lösung zum Schutz des Fahrerkopfes. Die bisherigen Geräte AeroScreen und Shield wurden abgelehnt, da sie das Flucht- bzw. Fahrerlebnis des Fahrers beeinträchtigten. Im Jahr 2016 installierten technische Funktionäre des Internationalen Automobilverbandes (FIA) an der Stelle des ursprünglichen Schildes einen „Flip-Flop“ am Auto. Weil dieser seltsam aussehende „Flip-Flop“ wie ein Ring aussieht, heißt er „Halo“. Das Halo-System wurde am Ende der 17. Staffel im Auto getestet und die Kritiken waren gemischt. Nachdem jedoch zwei Optionen ausgeschlossen worden waren, war die FIA ​​der Ansicht, dass keine Zeit zu verlieren sei und zwang alle Teams, das Halo-System zu installieren.

▲Halo-System im Test (Fotoquelle: ZAKER News)

Das Halo-System besteht aus einer Titanlegierung mit einem Durchmesser von 50 mm. Die drei Drehpunkte sind vorne und hinten an der linken und rechten Seite des Cockpits angeschweißt. Obwohl die Masse des Halo-Systems nur ein Drittel der des Shield beträgt und 7 kg nicht überschreitet, kann es dem Druck standhalten, der bei vertikalen Kollisionen von 116 kN und bei seitlichen Kollisionen von 46 kN entsteht, und hält dem Gewicht eines 12-Tonnen-Doppeldeckerbusses stand. Dies ist möglicherweise der größte Vorteil der Titanlegierung – ultraleicht und sturzsicher.

Im Januar 2017 führten die FIA-Funktionäre einen Test durch, bei dem sie eine behelmte Schaufensterpuppe in den Halo-Ring stellten und dann einen 20 kg schweren Pirelli-Reifen mit einer Geschwindigkeit von 225 km/h in den Halo-Ring drückten. Die Leute stellten überrascht fest, dass der Halo-Ring keinerlei Verformung erlitt und das Menschenmodell intakt blieb.

▲Vergleich vor und nach der Installation des Halo-Systems (Fotoquelle: Sina Sports)

In der ersten Saison rettete das Halo-System dem aktuellen Ferrari-Fahrer Leclerc das Leben. 2018 ist Leclercs erstes Jahr in der F1. Beim Großen Preis von Belgien wurde Alonso im McLaren von Hülkenberg im Renault-Team von hinten angefahren, sein Auto flog in die Luft, flog über Leclercs Kopf hinweg und rutschte mit Halo auf der Oberseite herunter. Ohne das Halo-System wäre Leclercs Kopf möglicherweise von dem eine halbe Tonne schweren Rennwagen zerquetscht worden, der mit hoher Geschwindigkeit durch die Luft flog. Seitdem gibt es weniger Zweifel und Kritik am Halo-System.

Geschwindigkeit und Gefahr

Die Gewährleistung der Fahrersicherheit wurde im Laufe der Geschichte auf der Grundlage zahlloser schmerzhafter Lektionen voller Feuer, Blut, Tränen und Schmerz schrittweise etabliert und verbessert. In den 1950er Jahren war F1-Rennen ein Synonym für Tod. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Geschwindigkeit des Autos 300 km/h erreicht. Um unnötiges Gewicht zu reduzieren, wurde die Festigkeit der Fahrzeugkarosserie nicht entsprechend verbessert. Mit der Idee, den Widerstand zu minimieren und die Höchstgeschwindigkeit zu erhöhen, wird das Auto durch die fehlende Reibung in Kurven zunehmend schwieriger zu kontrollieren. Autounfälle gehören bei diesem Rennen fast schon zur Regelmäßigkeit und jeder hat sich daran gewöhnt. Die Teams bringen immer schnellere und leichtere Rennwagen an den Start und um den Wettbewerb unterhaltsamer zu gestalten, gestatten die Organisatoren den Zuschauern, sich in den Hochgeschwindigkeitskurven, in denen es keine Zäune oder Pufferzonen gibt, frei zu bewegen. Das bedeutet, dass Zuschauer dem gleichen Risiko ausgesetzt sind wie Fahrer.

▲Der Unfallort der Le Mans-Tragödie von 1955 (Bild aus dem Internet)

Beim Rennen von Le Mans im Jahr 1955 geriet der Mercedes-Benz außer Kontrolle und prallte in die Menge, was 81 Todesopfer und Hunderte Verletzte forderte.

▲Jim Clark (Fotoquelle: Sohu Auto)

Im Jahr 1968 hatte Jim Clark, ein anerkannt talentierter Fahrer, bei der Teilnahme an einem Rennen auf niedrigem Niveau einen Unfall. Er flog aus dem Auto und starb noch an der Unfallstelle. Traurigerweise wurde das Rennen auch nach der Reinigung der Unfallstelle und der Bergung der Leichen fortgesetzt – zu diesem Zeitpunkt war noch kein Rennabbruch wegen eines Fahrerunfalls vorgesehen. Der Tod von Jim Clark hatte enorme Auswirkungen auf die Welt des Rennsports und führte auch dazu, dass mehr Fahrer mit der mangelnden Sicherheit im Rennsport unzufrieden waren. Einige Monate später wurde eine Fahrervereinigung gegründet, die vorschlug, die Fahrer zum Tragen feuerfester Kleidung und Schutzhelmen zu verpflichten.

1973 überschlug sich das Auto des englischen Fahrers Roger Williamson nach einer Kollision und blieb kopfüber am Streckenrand liegen, wo es plötzlich Feuer fing. Sein Teamkollege und guter Freund David Purley hielt das Auto sofort an, sprang heraus, rannte zum Unfallort und versuchte, das brennende Auto umzudrehen. Doch um einen mehrere hundert Kilogramm schweren Rennwagen anzutreiben, reicht die menschliche Kraft offenbar nicht aus. Roger Williamson wurde unter den wachsamen Augen seiner Freunde im Feuermeer begraben …

Der Unfall von Roger Williamson führte direkt zur Gründung des professionellen F1-Feuerwehrteams und die Anforderungen an die Brandverhütung bei Unfällen mit Rennwagen wurden immer höher.

Gleichzeitig machten sich Lotus-Gründer Colin Chapman und das Lotus-Team daran, den Abtrieb des Autos durch den Einbau größerer Spoiler zu erhöhen. Bei den darauffolgenden Experimenten mit neuen Technologien opferten noch mehr Fahrer ihr kostbares Leben. Bruce McLaren, der Gründer der Marke McLaren, starb infolgedessen. Kurz darauf protestierten die Fahrer beim Großen Preis von Deutschland auf dem Nürburgring massenhaft, da niemand bereit war, anzutreten. Dank der Bemühungen der Fahrervereinigung erscheint die Nürburgring-Nordschleife nicht mehr auf der F1-Rennliste. Zufällig wurde auch die Rennstrecke von Spa, auf der es zuvor zu zahlreichen Unfällen gekommen war, durch eine Abstimmung der Fahrer abgesagt.

In der über 70-jährigen Geschichte der F1 haben über 300 Menschen ihr Leben verloren. Darunter befanden sich 15 Personen in den 1950er Jahren und 14 Personen in den 1960er Jahren. Dank der Bemühungen der Fahrergewerkschaft konnte diese Zahl in den 1970er Jahren auf 12 und in den 1980er Jahren auf 4 reduziert werden.

▲Roland Ratzenberger (Fotoquelle: Motorsport.com)

▲Ayrton Senna (Fotoquelle: Sina Sports)

Im Jahr 1994 starben in derselben Rennwoche auf der Rennstrecke von San Marino zwei Fahrer: Roland Ratzenberger und der berühmte brasilianische Renngott Ayrton Senna. Seitdem hat die FIA ​​strengere Regeln und Beschränkungen für F1-Veranstaltungen erlassen. Seit dem 21. Jahrhundert ist nur ein Fahrer bei einem F1-Rennen gestorben.

F1-Fahrer, die „bis an die Zähne bewaffnet“ sind

Neben dem HALO-System wird bei der Veranstaltung auch auf vielfältige Weise für die Sicherheit der Fahrer gesorgt. Der professionelle Autotester und Fahrer Jiang Weilin sagte, dass die heutigen F1-Veranstaltungen in Bezug auf Sicherheitsvorkehrungen „bis an die Zähne bewaffnet“ seien. Von den Schuhen, der Unterwäsche, der Kleidung, den Handschuhen, dem Helm, dem HANS-System (Kopf- und Nackenstütze) und dem HALO-System des Rennfahrers bis hin zum explosionssicheren Kraftstofftank des Rennwagens, der Sicherheitstasche, der Überlebenskapsel und den Polstermaterialien im Fahrzeuginneren müssen alle Artikel und Materialien eine FIA-Sicherheitszertifizierung durchlaufen.

Feuerfester Rennanzug

(Bildquelle: latimages.com)

Das Hauptmaterial des feuerfesten Rennanzugs ist Poly(m-phenylenisophthalamid), das über eine sehr gute Stabilität verfügt. Die neuesten Teststandards der FIA für feuerfeste Rennanzüge schreiben vor, dass die Anzüge einem 800 °C heißen Feuer 20 Sekunden lang standhalten müssen.

HANS-System

HANS ist die Abkürzung für Head And Neck Support. Seine Funktion besteht darin, heftige Hin- und Herbewegungen des Kopfes des Fahrers zu verhindern und so Schäden an Kopf und Nacken des Fahrers, insbesondere an der Schädelbasis, zu vermeiden.

(Fotoquelle: Autohome)

Der menschliche Hals unterscheidet sich von Brust und Kopf. Der Brustkorb wird durch die Wirbelsäule und die Rippen geschützt, während der Kopf durch den Schädel geschützt ist. Der Hals, der nur von einem Wirbel gestützt wird, ist am anfälligsten. Während des Rennens muss der Nacken des Fahrers das Fünffache des Gewichts seines Kopfes und Helms tragen, und die Kraftwechsel sind in Richtung und Geschwindigkeit extrem schnell, was von F1-Fahrern einen starken Nacken erfordert. Bei einem Unfall nehmen die Kräfte, die auf den Nacken wirken, stark zu, was leicht lebensbedrohlich sein kann.

Der Schutz des Kopf- und Nackenschutzsystems kann verhindern, dass die Wirbelsäule des Fahrers nach hinten gezogen wird, und kann auch verhindern, dass der Kopf des Fahrers nach vorne geschleudert wird und gegen das Lenkrad schlägt. Laut Teststatistiken verringerten sich die Kräfte, die bei einem Aufprall auf Kopf und Nacken des Fahrers einwirken, nach dem Tragen des HANS-Systems um 68 % bzw. 86 %.

Kohlefaser-Monocoque

Das Monocoque-Cockpit ist die wichtigste Ausstattung für F1-Fahrer. Es besteht aus teurer Kohlefaser, einem Material, das doppelt so stark wie Stahl ist, aber nur ein Fünftel seiner Masse hat. Bei einem F1-Auto zählt jedes Gramm, deshalb besteht das Monocoque aus Kohlefaser. Aktuell besteht das Monocoque des F1-Autos aus insgesamt 12 Lagen Kohlefaser. Es ist zu beachten, dass jede Kohlenstofffaser nur ein Fünftel der Dicke eines menschlichen Haares hat. Bei der Herstellung des Monocoque wird eine Schicht aus wabenförmigem Aluminium zwischen zwei Schichten aus Kohlefaser gelegt und dann zum Backen in einen Hochtemperatur- und Hochdruckofen gegeben. Es dauert etwa zweieinhalb Stunden, bis das Monocoque Gestalt annimmt und aushärtet.

Gemäß den F1-Regeln muss das Monocoque-Cockpit aus Kohlefaser von jedem Team selbst hergestellt werden, muss dem Gewicht eines Doppeldeckerbusses standhalten und darf nicht von scharfen Gegenständen durchdrungen werden. Um die Sicherheit des Fahrers maximal zu gewährleisten, sind Motor, Getriebe und andere Antriebskomponenten außerhalb des Monocoque-Cockpits platziert, während der leicht entzündbare Kraftstofftank in die Monocoque-Cockpitstruktur integriert ist. Nach einem schweren Aufprall mit 53G blieb das in der Leitplanke steckende Monocoque intakt.

Die erfolgreiche Durchführung eines F1-Events ist das Ergebnis der gemeinsamen Anstrengung vieler Faktoren. Die zukünftige Entwicklungsrichtung der F1-Veranstaltungen besteht darin, diesen Extremsport weniger vom Tod überschattet und stattdessen voller Geschwindigkeit und Leidenschaft zu gestalten.

(Inhaltsquellen: ZAKER News, Racing World Talk, Sina Sports, Sohu Racing, CCTV News, Red Star News usw.)

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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