Formulė 1 – tai ne tik greitis, adrenalinas ir milijardiniai kontraktai. Tai taip pat viena iš labiausiai technologiškai pažangių sporto šakų pasaulyje, kurioje saugumas nėra šalutinis produktas, o esminis inžinerijos tikslas. Per dešimtmečius F1 patyrė tragiškų nelaimių, kurios pakeitė viską – nuo bolido konstrukcijos iki trasų projektavimo. Šiandien tai sportas, kuriame vairuotojai reguliariai išgyvena avarijas, kurios anksčiau būtų buvusios mirtinos. Ir tai nėra atsitiktinumas.
Nuo tragedijų iki revoliucijos: kaip viskas prasidėjo
Norint suprasti, kur F1 yra dabar, reikia žinoti, kur ji buvo. 1950–1970-ųjų F1 buvo tikras mirtinos rizikos sportas. Vairuotojai žuvo reguliariai – ne kartą per sezoną, o kartais ir kelis kartus. Trasose nebuvo apsauginių barjerų, bolido kabinos buvo atviros, degalų bakai – primityvūs. Gaisrai buvo viena dažniausių mirties priežasčių.
1994-ieji tapo lūžio tašku. Imola trasoje per vieną savaitgalį žuvo du vairuotojai – Rolandas Ratzenbergeris ir Ayrtono Senna. Tai sukrėtė visą sportą taip stipriai, kad FIA (Tarptautinė automobilių federacija) pradėjo sistemingą saugumo revoliuciją. Buvo įkurta speciali komisija, kuri ėmėsi peržiūrėti viską – nuo bolido dizaino iki medicininės pagalbos procedūrų.
Nuo to momento F1 tapo savotiška laboratorija, kurioje saugumo technologijos vystosi greičiau nei bet kurioje kitoje motorinio sporto šakoje. Ir ne tik motorinio – daugelis šių inovacijų vėliau atsiduria eiliniuose automobiliuose, kuriuos vairuojame kasdien.
HANS įrenginys: kaklo apsauga, kuri išgelbėjo šimtus gyvybių
HANS (Head and Neck Support) – tai galbūt vienas svarbiausių saugumo išradimų ne tik F1, bet ir viso motorinio sporto istorijoje. Šis anglies pluošto įrenginys, primenantis U formos antkaklio apsaugą, yra dedamas ant vairuotojo pečių ir pritvirtinamas prie šalmo. Jo tikslas – neleisti galvai ir kaklui smūgio metu pajudėti nekontroliuojama kryptimi.
Prieš HANS įrenginį viena dažniausių mirties priežasčių frontalinių smūgių metu buvo bazinė kaukolės lūžis – situacija, kai galva staigiai juda į priekį, o kūnas sustoja. Šis įrenginys iš esmės pašalino šią riziką. Tyrimai rodo, kad HANS sumažina kaklo apkrovą smūgio metu iki 86 procentų.
Įdomu tai, kad HANS buvo išrastas dar 1980-aisiais amerikiečių biomechanikos profesoriaus Roberto Hubbarso, tačiau ilgai nebuvo priimtas – vairuotojai skųsdavosi diskomfortu ir mažesniu matymo lauku. Prireikė kelių tragiškų nelaimių, įskaitant Dale’o Earnhardto žūtį NASCAR lenktynėse 2001-aisiais, kad šis įrenginys taptų privalomas. F1 HANS tapo privalomu 2003 metais.
Halo sistema: iš pradžių nekenčiama, dabar – gelbėtoja
Kai 2018 metais FIA paskelbė, kad visi F1 bolidai privalės turėti Halo apsaugos sistemą, reakcija buvo… švelniai tariant, skeptiška. Vairuotojai piktinosi, gerbėjai rašė piktus komentarus, o dizaineriai skundėsi, kad tai sugadins bolido estetiką. Halo – tai titano konstrukcija virš vairuotojo galvos, primenanti… na, kai kas sakė, kad ji atrodo kaip tualeto sėdynė. Tokia buvo diskusija tuo metu.
Tačiau realybė greitai parodė, kad kritikai klydo. Jau 2018 metų Belgijos GP lenktynėse Halo išgelbėjo Charleso Leclercą, kai Fernandas Alonso bolidas peršoko virš jo mašinos. 2020 metais Bahreino GP Romain Grosjean bolidas prasmego per barjerą ir užsidegė – vairuotojas išlipo gyvas, o ekspertai vieningai sutarė, kad be Halo jis nebūtų išgyvenęs. 2021 metais Monzoje Halo išgelbėjo Maxą Verstappeną, kai Lewiso Hamiltono bolidas užšoko ant jo mašinos.
Halo konstrukcija gali atlaikyti apkrovą, lygią maždaug 12 tonų – tai atitinka dviejų autobusų svorį. Ji pagaminta iš titano ir pritvirtinama trimis tvirtinimo taškais. Svoris – apie 7 kilogramai, tačiau apsaugos lygis – nepalyginamai didesnis nei bet kokia ankstesnė atviro bolido apsaugos sistema.
Šiandien niekas nebeklausia, ar Halo reikalinga. Klausimas yra tik tai, kaip ją tobulinti toliau.
Bolido konstrukcija: kaip mašina „valgo” energiją
Vienas iš svarbiausių modernaus F1 bolido saugumo principų yra toks: mašina turi sugerti smūgio energiją, o ne perduoti ją vairuotojui. Tai skamba paprastai, bet inžineriniu požiūriu tai yra milžiniškas iššūkis, ypač kai kalbame apie mašiną, sveriančią vos 798 kilogramus (minimalus svoris su vairuotoju) ir judančią iki 350 km/h greičiu.
Šiuolaikinis F1 bolidas yra sukonstruotas taip, kad smūgio metu skirtingos jo dalys deformuojasi kontroliuojamu būdu. Priekiniai ir galiniai smūgio absorberiai, pagaminti iš anglies pluošto kompozito, sulaužomi taip, kad energija išsisklaido, o ne patenka į vairuotojo kabiną. Kabina – vadinamasis „survival cell” arba monokokas – yra pati stipriausia bolido dalis. Ji turi atlaikyti statinę apkrovą iš šono, viršaus ir apačios.
FIA reguliariai atlieka griežtus crash testus. Bolido nosies dalis turi atlaikyti 15 g smūgį, šoniniai apsaugos elementai – 13 g. Vairuotojo galvos zona turi atlaikyti 25 kN jėgą iš viršaus. Šie skaičiai nuolat peržiūrimi ir didinami.
Praktinis patarimas tiems, kurie domisi automobilių sauga: šie F1 principai – energijos absorbcija per kontroliuojamą deformaciją – jau seniai taikomi ir eiliniuose automobiliuose. Todėl šiuolaikinis automobilis po rimtos avarijos gali atrodyti labai apgadintas, tačiau salonas lieka nepažeistas. Tai ne gedimas – tai sistema, veikianti taip, kaip suprojektuota.
Trasų saugumas: kai inžinerija susitinka su fizika
F1 saugumas – tai ne tik bolido technologijos. Trasa, ant kurios lenktyniaujama, yra lygiai taip pat svarbi. Šiuolaikinės F1 trasos yra suprojektuotos su milžiniška inžinerine precizija, ir tai matosi kiekviename posūkyje, kiekvienoje atsaugos zonoje.
Šiuolaikinės trasos privalo turėti plačias asfaltines atsaugos zonas (runoff areas), kurios leidžia vairuotojui sulėtėti po išvažiavimo iš trasos. Anksčiau buvo naudojamas žvyras – teoriškai jis turėjo sulėtinti mašiną, tačiau praktikoje dažnai sukeldavo papildomų problemų. Šiandien daugelis trasų pereina prie asfalto, kuris leidžia vairuotojui išlaikyti kontrolę ir saugiai sustoti.
Tyre barriers – padangų barjerai – buvo ilgą laiką standartinis sprendimas. Jie gerai sugeria energiją, tačiau turi trūkumų: gali sugauti bolido dalį ir sukelti papildomą žalą. Todėl šiandien vis dažniau naudojamos TecPro barjerų sistemos – specialios poliuretano ir polistireno plokštės, kurios sugeria energiją dar efektyviau ir leidžia bolidui „atšokti” be papildomos žalos.
SAFER barjerai (Steel and Foam Energy Reduction), pirmiausia išpopuliarėję NASCAR, taip pat pradedami naudoti kai kuriose F1 trasose. Tai plieniniai vamzdžiai, užpildyti putų medžiaga, kurie sugeria smūgio energiją ir sumažina atšokimo jėgą.
Medicininė pagalba: kai sekundės lemia viską
Net ir geriausios technologijos nepadeda, jei po avarijos medicininė pagalba atvyksta per vėlai. F1 sukūrė vieną griežčiausių ir greičiausių medicininės pagalbos sistemų sporto pasaulyje.
Kiekvienose F1 lenktynėse privalo būti medicinos automobilis, paruoštas išvažiuoti per 30 sekundžių nuo signalo. Šiame automobilyje visada yra FIA medicinos direktorius – šiuo metu tai Dr. Ian Roberts – ir vairuotojas. Jie privalo pasiekti avarijos vietą per dvi minutes.
Trasoje taip pat privalo būti du sraigtasparniai, paruošti evakuoti sužeistus vairuotojus į ligoninę. Ligoninė turi būti ne toliau kaip 20 minučių skrydžio atstumu. Kiekviena trasa privalo turėti medicinos centrą su operacine, kurioje galima atlikti neatidėliotinas operacijas.
Vairuotojo šalmas taip pat yra medicinos įrankis – jame yra integruotas HANS sistema, o pats šalmas pagamintas taip, kad jį galima nuimti nesukeliant papildomų kaklo traumų. Medicinos personalas reguliariai treniruojasi su šalmų nuėmimu, nes neteisingas šalmo nuėmimas gali sukelti rimtų kaklo traumų.
Kiekvienas F1 vairuotojas taip pat nešioja biologinius duomenis stebinčius daviklius – širdies ritmo, kūno temperatūros ir kitų parametrų. Šie duomenys perduodami medicinos komandai realiuoju laiku, todėl dar prieš atvykstant prie avarijos vietos gydytojai jau žino vairuotojo būklę.
Virtualus saugumas: duomenys, kurie gelbsti gyvybes
Šiuolaikinis F1 bolidas generuoja apie 1,5 terabaito duomenų per lenktynių savaitgalį. Dalis šių duomenų naudojama greičiui optimizuoti, tačiau nemaža dalis – saugumo tikslais.
Kiekvienas bolidas turi daugybę akselerometrų, kurie fiksuoja g jėgas visomis kryptimis. Kai šios jėgos viršija nustatytą ribą, sistema automatiškai siunčia signalą lenktynių kontrolieriams ir medicinos komandai. Tai reiškia, kad net jei vairuotojas nespaudžia jokio mygtuko, pagalba jau keliauja link jo.
FIA taip pat naudoja vaizdo analizės sistemas, kurios automatiškai aptinka avarijas ir informuoja kontrolieriaus postą. Virtualus sauguminis automobilis (VSC) ir sauguminis automobilis (SC) gali būti išsiųstas per kelias sekundes nuo avarijos.
Simuliacijos technologijos leidžia inžinieriams testuoti naujus saugumo sprendimus virtualiai, prieš juos įdiegiant realiuose boliduose. Tai ne tik sutaupo laiko ir pinigų, bet ir leidžia išbandyti scenarijus, kuriuos fiziškai testuoti būtų per pavojinga ar per brangu.
Įdomu tai, kad šios technologijos – akselerometrai, automatiniai pavojaus signalai, duomenų analizė realiuoju laiku – jau naudojamos ir eiliniuose automobiliuose. Šiuolaikiniai automobiliai su eCall sistema automatiškai skambina pagalbos tarnyboms po avarijos, perduodami GPS koordinates ir smūgio duomenis. Tai tiesioginis F1 technologijų palikimas.
Ateitis: kai saugumas tampa dar protingesnis
F1 saugumo revoliucija nesustoja. Artimiausiais metais galime tikėtis dar kelių svarbių pokyčių, kurie dar labiau sumažins riziką vairuotojams.
Uždaro tipo kabinos koncepcija – tai vienas iš aktyviai diskutuojamų klausimų. Nors Halo suteikia gerą apsaugą nuo skraidančių daiktų, ji nėra visiškai uždara. Kai kurie inžinieriai siūlo visiškai uždaro tipo kabinas, panašias į naikintuvo kabinas, su specialiu stiklu. Tačiau tai kelia naujų iššūkių – kaip vairuotojas greitai išliptų avarijos atveju? Kaip būtų sprendžiamas gaisro klausimas?
Dirbtinis intelektas ir mašininis mokymasis jau naudojami analizuoti avarijos riziką realiuoju laiku. Sistemos, galinčios numatyti pavojingas situacijas prieš joms įvykstant, yra aktyviai kuriamos. Tai gali reikšti, kad ateityje lenktynių kontrolieriai gaus įspėjimus apie galimas avarijas dar prieš joms įvykstant.
Naujos medžiagos – anglies pluošto kompozitai, titano lydiniai, grafenas – nuolat tobulinami. Kiekviena nauja medžiagų karta leidžia sukurti lengvesnes, bet stipresnes konstrukcijas. Tai ypač svarbu, nes kiekvienas sutaupytas gramas gali būti panaudotas papildomai apsaugai.
Ir čia slypi vienas iš labiausiai įkvepiančių F1 aspektų: šis sportas niekada nesako „pakankamai saugu”. Kiekviena avarija analizuojama, kiekvienas incidentas tampa pamoka, kiekviena nauja technologija – galimybe dar labiau apsaugoti žmones. Tai ne tik apie F1 – tai apie tai, kaip technologinis tobulėjimas, kurį skatina kraštutinės sąlygos, galiausiai pagerbia visų mūsų kasdienį gyvenimą. Nes automobilyje, kuriuo rytoj važiuosite į darbą, tikriausiai yra bent viena technologija, kuri pirmiausia buvo išbandyta ant F1 trasos.
