Наука за чудесным спасением Ромена Грожана из горящего болида. 28 секунд ужаса и десятки лет инноваций.

29 ноября 2020 года гонщик «Формулы-1» Ромен Грожан на скорости 192 км/ч врезается в металлический барьер на первом круге Гран-при Бахрейна. Сила удара в 67g приводит к разрыву гоночного болида пополам в районе топливного бака. Передняя часть болида проходит через барьер, уже будучи охваченной огнем. В ней запертым в огненной ловушке на 28 секунд остается пилот. 28 секунд скорбной тишины, вздох удивления и выдох облегчения — Грожан, как герой боевиков 1990-х, выходит из огня. У него легкие ожоги рук и растяжение лодыжки.

Это спасение можно было бы считать настоящим чудом. Но чудо — это вмешательство высших сил в естественный ход вещей. А за спасением Грожана из огня стоит одно важное открытие, случившееся более полувека назад.

Открытие Суини

Неожиданным героем, причастным к спасению Грожана из огня, является химик компании DuPont Уилфред Суини. Автомобильные гонки были популярным развлечением в США в 1960-х, и мимо Суини не могли пройти новости о трех трагических смертях, произошедших в 1964 году на гонках в Штатах. Эдди Сакс, Дейв Макдональд и Гленн Робертс погибли в огне после жутких аварий. Робертс получил ожоги второй и третьей степеней, было повреждено 80% тела. Несколько недель он цеплялся за жизнь, но в конце концов умер. Как рассказывают историки науки, эти жуткие аварии и стимулировали проведение исследований огнеупорных материалов для костюмов гонщиков.

Британец Суини в 1961 году работал в центре исследований по улучшению жизни с помощью химии. По крайней мере боссы химического монстра DuPont хотели, чтобы их компания ассоциировалась именно с такого рода вещами. Но, как это обычно случается, репутация у фирмы была неоднозначная. Она была плотно связана с военкой, поставляла напалм для войны во Вьетнаме, а сейчас стабильно входит в топ фирм, которые загрязняют токсичными отходами воду. Посмотрите, например, относительно свежий фильм «Темные воды», который посвящен как раз этому факту.

Так вот, Уилфред Суини в 1960-х сумел соединить длинные полимерные гирлянды из углерода, водорода, азота и кислорода. Комбинация демонстрировала удивительное свойство: противостояла огню.

У гонщиков 1950-х и 1960-х не было огнестойких костюмов, как не было и никаких сводов правил и требований к ним. Гонщики могли носить обычную повседневную одежду — например, джинсы. Специализированные костюмы могли изготавливаться из шерсти, которая не горела, но обугливалась, или быть пропитаны химическими растворами, борной кислотой, пищевой содой. В общем, каждый выкручивался как умел.

Из огнестойкого материала, который впервые синтезировал Суини, к середине 1960-х начали делать нити, а из них, в свою очередь, соткали ткань, которая нынче широко известна профессионалам как Nomex. Наиболее важная особенность этого материала — исключительная стойкость к горению. Он самозатухающий, при нагревании до 370 градусов по Цельсию просто обугливается и, что чертовски важно, не плавится.

Обычно синтетика в огне спекается в комок. Думаю, многие в детстве жгли пластмассу и могут представить, чем грозит подобная горячая капля коже.

Из космоса на трассу

В гоночную индустрию Nomex попал из аэрокосмической отрасли благодаря личной дружбе между астронавтом Питом Конрадом и гонщиком Биллом Симпсоном, который более известен как пионер в области безопасности гонок.

Астронавт баловался участием в гонках Formula Vee, а Симпсон экспериментировал с огнеупорными гоночными костюмами из алюминизированного саржевого хлопка, которые, по его собственному признанию, были просто ужасными.

В 1966 году Конрад предложил Симпсону проверить новый материал, который использовали для куполов возвращаемых парашютов программы Gemini, а позже — в скафандрах астронавтов «Аполлона», которые полетели на Луну. NASA выбрала Nomex за его огнестойкость и гибкость. Эти свойства могли стать идеальными и для гоночной одежды.

Сперва экспериментальные костюмы из этого материала на протяжении одного сезона носили четверо гонщиков из «Формулы-1» и NASCAR. Отзывы относительно комфорта и характеристик после стирки были положительными. А в 1967 году компания Симпсона выпустила первый коммерческий гоночный костюм, который носили 30 из 33 гонщиков серии Indy 500.

Со временем в огнеупорные костюмы подобного рода переоделись все члены гоночных команд, требования к костюмам прописали в правилах, а DuPont нашла для себя новый неожиданный рынок сбыта. Ее материал стали использоваться для изготовления костюмов пилотов военных самолетов и пожарных по всему миру.

Thermo-Man

У оригинальных костюмов была одна проблема: при воздействии сильного тепла они теряли свою прочность, из-за чего могли рваться. А это, в свою очередь, могло помешать быстро извлечь гонщика из горящего болида. В 1970-х эту проблему решили, добавив к смеси небольшое количество кевлара. На протяжении многих лет формулу материала, из которого сделаны огнеупорные костюмы, анализируют, дорабатывают и улучшают. Разновидности волокон используют для нижнего белья и балаклав гонщиков.

В DuPont создали систему оценки ожогов в натуральную величину — тестовый манекен Thermo-Man, оборудованный сотней тепловых датчиков и одетый в тестовую одежду. Такие манекены регулярно и нещадно поджаривают открытым пламенем из 12 газовых горелок.

Это позволяет давать прогнозы относительно степени ожога, который может возникнуть у пользователей одежды, и пораженных участках тела, измерять передачу тепла телу и делать выводы о конструкции одежды. На основе этих данных разрабатывают новые формулы состава огнестойкой одежды, определяют, сколько и в каких условиях пожарные или те же гонщики могут находиться в огне.

Но, естественно, наиболее показательными оказываются истории, подобные чудесному спасению Ромена Грожана или масштабному пожару на пит-стопе на немецком Гран-при «Формулы-1» в 1994 году.

В случае с Грожаном столь длительное нахождение в самом сердце пожара привело бы к ужасающим результатам, будь он одет во что-то менее технологичное. Полиэстер или другая менее устойчивая синтетика превратилась бы в расплавленную липкую массу, которая просто проплавила бы его плоть.

Ромен Грожан въехал в металлический барьер на скорости 192 км/ч. Титановая дуга защитила его от разорванного барьера, система защиты шеи и головы HANS уберегла от перелома основания черепа, шеститочечный ремень безопасности спас туловище от многочисленных переломов, а изобретенный 50 лет назад огнеупорный костюм дал столь важные 28 секунд на то, чтобы пилот успел выбраться из горящей груды металла. Места для чуда осталось совсем чуть-чуть.

Источник