F1特集：F1の安全性…ドライバーを守る安全装備とマシン構造
“Motorsport is dangerous（モータースポーツは危険です）” — この言葉はガレージに出入りする全員が携帯するパドックパスやファンたちが手にするチケットにも記されている。
この危険を少しでも取り除いていくことが毎年変わることのないF1の課題だ。極めて高度とされる現代F1の安全性は、重層的で多世代に渡る取り組みの上に成り立っている。
時速300kmでクラッシュに巻き込まれた直後のドライバーが観客へ手を振り、メディアの取材に応じる姿に我々は慣れきっている。あまりにも日常的な光景と化しているがゆえに、深刻なアクシデントが起きればいっそうショッキングに受け止められる。現状の安全対策に甘んじるなと言わんばかりに、そのような重大事故は今も十分な頻度で起きている。
F1は世界最高峰のモータースポーツという地位を活かし、安全性への総合的な取り組みを促進している。F1は安全装備を手掛けるメーカーやF1開催サーキットへ安全性のさらなる向上を働きかけながら、定期的にルール改訂を実施してマシンとレース運営の安全性をさらに高めている。その目的は、マシン / 装備 / レース運営 / サーキットなどのあらゆる分野が連携して機能する重層的セーフティネットの実現だが、各分野にはクリアしなければならない独自の項目がある。
F1における安全性向上のためのリサーチの大半には日が当たらない。安全対策が問題なく機能している間は注目されないからだ。そこで今回は、F1の高度な安全性を支える装備やマシン構造にスポットを当てていく。
【ドライバーの安全装備】
ヘルメット
ヘルメットはF1初の安全装備だが、長い年月をかけて数多くの進歩を果たしてきた。FIAが定める最新ヘルメット規格【8860-2018】は2019シーズンから準拠が義務付けられている。この規格で重点が置かれているのは使用素材よりも、デザインが認可されるために必要な一連の試験で、衝突保護 / 圧搾保護 / 耐貫通 / 浸漬 / アタッチメント類の機械的強度 / 難燃性など様々な分野が含まれている。
2009シーズンのハンガリーGPで起きたフェリペ・マッサの事故 — この事故では間違いなくヘルメットが彼の命を救った — を受けて安全基準が引き上げられ、バイザー上部にザイロン製パネルの装着することが義務づけられたが、現行の【8860-2018】規格ではバイザー上部にあった保護構造がヘルメット内側へ移動し、バイザー開口部が狭められている。
さらに、【8860-2018】規格は状況ごとの耐衝撃性の向上も求めている。近年は衝突試験の速度が高まり続けているが、新規格は低速度での衝突試験も規定している。ヘルメット帽体に用いられる素材は低速度の衝撃が加わると異なる反応を示すからだ。また、側面からの衝撃が加わった場合にヘルメットがコックピット周囲の安全装備と連携して機能するように、現在は側方衝突試験も新たに実施されている。
グローブ
FIAメディカルカーのドライバーを務めるアラン・ファン・デル・メルヴェとFIA救急医療コーディネーターを務めるイアン・ロバーツ医師が、現在F1ドライバー全員が装着している生体計測グローブを開発したあと商用化のためにSignal Biometricsを共同設立した。
この生体計測グローブが開発される契機となったのは、2015シーズンのロシアGPで起きたカルロス・サインツのクラッシュだった。サインツのマシンはTecPro製バリアに埋まる形でクラッシュしたため、デブリを排除するまで救急医療クルーたちはドライバーの状況を確認できなかった。現在は、グラベルでマシンが転覆する、マシンがタイヤバリアに埋まる、複数のマシンがアクシデントに巻き込まれるなど、ドライバーの元へすぐに向かえない状況では、グローブから送信されるデータが緊急医療クルーにドライバーの容態を伝える。
血中酸素濃度を計測する光学センサーが生体計測グローブの核となるテクノロジーで、産業用グレードのBluetooth（汎用Bluetoothより通信距離が長く、より堅牢な構造となっている）経由でデータを送信する。この生体計測グローブの登場により、救急医療クルーはドライバーの呼吸を非接触モニタリングして救出作業を策定できるようになっている。
レーシングスーツ
ドライバーが身を包むレーシングスーツは難解な課題だ。レーシングスーツに求められる第一の機能は当然ながら耐火性能だが、同時にドライバーは軽量で通気性を備えたレーシングスーツを必要としている。しかし、着心地だけがその理由ではない。
ドライバーはレーシングスーツに身を包んでコックピットで長時間を過ごすが、コックピット内の気温や外気温が非常に高くなる場合も少なくないため、疲労や脱水症状に見舞われるリスクが高いからだ。そして、このような症状に陥ればドライバーのメンタルが低下してしまう。混沌としたサーキットでコンマ数秒の決断を下さなければならない状況でこれは命取りになる。
2020シーズンに義務付けられたFIAの最新衣料用規格【8856-2018】は、レーシングスーツだけでなくブーツやグローブ、バラクラーバ、アンダーウェアを含むあらゆる装備品が準拠しなければならない。【8856-2018】規格は、従来の高密度素材から僅かな軽量化が実現できるより軽量でタイトなフィッティングの素材への移行を明確に示しており、伸張時での試験を含む厳格な熱伝導指数（HTI）試験をクリアできる軽量な人工繊維（Nomexなど）を素材に指定している。
HANSデバイス
20世紀末までのレーシングドライバーの死因の多くを占めていたのが、正面衝突で頭蓋底部の複数の骨が損傷してしまう頭蓋骨骨折だった。HANS（Head and Neck Support）デバイスの登場は、このような損傷の発生をほとんど一夜にしてゼロにした。2001年にFIAの認可を受けたHANSデバイスは2002シーズンからF1に採用され、2003シーズンに装着が義務付けられた。
1994シーズンのイモラでローランド・ラッツェンバーガーを襲った類いの頭蓋骨骨折はシートベルト装着の望ましくない弊害と言える。正面衝突では、ショルダーベルトがドライバーの胴体を押さえつける一方、押さえつけられていない頭部は前方へ突き出されてしまう。シートベルトが肩を後方・下方へ押さえているのに頸部だけ伸ばされてしまうので、頸部が繋がっている頭蓋骨と肩に負荷がかかる。何らかの対策が必要なエリアであり、頭蓋底部はウィークポイントだ。
頭部の重量を増やし、頭部と肩への負荷を高めるヘルメットは、このような状況でのダメージをより深刻なものにしてしまうが、HANSデバイスという画期的なソリューションを生み出す基盤となった。現在はヘルメットにアンカーポイントが設けられており、HANSデバイスの上部が強固なテザーでそこに締結されるようになっている。HANSデバイスの下部はショルダーベルトの下に装着され、胴体にかかる負荷を分散させる。
正面衝突が起きると、HANSデバイスが固定された胴体に連動する形で頭部が前に動くのを抑え、頸部にかかる負荷を軽減する。このような機構を備えているHANSデバイスは頭蓋骨骨折による死亡事故のゼロ化に成功しており、レースに関わる医療関係者を含めた様々な方面から「シートベルト以来最高の安全装備」と称賛されている。
【マシンの安全装備】
サバイバルセル（モノコック）
F1マシンの安全性の重要な要素となっているのが、ドライバーが着座するサバイバルセルだが、これは “モノコック（あるいはタブ）” としてより広く知られている。F1マシンは、アクシデントが起きると他のパーツが衝突エネルギーを分散してモノコックを守るように設計されている。フロントとリアのクラッシャブルストラクチャー（衝撃吸収構造体）が潰れてエネルギーを吸収し、エンジンとギアボックスは衝撃が加わる方向を逸らすため、ドライバーはより的確に減速する余裕が得られる。
カーボンコンポジットで作られたモノコックは非常に薄いが硬く、極めて軽量だ。しかし現在はヘイローの装着で重量が増しており、ノーズコーンやサスペンション、トラックサイドの物体からの衝撃がコックピットまで貫通するのを防ぐザイロン製貫通防止パネルも追加されているため、最近のモノコックはかつてほど軽量ではない。
また、モノコックにはドライバーやマーシャルが作動させる消火システムも備わっている他、メディカルウォーニングランプがモノコックに深刻な衝撃が加わったことをマーシャルに知らせるようになっている。このランプが点灯している場合、ドライバーの脱出には専用プロセスが用意される。
モノコックは強大な衝撃によるダメージを受け止められるが、ほとんどの場合、クラッシュ後のファクトリーでの徹底的な非破壊検査と補修を終えれば再利用できるようになる。ダメージを受けていない時もチームは使用可能なモノコックをローテーションしており、実戦から外れたモノコックはファクトリーに戻され、ペイントを剥がされたあとリペイントされている。とはいえ、全損しない限り別のモノコックへの交換を断固拒否する “ゲン担ぎ系” ドライバーも存在する。
ノーズコーン
フロントとリアのクラッシャブルストラクチャーはオフシーズンの大きな話題になる。なぜなら、サーキット走行より先にクラッシュテストを通過しなければならないからだ。他の業界では、安全性テストは製品が大幅にクリアすることが望まれる "最低基準" として扱われている。ところが、F1のクラッシャブルストラクチャーは事情が異なる。FIAのクラッシュテストは極めて厳格で、通過するのは困難だ。また、基準を大幅にクリアすることを望んでいるチームもいない。なぜなら、それは、厳密に規定されている重量を超過していて、オーバースペックなことを意味するからだ。
マシンのノーズ部分は近年特に興味深いエリアとなっている。安全関連のレギュレーションが規定するノーズ形状が各チームの空力技術者が理想とする形状と一致していないからだ。
1990シーズンに投入されたティレル019はハイノーズコンセプトを導入し、F1エアロダイナミクスにおける重要な転換点となった。ノーズを高い位置にマウントし、パイロン経由でフロントウイングを装着すれば、マシン底面へ取り込める空気量が増す。しかし、ハイノーズは側面からの衝突への危険性が明らかに高まることが問題だった。また、他のマシンのリアタイヤに乗り上げて “発射台” のようにマシンが宙に浮いてしまう危険性も高かった。2007シーズンのカナダGPでロバート・クビサが引き起こしたクラッシュと2010シーズンのヨーロッパGPでのマーク・ウェバーの大クラッシュは典型的な例だ。
これを受けて、現在のF1では低いノーズコーンがレギュレーションで規定されているのだが、空力技術者はシャシー前部を高くしたいと考えている。この結果として登場したのが、美観的には褒められない段差付きノーズだった。そして驚くようなロングノーズ化を経てレギュレーションが改訂されると比較的落ち着いたデザインにまとまり、全員が胸を撫で下ろすことになった。
シートベルト
F1マシンのシートベルトは複雑で、どことなくハイクオリティに見える。FIAはシートベルトについて厳格な数値を定めているが、その数値内に収まっている限り、ドライバーはシートベルトのサプライヤー（Sabeltとレッドブル・レーシングのパートナーシップは16年目を迎えた）と組んで自分専用ハーネスを製作できる。
サプライヤーと長期的なパートナーシップを結ぶメリットのひとつは、改良履歴をフォローできる点だ。ハーネスはF1マシンの中では大型コンポーネントのひとつで、他のパーツと同様に軽量化への欲求が常にある。Sabeltは2005シーズン当時1kgもあったハーネスを地道に再設計し続け、厳格化の一途を辿る規定をクリアしながら現在では480gという世界最軽量レベルのハーネスを実現している。この6点式シートベルトは2階建バスを吊るせるほど頑丈だ。
Sabeltがこのような素晴らしい結果を残せている理由は、彼らが自社製品の強度と機能を検証するためにFIAの安全試験を再現できる動的試験施設を社内に備えている業界唯一の企業だからだ。このFIAとの密接な関係は安全基準の設定には不可欠だ。この関係のおかげで、F1ドライバーからアマチュアレーサーまでの全員に同一の厳格な試験と品質設定値を適用できている。
6点式シートベルトは非常にタイトなので、所定のポジションに固定されてコックピットの一部と化したドライバーが自分でバックルを締められる余地はほとんどない。多くのドライバーがシートベルトを締める作業で “ゾーン” に入ると語っている。ドライバーには自分でベルトを締められる可動域が残されていないので、この作業はメカニックが担当している。マックスの場合は、グリッド上でシートベルトを締めるのはオーレ・シャック（フロントエンド担当メカニック）の仕事だ。
「レースやコンディションによって異なりますが、マックスの準備が整い次第シートベルトを締めています。通常ならスタートの8〜10分前ですね」とオーレは語る。
「作業はひとつの流れになっていて、どのレースでも同じです。マックスのシートベルトを締め、彼を快適な状態にして、ドリンクボトルや無線を繋げ、すべてが正常な状態か確認します」
「ドライバーから話しかけられない限り、私から話しかけることは絶対にありません。ちょっとしたアイコンタクトがあったり、ドライバーから話しかけてきたりする時もありますが、基本的にはドライバーの時間で、彼らは “ゾーン” に入る必要があります。優勝を決めるパットに臨もうとしているゴルファーに話しかけるキャディなどいないでしょう。それと同じですよ」
コックピット
コックピットにはシートベルト以外にもプロテクションが存在する。ドライバーは衝撃発生時の打撲を防ぐためにニーパッドを装着しており、シートベルトを締めたあとにヘッドレストも装着される。
ヘッドレストの外殻は薄いカーボン複合素材で、内部にはウレタンフォームが詰められている。ウレタンフォームには特定の気温帯ごとに優れた衝撃吸収機能を発揮する素材が使用されている。そのため、FIAがセッション開始前に気温を公式発表し、チームがその気温に最適なヘッドレストを装着している。外気温が30°Cを上回る日はブルーのウレタンフォームが用いられ、30°Cを下回る日はピンクのウレタンフォームが用いられる（冬季テストなどの寒冷時に用いられる薄いブルーのウレタンフォームも存在する。2020シーズンのアイフェルGPでも使用された）。
ヘイロー
マシンのフロントとリアに加えられた他のどの変更部分よりも大きな議論を呼んだのがヘイローの導入だろう。ヘイローは様々なオープンホイール・レースで発生した数多の死亡事故やニアミスが契機となって生まれた。
ヘイローはマシン同士の衝突、マシンと周辺環境の衝突、そしておそらく最も重要な、飛散物 — 特にタイヤ（これに限らないが）やアクシデント時に飛散する大型破片 — との衝突からドライバーを保護するために設計されている。ヘイローは第2のロールストラクチャーで、セーフティセルの肩部に取り付けられるフープと、コックピットの開口テンプレートの前部中央に取り付けられるピラーで形成されている。
中空のチタン製構造物は重さ20kgのホイールが時速225kmでぶつかる衝撃にも耐えられるが、衝撃だけでなく圧搾にも対応できる。ヘイローが導入された2018シーズン当時、マシンデザイナーに与えられた最大の課題はヘイローの装着によるコックピット周辺のボリューム増加だった。ヘイローのホモロゲーション試験は厳格で、前述の2階建バスをビルの2階からヘイローに向かって落下させてもドライバーは無傷でなければならない。
ブラックボックス
F1が長い時間をかけて実現してきた安全性の進化の多くは悲劇がきっかけだというのは逃れようのない事実だ。悲劇が起きる頻度こそ減っているが、依然として失敗からの学び（近年そのような失敗はほぼ無傷に終わっているが）が研究の大部分を占めている。つまり、現代のF1マシンにおける安全性の一部は「現在確認されているクラッシュ」のためではなく、「これから起きるクラッシュ」を防ぐために存在している。
ヘイローの機能のひとつに、ドライバーの頭部に向けられているハイスピードカメラがある。このハイスピードカメラはアクシデントデータレコーダー、つまり “ブラックボックス” にデータを記録する。また、このブラックボックスにはドライバーが両耳に装着している小型加速度計をはじめとする主要センサー群からのデータも記録される。
当然ながら、ドライバーの安全装備やクラッシュの衝撃を軽減するためのマシンデザインはサッカーで言うところの「ディフェンスライン」に他ならない。F1はクラッシュの負荷軽減よりもアクシデント自体の発生を抑えることを目的とした組織とサーキットの安全対策に大きな力を割いている。
カテゴリー： F1 / F1マシン
