U svijetu Formule 1, sigurnost vozača je od najveće važnosti. Nakon nesreće Julesa Bianchija na Velikoj nagradi Japana 2014. godine, uveden je novi sigurnosni uređaj poznat kao ‘Halo’, s ciljem poboljšanja zaštite vozača. Iako je prvotno dočekan s mješovitim reakcijama, kontroverze oko ovog uređaja su se sada smirile.
To je zato što je Halo u posljednjim sezonama više nego dokazao svoje sposobnosti spašavanja života. Od incidenta Charlesa Leclerca na Spa-Francorchampsu 2018. godine, preko vatrene nesreće Romaina Grosjeana u Bahreinu 2020. godine, pa sve do nedavnog preokreta Guanyu Zhoua na Silverstoneu 2021. godine, mnogi vozači su zahvaljujući Halo-u prošli ozbiljne nesreće s samo manjim ozljedama.
Halo je postao ključan element u zaštiti vozača, demonstrirajući svoju efikasnost u situacijama koje su prije predstavljale ozbiljan rizik za život. Ovaj sustav, koji je prvotno bio predmet rasprava zbog svoje estetike i težine, sada se priznaje kao neprocjenjiv u očuvanju sigurnosti u Formuli 1.
Dizajniran da izdrži statički opterećenje koje je 15 puta veće od težine Formule 1 i kotač težine 20 kg (44 lbs) pri brzini od 225 km/h (140 mph), ovaj članak proučava inženjerske aspekte dizajna, proizvodnje i testiranja ovog revolucionarnog sigurnosnog uređaja.
**Što je Halo?**
Halo je trokraki cijevni okvir od titana koji okružuje kokpit Formule 1. On djeluje kao štit koji odbija ili upija sile udarca tijekom nesreća. FIA (Fédération Internationale de l’Automobile) počela je istraživati različite zaštitne uređaje za prednji dio kokpita još 2011. godine. Regulatorno tijelo razmatralo je opcije poput potpunih nadstrešnica i struktura nalik rollbarima.
Tri dizajna su se pojavila kao moguća rješenja:
1. **Halo** – trokraki okvir od titana.
2. **Shield** – vjetrobransko staklo napravljeno od Opticor plastike.
3. **Aeroscreen** – kombinacija Halo-a i Shield-a.
FIA je također provela istraživanja prošlih nesreća, simulirajući svaku situaciju s Halo-om kako bi ocijenila njegov potencijalni utjecaj na sigurnost vozača. Analiza 21 studije slučaja pokazala je da bi u 19 slučajeva Halo smanjio ozbiljnost ozljeda vozača.
Što je Halo?
Suprotno popularnom vjerovanju, Halo nije napravljen potpuno od karbonskih vlakana. Umjesto toga, izrađen je od legure titana poznate kao Grade 5 6AL4V, koja je materijal svemirske klase. Ovo omogućuje da trokraki cijevasti titanski okvir teži samo 7 kg, a istovremeno izdrži težinu dva afrička slona.
Halo se sastoji od tri glavna elementa:
1. Prednji dio u sredini, koji se naziva ‘V prijelaz’
2. Dva cijevna dijela koja su zavarena zajedno
3. Stražnji nosači
Kako se Halo proizvodi?
Budući da su korištene nesvakidašnje dimenzije cijevi, proizvođači su morali početi iznova. „Moramo bušiti cijev, a zatim obraditi vanjski promjer prije nego što se cijev može saviti,“ ističe Daniel Chilcott, izvršni direktor SST Technology. „Zbog točnosti koju zahtijevaju stražnji nosači i glavna struktura Halo-a, Halo se zapravo sastoji od dva cijevna dijela koja su zavarena zajedno, a ne od jednog komada savijenog za punih 180 stupnjeva.“ 
Titanij se oksidira kada se zagrije, stoga se cijevi savijaju koristeći postupak poznat kao „hladno savijanje“. Da bi se osiguralo da titanij zadrži svoje visoke performanse tijekom procesa savijanja, brzina savijanja mora biti spora i dosljedna.
„Jedini razlog zašto to možemo postići je što koristimo potpuno električni stroj za savijanje cijevi,“ ističe Chilcott. „Ovaj stroj primjenjuje istu količinu okretnog momenta tijekom cijelog procesa, postižući proporcionalno savijanje, umjesto korištenja hidrauličkog stroja koji možda ne bi mogao primijeniti dosljedan opterećenje, što može dovesti do pucanja.“
Zavarivanje titanijumskih cijevi također predstavlja izazov, jer materijal treba biti zaštićen kako bi se spriječila oksidacija koja bi mogla utjecati na čvrstoću zavara. „Razvili smo specijaliziranu tehniku zaštite u kojoj zavarujemo dijelove koristeći jedinstvenu mješavinu plinova kako bismo osigurali da se zavari ne oksidiraju na bilo koji način,“ kaže Chilcott.
V prijelaz i stražnji nosači obrađuju se iz titanijskih blokova koristeći 3- i 5-osne glodalice. Složenost i veličina V prijelaza rezultiraju vremenom obrade od najmanje 40 sati. Nakon što se cijevi zavaraju i ohlade, pričvršćuju se na V prijelaz, a stražnji nosači se također zavaruju na strukturu.
Zadnji korak uključuje obradu cijelog skupa prema toleranciji, osiguravajući da se pravilno uklapa u šasiju. „Tolerancija kroz rupe za vijke na stražnjim nogama je 100 mikrona, što je izazov na konačno obrađenoj strukturi. To rješavamo tako da osiguramo Halo na ‘nosu’ i završno obrađujemo stražnje nosače, a bez ovog završnog procesa, Halo se ne bi mogao pravilno uklopiti u šasiju,“ objašnjava Chilcott.
„ Testiranje Halo-a sastoji se od dva statička testa,“ objašnjava Jim Watson, inženjerski menadžer u CIC-u. „Prvi test uključuje opterećenje koje dolazi s gornje strane pod kutom od 22,5 stupnjeva i to je jednostavniji test za provedbu. Teži test je onaj u kojem opterećenje dolazi sa strane. Oba testa dosegnu 125 kN, nakon čega se opterećenje uklanja, pa ne testiramo konačnu čvrstoću dijela, već samo opterećenje koje je propisano pravilnicima.“ Nakon što prođe testiranje, čvrstoća same strukture se smatra sigurnom. Međutim, Halo se ponovno testira tijekom homologacije šasije. Tijekom ovih testova, Halo je pričvršćen na šasiju i mora se osigurati da ne dođe do „nikakvog kvara bilo kojeg dijela za preživljavanje ili bilo kakvog oštećenja veze između strukture i zone preživljavanja.“ „Što se tiče aerodinamike, svakako nije bez posljedica“, kaže Peter Prodromou, bivši glavni tehnički direktor za aerodinamiku u McLarenu. „Izazov u prvom redu je prilagoditi se i minimizirati gubitke, a zatim razmisliti o mogućnostima jer otvara neka potencijalno zanimljiva područja. Postoje različite implikacije u načinu na koji utječe na protok zraka prema usisu motora, na određene sustave hlađenja koje timovi imaju u tom području, uključujući i nas, kao i na hlađenje stražnjeg krila.“
Kako bi nadoknadili aerodinamičke gubitke uzrokovane Haloom, posebno oko usisa zraka, FIA je dozvolila timovima slobodan prostor od 20 mm u kojem mogu razvijati aerodinamičke obloge. Kako bi pričvrstili ove obloge od karbonskih vlakana na Halo, timovi omotavaju titanski okvir karbonskim vlaknima, čime Halo dobiva isti izgled kao i ostatak šasije.