F1에서의 충돌 방지 기술의 짧은 역사

F1에서의 충돌 방지 기술의 짧은 역사

목차

1. F1에서 자동차 충돌 방지를 위한 장치의 역사
2. 가속과 감속의 위험성
3. 충돌 시의 가속도와 에너지 전달
4. F1사고에서의 가속도 측정
5. 장애물로 사용되는 헤이스트랩과 국가 장애물
6. 가파른 각도와 얕은 각도에서의 충돌 방지
7. 콘크리트 벽의 사용과 문제점
8. 가드 레일의 역할과 장점
9. 타이어 벽과 그 효과성의 발전
10. 테크프로 장애물의 현재 상황과 문제점

F1에서 자동차 충돌 방지를 위한 장치의 역사

F1에서의 레이싱은 언제나 사고와 실패의 위험이 따르기 마련입니다. 경주 중에는 차량이 트랙을 벗어날 수 있으며, 관중, 마샬, TV 및 트랙 스태프들이 주변에 있을 경우, 트랙 주변에는 차량을 멈추기 위한 완전히 마계적인 경계가 필요합니다. 레이싱에는 매우 높은 속도가 요구되기 때문에 운전자의 안전을 보장하기 위해 모든 가능한 해결책이 모색되어 왔습니다.

가속과 감속의 위험성

가속과 감속은 사실상 같은 것입니다. 먼저, 가속은 차량의 속도 변화율을 의미하며, 이로 인해 차량에 작용하는 힘이 발생합니다. 속도를 서서히 0에서 200km/h로 올린다면 크게 느끼지 못할 것입니다. 그러나 F1차는 몇 초 만에 동일한 속도로 가속되며, 이럴 경우 가슴에 쳐맞는 것처럼 느껴질 것입니다. 그리고 차량은 훨씬 더 빨리 멈출 수도 있습니다.

가속도의 두 가지 구성 요소는 속도 변화와 속도 변화에 소요되는 시간입니다. F1차가 100km/h의 속도로 바리케이드와 직면한다면 몇 밀리초 만에 0km/h로 멈출 것입니다. 이는 매우 큰 감속을 의미하며, 감속이 클수록 운전자가 경험하는 힘도 커지고, 더욱 위험해집니다. 이는 운전자의 몸, 장기 및 뇌로 에너지가 전달되는 것으로, F1사고는 종종 "g"로 보고됩니다. 예를 들어, 21g 충돌이란 가속도의 단위이며, 일반 도로에서 60mph로 브레이크를 밟았을 때 낮은 감속도에 해당하는 1g 이하가 발생하는 충돌을 상상해볼 수 있습니다. 따라서 30g 충돌의 영향력은 상상할 수 있는 것 이상일 것입니다.

F1에서 자동차 충돌 방지를 위한 장치의 역사

F1에서의 레이싱은 언제나 사고와 실패의 위험이 따르기 마련입니다. 경주 중에는 차량이 트랙을 벗어날 수 있으며, 관중, 마샬, TV 및 트랙 스태프들이 주변에 있을 경우, 트랙 주변에는 차량을 멈추기 위한 완전히 마계적인 경계가 필요합니다. 레이싱에는 매우 높은 속도가 요구되기 때문에 운전자의 안전을 보장하기 위해 모든 가능한 해결책이 모색되어 왔습니다.

가속과 감속의 위험성

가속과 감속은 사실상 같은 것입니다. 먼저, 가속은 차량의 속도 변화율을 의미하며, 이로 인해 차량에 작용하는 힘이 발생합니다. 속도를 서서히 0에서 200km/h로 올린다면 크게 느끼지 못할 것입니다. 그러나 F1차는 몇 초 만에 동일한 속도로 가속되며, 이럴 경우 가슴에 쳐맞는 것처럼 느껴질 것입니다. 그리고 차량은 훨씬 더 빨리 멈출 수도 있습니다.

가속도의 두 가지 구성 요소는 속도 변화와 속도 변화에 소요되는 시간입니다. F1차가 100km/h의 속도로 바리케이드와 직면한다면 몇 밀리초 만에 0km/h로 멈출 것입니다. 이는 매우 큰 감속을 의미하며, 감속이 클수록 운전자가 경험하는 힘도 커지고, 더욱 위험해집니다. 이는 운전자의 몸, 장기 및 뇌로 에너지가 전달되는 것으로, F1사고는 종종 "g"로 보고됩니다. 예를 들어, 21g 충돌이란 가속도의 단위이며, 일반 도로에서 60mph로 브레이크를 밟았을 때 낮은 감속도에 해당하는 1g 이하가 발생하는 충돌을 상상해볼 수 있습니다. 따라서 30g 충돌의 영향력은 상상할 수 있는 것 이상일 것입니다.

자동차 충돌 시의 가속도와 에너지 전달

자동차 충돌은 운전자에게 심각한 부상의 위험을 안겨줍니다. 이 부상은 주로 큰 가속도로 인해 발생합니다. 가속은 속도 변화율을 의미하며, 차량에 작용하는 힘을 생성합니다. 유독 F1에서는 매우 높은 속도로 가속 및 감속해야 하는데, 이로 인해 운전자는 가슴에 강한 충격을 받는 느낌을 경험합니다. 0에서 200km/h까지의 가속은 몇 초만에 이루어지며, 이는 가슴에 어깨로 부딪힌 것과 같은 충격을 발생시킬 수 있습니다. 또한 차량은 매우 빠르게 정지할 수 있습니다.

가속도에는 속도 변화와 변화에 걸리는 시간이라는 두 가지 구성 요소가 있습니다. 예를 들어, F1 차량이 100km/h로 일직선으로 구성 요소에 부딪힌다면 차량은 밀리초 단위로 100부터 0까지 순식간에 정지하게 됩니다. 이는 극도로 큰 감속을 의미하며, 감속이 클수록 운전자가 경험하는 힘도 커지게 되고, 더 위험한 상황이 됩니다. 이는 체내, 장기 및 뇌로 에너지가 전달되는 막대한 에너지 전달로 이어지게 됩니다. F1 사고는 종종 속도 변화율의 단위로 측정된다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 21g 충돌이란 가속도의 단위이며, 일반 도로에서 60mph로 브레이크를 밟았을 때는 1g 미만의 감속도를 경험하게 됩니다. 그렇기 때문에 30g 충돌은 상상할 수 있는 것 이상의 영향력을 갖게 됩니다.

F1사고에서의 가속도 측정

F1 사고에서의 가속도는 종종 "g"로 표시됩니다. "g"는 가속도의 단위로, F1 차량의 가속도를 측정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 차량이 21g의 충돌을 겪으면 가속도로 21배 감속합니다. 이는 일반 도로에서 속도를 서서히 줄일 때의 감속과 비교하면 이해하기 쉽습니다. 일반 도로에서는 60mph로 브레이크를 밟아도 1g 이하의 감속도를 경험하게 됩니다. 따라서 30g 충돌은 상상할 수 있는 것 이상의 위력이 될 것입니다.

장애물로 사용되는 헤이스트랩과 국가 장애물

과거에는 장벽 기술을 개발하기 위해 다양한 해결책이 제시되었습니다. 그 중 하나는 헤이스트랩이라고 하는 것으로, 주로 저비용이고 쉽게 이용할 수 있는 재료로 제작되었습니다. 이 재료는 차량이 충돌할 때 일정한 운동량을 흡수하는 역할을 합니다. 예를 들어, 운전자가 움직일 만큼 무거운 것들이었기 때문에 차량과 충돌했을 때 운동량이 어느 정도 흡수되었습니다. 그러나 헤이스트랩은 단점도 많이 가지고 있습니다. 예를 들어, 차량을 걸리게 하여 뒤집어지게 할 수도 있으며, 이는 차량의 안전을 위해 위험합니다. 또한 헤이스트랩이 차량에 걸리면 차량이 사라질 정도로 큰 회전력이 발생할 수 있습니다. 이는 경증 whiplash와 같은 상해를 유발할 수 있습니다. 또한 충돌 시 헤이스트랩은 트랙에 흩어진 대여물로 남게됩니다. 이는 트랙을 미끄럽고 위험하게 만듭니다. 그리고 무엇보다 중요한 것은 헤이스트랩이 매우 불이 쉽게 붙는 소재인 것 입니다. 가장 유명한 헤이스트랩과 관련된 사고는 1967년 몬테카를로 그랑프리에서 로렌조 반디니가 전복되면서 발생한 화재사고입니다. 그는 결국 화상으로 사망하게 되었습니다. 따라서 헤이스트랩은 1970년 이후 금지되었습니다.

이외에도 건전지 장치는 상당한 시간 동안 인기 있는 장벽 형태였습니다. 상대적으로 저렴하고 안정적인 방법으로 차량을 트랙으로부터 날아나지 못하게 했습니다. 탈출할 수 없는 속도로 차량이 트랙으로 날아갈 수도 있었지만, 기본적으로 핵심적인 기능을 제공했습니다. 트랙을 따라 연결된 전선으로 구성된 철조망 디자인으로, 차량이 이에 부딪히면 철조망이 변형되고 고정되면서 차량의 에너지를 흡수합니다. 그러나 이 역시도 문제가 있었습니다. 철조망은 차량 주위에 뒤엉킨 상태로 감쌀 수 있고, 이로 인해 운전자를 탈출하기 어려울 수 있습니다. 또한 화재나 부상의 경우 문제가 발생할 수 있습니다. 철조망은 운전자 자체를 감쌀 수도 있었고, 1981년 남아프리카 그랑프리에서 카를로스 로이테만이 이로 인해 목을 조르게 되었습니다. 그리고 철조망이 쉽게 변형되기 때문에 철조망을 지탱하는 기둥들은 속도를 내어 충돌할 수 있으며, 운전자에게 부상을 입힐 수 있었습니다. 동일한 남아프리카 그랑프리에서 Geoff Lees는 철조망 글대에 머리를 맞춰 기절한 적이 있습니다. 철조망은 한 번 손상을 입으면 쉽게 재건할 수 없었습니다. 빠른 수리가 필요한 경우 레이스를 중단하지 않고 진행하기 어려웠습니다. 이러한 유형의 철조망은 F1에서 차량을 멈추는 주요 요소가 아니므로 현재는 금지되어 있습니다.

가파른 각도와 얕은 각도에서의 충돌 방지

장벽의 선택과 배치에서 고려해야 할 중요한 요소는 충돌 각도입니다. 코너에서 충돌할 경우 차량은 도로 밖으로 날아가 경사진 각도에서 장벽에 부딪힐 가능성이 있습니다. 직선에서는 차량이 얕은 각도로 장애물에 부딪힐 가능성이 더 큽니다. 실제로 우리가 관심을 가져야 하는 것은 차량이 장애물에 수직으로 속도를 가질 때의 속도입니다. 어떤 궤적을 따르든 차량의 에너지는 두 가지 성분 방향으로 나눌 수 있습니다: 장애물에 직교하는 방향과 장애물에 평행한 방향으로 속도를 가집니다. 가파른 각도로 충돌하는 경우 대부분의 속도가 장애물에 직교하는 방향으로 운반되며, 우리는 이러한 에너지를 장애물에 흡수시키기 위해 어떻게 대처해야 하는지를 고려할 필요가 있습니다. 그러나 얕은 각도로 충돌하는 경우 대부분의 에너지는 장애물에 평행한 방향으로 운반됩니다. 이러한 경우에는 장애물의 변형을 최소화하고 차량을 벽을 따라 미끄러지도록 강제로 하여 에너지를 흡수해야 합니다. 콘크리트 벽은 이러한 역할을 매우 효과적으로 수행하였습니다. 그들은 충돌하는 차량을 양성하는 데 매우 효과적이지만, 아주 큰 각도로 충돌하여 에너지를 흡수하는 데에는 엄청난 어려움이 있습니다. 따라서 차량이 정면에서 충돌하는 것을 원치 않습니다. 그러나 콘크리트 벽은 차량을 튕겨내고 마찰력으로 에너지를 흡수하는 데에는 탁월합니다. 직선에서는 벽을 트랙 가장자리로 가까이 가져오면 얕은 충돌 각도로 충돌할 가능성이 높아집니다. 차량이 정밀하지 않은 커브를 통과하는 데 걸리는 시간은 진행 방향을 평행한 각도에서 벽에 부딪히도록 강제되는 간격을 더 가깝게 만듭니다. 이 방법은 트랙 공간이 적거나 관중석을 가까이 두고 싶을 때 아주 좋은 예입니다. 캐나다의 롱 백 스트레이트는 이러한 예입니다.

콘크리트 벽의 사용과 문제점

콘크리트 벽은 속도가 낮을 때 최적의 결과를 제공합니다. 옆에 있는 유연한 장애물와 비교하여 콘크리트 벽의 가장 큰 이점 중 하나는 충돌 방향에 대한 경도적 대칭성입니다. 차량이 비교적 낮은 속도로 콘크리트 벽에 충돌하면 벽은 변형되어 충격 에너지를 흡수하고, 차량을 현재의 방향을 따라 멈출 수 있도록 전환합니다. 일반적으로 50kph(31mph) 정도의 속도에서는 콘크리트 벽이 충분한 필요조건을 제공합니다. 그러나, 작은 위력 충격 에너지를 흡수하고 가용 공간을 제한하여 재건하기 어려울 수도 있습니다. 또한 비용 면에서도 문제가 발생할 수 있으며, 빠른 복구가 필요한 경우 레이스를 지연시킬 수 있습니다.

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