Telaio per auto da sprint – Costruire l’auto da sprint più sicura

Andiamo all’interno del nuovissimo telaio per auto Sprint di Shaw Racing

Vedi tutte le 10 fotoRob FisherwriterOct 25, 2010

Le corse sono uno sport pericoloso… non si scherza, vero? Ma negli ultimi dieci anni sembra che i progressi nel campo delle attrezzature di sicurezza abbiano fatto passi da gigante. E questi progressi sono andati a beneficio di un’arena di corse su pista ovale particolarmente ben sviluppata.

Il rapporto peso/potenza e l’alto centro di gravità fanno della Sprint Car un candidato per eventi spettacolari quando le cose vanno male. Le loro violente capovolgimenti e cadute fanno sì che lo sport metta costantemente in evidenza i mulinelli in giro per il paese. Abbiamo anche sentito che i piloti locali di Dirt Late Model sposano il fatto che, se mai salissero su una Sprint Car, indosserebbero sicuramente un fermaglio per la testa e il collo, anche se non lo indossano sulle loro auto. Per essere veramente sicuri in una di queste auto ci vuole diligenza e una filosofia che la sicurezza inizia non con un singolo componente ma con un sistema di sicurezza completo dell’abitacolo.

Tutto nell’abitacolo deve funzionare di concerto per proteggere il guidatore e non a caso, inizia con le fondamenta di quella macchina, il telaio. L’obiettivo è quello di combinare prestazioni prevedibili e sicurezza del guidatore in un labirinto complicato di tubi in metallo cromato, sospensioni e punti di montaggio della trasmissione, una sfida a dir poco scoraggiante.

Doug Shaw costruisce Sprint Cars vincitrici di campionati e piloti a ruote scoperte da più di 30 anni. Le sue auto, come quelle di molti altri costruttori di telai, sono state costruite intorno a un progetto standard che risale ad almeno 40 anni fa. Con il passare dei decenni, nuove modifiche e cambiamenti al design hanno reso questa piattaforma per auto da corsa “vecchia scuola” ancora più performante. Ma Shaw ha alzato la posta in gioco con il suo telaio del 2010 concentrandosi sull’ideologia che tutti i componenti di un sistema di sicurezza dell’abitacolo devono lavorare insieme per essere efficaci. Recentemente, ci ha invitato a dare un’occhiata.

Il primo passo di Shaw nella progettazione del suo telaio Safer 2010 per Sprint Car è stato quello di aggiungere altre barre di rinforzo sotto forma di 4130 tubi in molibdeno cromato. Ha concentrato i suoi miglioramenti al design del telaio sul telaio del sedile e sulla zona di ancoraggio delle cinture di sicurezza addominali. Le nuove aggiunte al rinforzo delle barre di rinforzo laterali del telaio A distinguono questo design da quelli convenzionali e, secondo Shaw, questi miglioramenti hanno fatto una grande differenza in termini di stabilità complessiva e sicurezza per il guidatore senza compromettere le prestazioni e la regolabilità delle sospensioni.

Ha anche aggiunto una barra laterale centrale al telaio A per rinforzare il telaio contro le torsioni torsionali quando l’auto è sotto tensione. Mentre il telaio A è una parte comune a tutti i telai Sprint Car ed è il principale supporto posteriore per il sedile e i montanti strutturali dell’abitacolo posteriore, la barra centrale di Shaw è una nuova aggiunta.

Sulla base dell’esperienza precedente, Shaw ha ritenuto che si trattasse di un’area che poteva usufruire di un supporto aggiuntivo in caso di incidente. Per completare i miglioramenti in quest’area, sono state aggiunte delle guide interne al telaio inferiore del sedile. A questi binari sono stati saldati ancoraggi per cinture addominali di nuova concezione. Queste modifiche costituiscono la base per un sistema di sicurezza più completo per l’abitacolo dei telai Sprint Car.

Il sedile

Una volta completato il progetto delle fondamenta, l’attenzione potrebbe essere rivolta al sedile. Il peso del sedile è sempre stato un problema per i corridori Sprint Car e, in precedenza, molti sedili leggeri da corsa Sprint Car erano prodotti in serie con pochi o nessun requisito personalizzato di design, resistenza o prestazioni. I sedili a contenimento totale erano naturalmente una grande opzione, ma hanno sollevato diverse domande da parte dei corridori di tutto il paese, tra cui la limitata visibilità sul lato destro dell’auto da corsa, l’estricazione del guidatore nel caso in cui l’auto sia capovolta o contro il muro, e la loro compatibilità con i sistemi di ritenuta per la testa e il collo.

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Queste condizioni potenzialmente gravi hanno portato molti equipaggi di sicurezza in pista a fare pressione sui responsabili della sicurezza e sui produttori di attrezzature per produrre sedili da corsa rimovibili, in modo da rendere più facile l’allontanamento del pilota in caso di lesioni gravi. Sebbene concettualmente interessanti, i sedili rimovibili sono in contrasto con gli obiettivi di progettazione di un sedile da corsa. Affinché il sedile possa svolgere il suo lavoro, deve essere montato in modo sicuro nel veicolo. Molti ritengono che l’installazione di perni o supporti a sgancio rapido facilmente accessibili al personale di sicurezza della pista non sia realistica a causa dei carichi d’urto sul meccanismo, sul telaio, sul rollcage, sul sedile e sul vano del conducente in un grave incidente. Inoltre, il conducente deve ancora essere separato dal sedile danneggiato per una corretta immobilizzazione su una spalliera e una barella una volta rimosso dal veicolo – un compito difficile a volte anche per i soccorritori esperti.

Allora, cosa fare?

Inserire Keith Grant e RSI Safety. “Mentre lavoravo con ButlerBuilt, ho sviluppato uno strumento chiamato ZipFlex Wire Rescue Saw”, spiega Grant. Il seghetto ZipFlex Wire Rescue Saw è stato progettato per rimuovere rapidamente la schiuma da impatto nella testa del sedile circostante per consentire un accesso più rapido al conducente da parte del personale di sicurezza della pista, in questo caso senza la necessità iniziale di strumenti di soccorso motorizzati”.

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Grant ha poi sviluppato dei versatili ZipKit che possono essere preinstallati durante il montaggio di nuovi sedili o come retrofit aftermarket. Dice che hanno avuto successo in molti tipi di veicoli da corsa e sedili.

Grant, che ha collaborato con Shaw per il Safer Design Chassis 2010, afferma che la SFI Foundation ha riconosciuto il seghetto ZipFlex Wire Rescue Saw come uno degli strumenti utilizzati per le squadre di sicurezza su rotaia nel suo Incident Response Training Program.

Shaw e Grant si sono uniti a ButlerBuilt per prendere un sedile a pieno contenimento in stile auto di serie e adattarlo al suo nuovo telaio Sprint Car che incorpora il sistema ZipFlex.

Montarlo

Naturalmente, un ottimo sedile è buono solo se montato correttamente. Shaw dice che uno degli obiettivi principali per montare un sedile correttamente inizia prima di mettere il sedile in macchina. In primo luogo, è necessario assicurarsi che il guidatore si adatti bene al sedile e che il sedile sia progettato per il tipo di auto da corsa in cui viene montato; i sedili Street Stock non sono adatti a una Sprint Car, dice Grant.

Se si sposta un sedile da un’auto all’altra, è necessario ispezionare visivamente il sedile per verificare che non vi siano fori di montaggio precedenti, crepe da stress, danni o usura che potrebbero rappresentare un problema in un potenziale incidente. Placcare, rinforzare e saldare eventuali fori di grandi dimensioni che potrebbero strapparsi o essere instabili con i nuovi punti di montaggio. I sedili che hanno subito gravi impatti da crash dovrebbero essere esaminati dal produttore per eventuali difetti strutturali che necessitano di riparazioni correttive. Assicurarsi che i supporti e gli elementi di fissaggio dei sedili siano separati dagli ancoraggi delle cinture di sicurezza. Non si vuole che il danneggiamento di un punto di fissaggio comprometta un’altra parte del sistema di sicurezza.

Shaw e Grant hanno sviluppato un piano di progettazione in otto punti per il montaggio di un sedile che, pur essendo stato progettato per le Sprint Cars, avrebbe funzionato bene in qualsiasi telaio. Come abbiamo pubblicato in precedenza su Circle Track, quando si monta un sedile si dovrebbero utilizzare solo bulloni di grado 8 (5/16″) di dimensioni adeguate e seguire sempre le raccomandazioni del produttore del sedile per un montaggio corretto.

Gli otto punti utilizzati per montare il sedile in modo sicuro in questo telaio sono:

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Due ferri di cavallo forniti dal produttore intorno alla barra di seduta inferiore nella parte inferiore dei pannelli dell’anca

Due bulloni attraverso la parte anteriore del pavimento del sedile e il telaio del sedile (con rondelle di grandi dimensioni e/o supporto piatto barra/piastra per ridurre la trazione del bullone)

Due bulloni al centro della scapola nella barra laterale inferiore del telaio ad A

Due ferri di cavallo forniti dal produttore sulla flangia del bordo della testa nella parte superiore del telaio A

Il sedile/pelvisore inferiore, lo schienale centrale e il bordo superiore della testa devono essere fissati saldamente al telaio per evitare che il sedile si sposti, si fletta o si allenti nell’abitacolo in un grave incidente.

Shaw è veloce a sottolineare che i loro risultati dimostrano che questo è il metodo più sicuro per montare un sedile di contenimento completo in questa Sprint Car. Tuttavia, è necessario sapere che le modifiche o le variazioni del sedile o del telaio possono impedire di ripetere questa procedura esattamente come descritto. Dice di usare il buon senso quando si installa un sedile. Oltre ai bulloni di grado 8, utilizzare rondelle piane di grande corpo e ad alta resistenza per ridurre l’attrito di fissaggio, soprattutto nei componenti in alluminio e rondelle piane di contorno o di raggio in corrispondenza del diametro del tubo. Utilizzare controdadi di bloccaggio ogni volta che è possibile ridurre le tendenze di allentamento degli elementi di fissaggio nelle aree critiche. Evitare sempre di alleggerire staffe e supporti. Essi sono lì per uno scopo e la vostra vita può dipendere dal fatto che il sedile funzioni come progettato e non deve essere modificato.

Cinture

Una volta che il sedile era in posizione, Shaw e l’equipaggio hanno rivolto la loro attenzione all’imbracatura. Per questa macchina, hanno optato per le cinture a sei punti di Hooker Harness. Hooker costruisce imbracature di sicurezza per tutti i tipi di aerei, dagli aerei sportivi e acrobatici alle applicazioni militari, così come per tutti i tipi di veicoli da corsa. Le sue cinture sono dotate di uno speciale tenditore a cricchetto che, secondo l’azienda, riduce la probabilità che le cinture si allentino durante una gara. Come per il sedile, un ottimo set di cinture non servirà a nulla se non sono montate correttamente. E anche in questo caso si tratta di un’area in cui il nuovo telaio di Shaw brilla.

Per anni, la maggior parte dei conducenti e dei costruttori di telai hanno avvolto le loro estremità di ancoraggio delle cinture di sicurezza addominali attorno al binario esterno del telaio accanto ai loro supporti dei sedili. Era il modo più semplice per collegare la cintura addominale alla parte più resistente del telaio e del supporto del sedile. Pochi costruttori di telai forniscono un supporto per il telaio o una linguetta abbastanza vicino al sedile per rendere efficaci gli ancoraggi della cintura addominale.

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Le cinture addominali allentate riducono anche la capacità delle cinture a spalla di rimanere nella loro rispettiva posizione per controllare correttamente il movimento della parte superiore del corpo in un relitto. Le cinture avvolgenti hanno anche la tendenza a scivolare sulla guida del sedile, a volte sotto un carico, a meno che non siano fissate in posizione per impedire il movimento laterale. Lesioni gravi all’addome, all’inguine e alla parte superiore delle cosce sono il risultato di un errato posizionamento della cintura e dell’ancoraggio delle cinture addominali. L’angolo di carico risultante tira troppo in basso su fianchi e cosce o troppo in alto sull’addome.

Inoltre, alcuni sistemi di ritenuta per la testa e il collo (HNS) dipendono dal fatto che le cinture a tracolla facciano il loro lavoro e mantengano l’HNS in posizione. Se le cinture si muovono, l’HNS esce dai suoi parametri di progettazione e di conseguenza si verificano lesioni inutili.

Test militari su piloti di caccia hanno dimostrato che per proteggere al meglio il pilota in un impatto o attraverso i loro rollio e le loro manovre, il bacino dell’aviatore doveva rimanere fermo sul sedile. I piloti di auto da corsa non sono diversi.

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I test sulla slitta eseguiti in diverse università di ricerca di alto livello nei settori delle prestazioni di contenimento negli sport motoristici, HNS, e sedili a pieno contenimento hanno fornito gli stessi risultati dei test militari; l’unico modo per tenere correttamente il guidatore sul sedile è assicurarsi che il bacino rimanga fermo su quel sedile.

Quando il bacino rimane bloccato nel sedile, il corpo è in grado di assorbire una maggiore quantità di carico d’urto, quindi di controllare e dissipare l’energia. Meno lesioni corporali si verificano con il sedile a pieno contenimento montato correttamente, l’HNS e l’equipaggiamento di sicurezza del conducente che lavorano insieme come un sistema completo.

Durante la costruzione del nuovo telaio coilover Shaw Safer Design, Shaw e Grant hanno deciso di utilizzare staffe a doppio taglio invece di avvolgere il punto di ancoraggio della cintura addominale. Le staffe a doppio taglio utilizzano una staffa a U in acciaio a forma di U con due gambe uguali, attraverso le quali viene avvitato l’ancoraggio della cintura. Queste staffe utilizzano un bullone di grado 8 e un controdado con un distanziatore a manicotto che separa ogni gamba della staffa. Questo design consente di serrare le gambe della staffa contro il manicotto, permettendo all’ancoraggio della cintura di ruotare e di auto-regolarsi in base al carico, senza alcuna restrizione. Una staffa a doppio taglio può anche impedire lo scarico della cinghia. Tuttavia, per farlo, devono essere posizionate correttamente.

Il nuovo design di Shaw mette le cinture addominali nella giusta angolazione per fissare il bacino nei punti giusti, come indicato nei crash sled test. Con il bacino assicurato, ora si trovava sulla parte superiore del corpo.

Per anni, le cinghie a tracolla sono state montate sulla traversa posteriore inferiore del telaio per garantire robustezza e facilità di montaggio.

La maggior parte dei produttori di cinture e sedili suggeriscono che gli ancoraggi delle cinture a spalla dovrebbero essere circa 10 gradi al di sotto del piano della parte superiore della spalla o della clavicola. Quel punto di ancoraggio orizzontale si traduce in circa 1 pollice sotto la parte superiore della zona della spalla o della clavicola dove la cintura della spalla entra in contatto con quella zona.

In un’applicazione Sprint Car, la barra laterale con telaio ad A fornisce una variazione direzionale equivalente al punto di montaggio dell’ancoraggio inferiore da 1 pollice. Inizialmente, Shaw e Grant hanno tentato di montare le cinture a spalla direttamente sulla barra del sedile, ma, a causa della vicinanza al sedile e dello scomodo angolo di montaggio, le cinture non potevano essere avvolte correttamente per evitare che il regolatore a tre barre sporgesse attraverso i fori delle cinture a spalla. Questo problema potrebbe ferire il collo o la testa del conducente in caso di incidente o interferire con l’HNS, per cui si è scelto di utilizzare la barra inferiore del telaio A come supporto di ancoraggio alternativo.

Quello che hanno trovato durante le loro ricerche è stato che, per ridurre la possibilità che il telaio A si danneggi in un brutto incidente, hanno rinforzato il telaio A e i supporti della cinghia continuando la barra laterale centrale del telaio A verso il montante esterno del telaio per fornire un maggiore livello di sicurezza. Shaw ha iniziato a implementare questo nuovo cambiamento in tutti i suoi nuovi telai Sprint Car a partire dal 2010.

Il nuovo design più sicuro di Shaw ha già vinto quattro gare nella Top Gun Sprint Series Florida, dimostrando che un telaio Sprint Car più sicuro può essere anche un telaio Sprint Car più forte e veloce.

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