Шлем всему голова

«Я был за рулем 4,9-литрового Ferrari и пытался обогнать машину, шедшую впереди, когда из-под ее заднего колеса выскочил камень, который полетел прямо на меня и пробил насквозь ветровое стекло. Это было похоже, скорее, даже на пулю, чем на камень, и я подумал: «Ого, да он мог здорово меня поранить!» - этот случай, рассказанный легендарным американцем Дэном Герни, стал, пожалуй, той самой точкой отсчета, с которой началась история современных автогоночных шлемов, предусматривающих полную защиту лица гонщика.

В начале были «чепчики»

На заре автоспорта голову гонщика прикрывал лишь полотняный, в лучшем случае авиационный кожаный шлем «с ушами», который надевался скорее «для фасона» и предохранения волос от моторного масла, нежели из соображений безопасности. В лучшем случае он мог отчасти защитить самую уязвимую часть головы - виски и, как мрачно пошутил один из специалистов по автогонкам, «удержать мозги разбившегося гонщика от выпадения из расколотого черепа ему же в руки - хотя это ему все равно уже не помогло бы».
Посему в гонгах Формулы-1 мягкие шлемы были запрещены почти с самого начала ее существования - с 1952 года. Полумеры по приданию тканым шлемам жесткости, вроде пропитки их клеем или обкладки пробкой, должного эффекта не дали, и тогда на свет появились действительно жесткие шлемы. Позаимствованные у летчиков реактивной авиации, они выполняли функцию, так сказать, «второго черепа», прикрывая главным образом верхнюю часть головы и благодаря демпфирующей внутренней прокладке смягчая инерционное деформирующее воздействие на мозг при столкновениях. Но и они полной защиты не обеспечивали, поскольку оставляли открытым лицо (такая конструкция давала возможность летчикам использовать кислородную маску). И достаточно посмотреть на черные от грязи и копоти (лишь с двумя белыми овальными следами от защитных очков вокруг глаз) лица гонщиков, запечатленные в кадрах того времени, чтобы понять, что они были уязвимы в равной степени и для камней, как в рассказе Герни, и для обломков машин, летящих навстречу и для ударов о те или иные поверхности. Выглядели эти «чепчики», конечно, очень романтично, но...
Герни приспособился было гоняться в защитной кожаной маске, пока однажды, побывав на соревнованиях по мотокроссу в Лос-Анджелесе, не узрел уже готового решения в виде интегральных шлемов фирмы Bell, конструкция которых была разработана специально для подобных гонок. Благодаря наличию широкой дуги «от уха до уха» в нижней передней части такой шлем защищал уже рот, подбородок, а частично и шею гонщика, а прозрачное «забрало» прикрывало нос и глаза.
До Герни шлем Bell в 1967 году уже опробовал и автогонках протеже Дэна и бывший мотогонщик Суид Сэвидж, но всеобщее внимание к такой конструкции привлек именно Герни, когда в следующем году впервые вышел в шлеме Bell на старт Indy 500, а затем и на старт ГП Формулы-1 на «Нюрбургринге». Разницу он ощутил тут же: «Я был далеко не самым низкорослым пилотом в Ф-1, так что раньше получал сполна все то, что летело мне в лицо. В полнозащитном же шлеме я почувствовал себя совсем иначе, гораздо лучше - словно пересел из открытого родстера в закрытое купе. Это, несомненно, был огромный, революционный шаг вперед».
Тем не менее прошла еще пара лет, прежде чем новые шлемы стали использовать большинство гонщиков. «Такова уж человеческая натура, не склонная к переменам, - поясняет Герни. - Кроме того, многие (в том числе и я сам поначалу) сомневались, будет ли такой шлем хорош и в дождь, не запотеет ли изнутри стекло. Но принятие мер, предотвращающих запотевание визира, делало его пригодным и для гонок в сырую погоду. Наконец, кое-кто из гонщиков, полагаю, испытывал в таком шлеме чувство клаустрофобии».
Так или иначе, со временем интегральные шлемы (конструкцию которых фирма Bell почему-то не запатентовала, и она стала общедоступной) стали неотъемлемой принадлежностью обмундирования автогонщиков. И автору этих строк однажды лично довелось убедиться в мудрости этого решения: участие в одной из гонок в шлеме старой конструкции (регламент того времени этого не запрещал) даже при наличии ремней безопасности стоило мне изрядной части зубов после удара при столкновении незащищенной частью лица об переднюю стойку кузова. Будь на голове шлем системы Bell с защитным ободом по нижнему периметру - зубы остались бы целы.

Легче, прочнее, удобнее
Современный шлем автогонщика - без всякого преувеличения - это сложное инженерно-техническое сооружение. Да и внешне такой шлем смотрится, как экипировка из «Звездных войн», но главное, как «пошутил» все тот же специалист, «гонщик в нем имеет все шансы покинуть автоспорт по собственному желанию на своих двоих, а не вперед ногами в деревянном ящике». Несмотря на прямое родство со шлемами для мотогонок, шлемы, которые используют гонщики Ф-1, выглядят несколько иначе. Лицевой вырез, закрываемый визиром, в них заметно меньше, поскольку в отличие от мотогонщика пилот Ф-1 имеет гораздо меньшую зону обзора, попросту меньше может крутить головой. А раз меньше вырез, то меньше и вероятности для попадания камней и обломков. Хоть оно и «пуленепробиваемое», но все же.
Наружная оболочка шлема, по-прежнему выполняющая функцию «второго черепа», изготавливается из многослойного материала (CLC - complex laminate construction), включающего кевлар, стекловолокно и углепластик. Визир шлема выдерживает удары камней на скорости свыше 300 км/час, что и впрямь сравнимо с выпущенной из ружья пулей. В солнечную погоду используются затемненные визиры с иридиевым покрытием, в дождь - обычные, но и те, и другие имеют слой, предотвращающий запотевание. Снаружи основной визир прикрывается еще и несколькими гибкими прозрачными «дублерами», которые гонщик срывает по мере их загрязнения и помутнения от микроцарапин. В течение гонки обычно расходуются три таких гибких накладки, хотя бывает, что доходит и до пяти. Первую гонщик срывает уже после первых кругов дистанции, когда в лицо ему летят больше всего грязи и масла. В дождь накладки, как правило, не используются вовсе, поскольку в этом случае более эффективно применение специального водо- и грязеотталкивающего покрытия основного визира.
Застежка изготовлена также из кевлара и титана. Благодаря использованию таких материалов весит современный шлем всего 1,5 кг (непосредственно наружная оболочка без «начинки» - всего 600 г!), что тоже немаловажно при четырехкратных перегрузках (и, соответственно, таком же увеличении веса всего снаряжения) при прохождении поворотов и торможении в современной Ф-1.
Внутреннее покрытие шлема изготавливается из пенистого полистерена, поглощающего энергию при ударах, точно по форме головы гонщика (так же, как и сиденье), что повышает не только безопасность, но и комфорт. Двойная функция и у огнеупорной «подкладки»: помимо того, что она дает гонщику несколько жизненно важных «лишних» секунд в случае воспламенения машины, она также эффективно устраняет пот.
Голова гонщика не меньше мотора нуждается в охлаждении, и для этого под визиром предусмотрены отверстия, направляющие свежий воздух внутрь шлема. Еще совсем недавно в жаркую погоду гонщики укрепляли по нижнему краю визирного окна небольшие кусочки резины, чтобы визир закрывался не до конца и сквозь щель проходило больше воздуха. Но после гибели Сенны в 1994 году введены замки, фиксирующие «забрало» в закрытом положении. И роль правильно спроектированной системы охлаждения, таким образом, значительно возросла.
Горячий воздух отводится наружу посредством таких же отверстий, расположенных в верхней части шлема. Но тот же встречный поток воздуха при скорости свыше 300 км/час норовит и сорвать шлем с головы гонщика, поэтому его аэродинамика столь же важна, как и аэродинамика машины в целом. В частности, «аэродинамический пакет» современного шлема для Ф-1 включает «прижимной» элемент (прозванный «утиным носом») по низу лицевого защитного обода и задние «гребни».
Кроме того, форма шлема самым существенным образом влияет на аэродинамику всего автомобиля. Например, на работу верхнего воздухозаборника, через который «дышит» двигатель. Неграмотно спроектированный шлем может уменьшить приход воздуха и тем самым «придушить» мотор на 5-10 л.с. А правильно подобранный - наоборот - добавить пяток-другой «лошадок».
Внутри кокпита независимо от погоды температура доходит до 50º С, так что в охлаждении нуждается также и тело гонщика. Поэтому в шлеме, опять же под визиром, предусмотрено еще и отверстие для трубочки, посредством которой гонщик пьет воду из установленной в кокпите бутылки.
Важнейшая функция шлема, без которой немыслима современная Формула-1 - коммуникативная. Стационарно вмонтированные системы связи запрещены правилами безопасности, но конструкция шлема учитывает использование микротелефонов, вставляемых в ушные раковины (и в соответствии с этим также изготовляемых индивидуально) и попутно снижающих чрезвычайно высокий уровень внешних шумов (до 108 децибел, как в хорошей дискотеке), и микрофона, закрепляемого как можно ближе ко рту, чтобы максимально перекрыть те же самые шумы.
И, как говорится, последняя по порядку, но не по значению функция шлема современного пилота Ф-1 - рекламная. «Вторая голова» гонщика - прекрасное, высокорентабельное место для размещения рекламы. И чем больше фирм хотят разместить свои логотипы на шлеме, тем, как правило, лаконичнее его арт-дизайн: спонсорские деньги важнее художественных изысков. При этом и все «художества», и спонсорские логотипы - это ни в коем случае не тривиальные стикеры, а исключительно ручная «роспись» посредством аэрографа по компьютерным эскизам. Девяносто процентов времени в этой долгой и кропотливой работе занимает подготовка и размещение на шлеме трафаретов, и лишь оставшиеся десять - собственно нанесение краски.
В течение сезона - учитывая не только Гран При, но и все тесты - гонщик Ф-1 сменяет 10-15 шлемов.

Лучшее - враг хорошего

Большинство пилотов ЧМ Ф-1 выступают ныне в шлемах японской фирмы Arai - это Рубенс Баррикелло, Дэвид Култхард, Кими Райкконен, Хуан-Пабло Монтоя, Педро де ла Роса, Такума Сато, Алекс Йонг, Аллан Мак-Ниш. Среди клиентов Arai были также Мика Хаккинен и Йос Ферстаппен. При этом японцы главным образом производят и продают мотоциклетные шлемы, а шлемы для Ф-1 - это штучная продукция, не столько чистой воды коммерция, сколько реклама. Что, правда, в конечном счете - тоже коммерция.
Бельгийские же шлемы Bell, с которых когда-то все и началось, сейчас используют всего шестеро пилотов ЧМ Ф-1 - Оливье Панис, Жак Вильнев, Дженсон Баттон, Ярно Трулли, Энрике Бернольди и Мика Сало. Хотя еще совсем недавно, в начале прошлого года среди клиентов Bell числился и самый желанный - Михаэль Шумахер.
Сегодня Михаэль, равно как и Ральф, а также Ник Хайдфельд «носят» на своих головах шлемы немецкой фирмы Schuberth, еще пару лет назад никакого отношения ни к авто-, ни даже к мотоспорту не имевшей, но зато «собаку съевшей» на производстве защитных касок для армии и полиции и поставляющей их по всему миру.
Заняться производством шлемов для Ф-1 немцев побудила авария Шумахера в Сильверстоуне в 1999 году. И хотя в ней их титулованный земляк поранил не голову, а ноги, они решили позаботиться именно о драгоценной голове тогда еще двукратного чемпиона мира. Но начали немецкие оборонщики не сШумахера, к которому, как известно, на хромой козе не подъедешь, а с куда менее пафосного и более доступного для экспериментов Хайдфельда. И уже спустя пять месяцев, на домашнем «Нюрбургринге» Ник, в то время пилот Ф-3000, щеголял в новеньком немецком шлеме.
«Изучив все используемые на тот момент в Формуле-1 шлемы на предмет того, что и как можно улучшить в их конструкции, исходя из нашего огромного опыта в области производства подобной продукции для армии и полиции, мы нашли несколько таких возможностей», - поясняет Оливер Шимпф, глава отдела исследований и развития фирмы Schuberth. - Мы решили создавать шлем вместе с нашим земляком Ником Хайдфельдом и не просчитались. Именно благодаря Нику и его опыту мы получили много важнейшей информации. Он очень талантливый пилот и очень критичен по отношению ко всем аспектам машины и оснащения, и наш первый прототип QF1 - это во многом реализация именно его идей, советов и поправок. Фактически мы предоставили ему возможность, используя наши технологии и мощности, сделать свой собственный шлем».
Уже в сентябре того же, 2000 года была изготовлена вторая модель шлема — QF1.1. Новый шлем дали протестировать Ральфу Шумахеру, и тот остался им очень доволен, И лишь тогда представители Schuberth предложили сотрудничество Шумахеру-старшему, который к тому времени сам уже интересовался новым «головным убором». Специально для него (к осенним тестам) был сконструирован и изготовлен третий прототип, RF1.
Для этого Михаэлю пришлось специально прибыть на завод, где его голову досконально обсняли двумя видеокамерами. Эти сведенные воедино записи и стали основой для конструктивных данных нового шлема. «В нашем распоряжении оказалась 100%-ная компьютерная копия головы Михаэля, так что, можно сказать, мы «изваяли» шлем непосредственно вокруг его головы. Как, впрочем, и все другие наши шлемы. При этом Ральф использует шлем того же типа, что и его старший брат, а вот Нику Хайдфельду новая модель не подошла, и он по-прежнему использует шлем той же конструкции, которую мы разработали в самом начале при его непосредственном участии. Проблема в том, что сам он маленький, а голова у него большая, и это диктует совершенно другую форму шлема, в том числе и с точки зрения аэродинамики».
Немецкие оборонщики, по их словам, могли бы обеспечивать своими шлемами десяток гонщиков, но предпочли сфокусировать свои усилия лишь на трех немцах, способных наиболее плодотворно участвовать в проектировании и доводке новых образцов. Конечно же, в поле зрения компании был и Хайнц-Харальд Френтцен, но он успел уже, можно сказать, к самому шапочному разбору и ему «шапки» (а вернее - производственных возможностей) не хватило. Зато каждый из трех гонщиков, использующих шлемы Schuberth, имеет персонального техника на каждом ГП, отвечающего, в частности, за подбор и установку на шлем небольших пластмассовых аэродинамических элементов, которые, как и оперение самой машины, подбираются применительно к особенностям каждой трассы (для этого имеется три-четыре варианта при том, что форма самого шлема остается неизменной для всех трасс).
Роль главного испытателя новейших типов шлемов сейчас перешла к Ральфу Шумахеру. Он пробует различные специальные модификации - например, для жаркой погоды или для дождливой. Он испытывал и особо выдающееся достижение немецких «шлемостроителей» - сверхлегкую модель, весящую всего 1300 г. Такого радикального снижения веса (ведь в шлеме буквально каждый грамм на счету!) удалось достичь за счет применения не обычного, а сверхлегкого стекловолокна и высокопрочного полиэтилена. Именно конструкторы Schuberth первыми применили и более легкую титановую застежку. Экономию в весе дает также и особая, фирменная формовочная технология.
При создании новых шлемов немцы применили все свои знания по пуле- и осколкозащите. В качестве материала использовался тот же кевлар, что и при изготовлении шлемов для спецназа, а технология - та же, что и при производстве ракет и истребителей, а также монококов для автомобилей Ф-1 - то есть эти шлемы (наружную оболочку) попросту «выпекают». Это очень дорогая, сложная и длительная процедура, причем каждый шлем - это ручная работа, в то время как все прочие на сегодняшний день шлемы в Ф-1 - так или иначе серийная продукция. Неудивительно, что каждый шлем Schuberth стоит 7500 долларов. Это отнюдь не дешево, но, надо полагать, он стоит этих денег, раз Михаэль Шумахер в прошлом году даже прервал ради возможности выезжать в нем на трассу действующий контракт с Bell, несмотря на грозящую ему неустойку в размере 1 млн долларов.
Еще одна новинка - вентиляционная система, способная пропускать до 7 литров воздуха в секунду и понижающая температуру внутри шлема на 5 градусов по Цельсию. Правда, на большой скорости воздух попадает в шлем вместе с углеродной пылью от тормозов и грязью с трассы, поэтому пришлось предусмотреть установку фильтра, после чего объем поступающего в шлем воздуха сократился вдвое (что, впрочем, тоже более чем достаточно), но зато это уже очищенный, свежий воздух. А применение в фильтре активированного угля позволяет очистить воздух и от выхлопных газов.
Что же касается упомянутой выше аэродинамики, то и здесь немцы сумели установить новые стандарты работы, хотя прежде ни о чем таком и понятия не имели - ну, в самом деле, какое отношение аэродинамика может иметь к голове полицейского? Каждое свое изделие немцы теперь продувают в собственной аэродинамической трубе вместе с кокпитом машины и очень тесно сотрудничают с инженерами команд, что позволяет наилучшим образом «вписать» контур шлема в аэродинамику машины.

А когда-то все начиналось с обычных «чепчиков»…

Борис Мурадов