如何造一輛捨己救人的汽車_風聞
观察者网用户_239377-2020-10-23 09:29
在碰撞發生後不到 1 秒的時間內,你的車可能會直接變成一團廢鐵。 隨之報廢的,是坐在駕駛室的你。

如何才能在這樣一次碰撞中生還?為了在不可預知的車禍中保你一命,汽車都進行了哪些安全設計?
汽車的安全系統,可以簡單分為主動安全系統與被動安全系統。
大多數汽車,會通過主動安全系統,如疲勞駕駛警告系統、對向車輛自動迴避系統、行人避讓系統等,來輔助緊急時刻下你不受控制的雙手和雙腳,預防事故的發生。

但真實的碰撞往往在千鈞一髮之際,一旦發生,就只能祈求被動安全系統發揮作用了。

當你的車撞向隔離帶、牆壁等固定不動的障礙物時,汽車會在 150 毫秒內由高速行駛瞬間變為靜止。而這一瞬間的加速度,都要由你的身體來承受。

以我們都熟悉的安全帶和安全氣囊為例,安全帶可以讓你不至於在車禍中被甩出窗外或是撞擊車身,而安全氣囊則為你的身體保留了最大的緩衝空間。

但要吸收行駛狀態下的巨大動能,減輕乘坐人員傷害,還得依賴車輛本身的結構。
在車禍中,你的身體會因為不同程度的加速度而受到傷害。以腦袋為例,受傷程度可以用這樣一條公式來計算:

可以看出,傷害的嚴重程度,主要取決於碰撞發生時的加速度大小。所以為了減少傷害,就需要車輛在碰撞時,通過壓縮自身結構來吸收動能,減小碰撞時的加速度。
我們發現,以大多數轎車都在使用的籠式車身結構為例,它是由「高強度座艙區」與「衝擊潰縮區」兩部分組成的。

「衝擊潰縮區」主要由普通硬度鋼材的前縱梁和強度較低的鋁製防撞梁組成。
在低速碰撞如 15 km/h 時,鋁製防撞梁會先犧牲自己壓縮變形吸收動能,保護其他部位結構,降低維修成本。而高速碰撞如 64 km/h 中,前縱梁也會通過預留的潰縮槽,迅速壓縮,吸收動能。
「高強度座艙區」為了保護乘員,通常採用不易形變的超高強度鋼材。比如籠式車身的發明者沃爾沃汽車,就會使用最高強度可以達到 1600 MPa 的硼鋼,每平方釐米都能承受兩隻成年大象體重的壓力。

那麼擁有前縱梁吸能和高強度座艙的車輛是否就一定可以保護好碰撞中的乘員安全了呢?
答案是不一定。
正面碰撞事故是最常見的汽車事故,而根據與障礙物的重疊區域大小,可以分為三種碰撞形式,即小重疊碰撞,中等重疊碰撞,和完全重疊碰撞。

一般的碰撞安全測試,往往只考慮中等重疊碰撞和完全重疊碰撞,只要能通過這種大面積碰撞測試,大部分車禍中的乘員安全就可以得到保障。
但這份 2009 年的研究指出,美國交通事故中有多達 24% 的正面碰撞事故是小重疊碰撞。而小重疊碰撞很可能會避開傳統設計中用來吸收碰撞能量的縱梁部分。

在 2012 年 8 月,致力於提高新車碰撞安全性的美國公路安全保險協會(IIHS),在測試中突然增加了正面 25% 偏置碰撞試驗。
參加首批測試的 12 輛新車對這項測試毫無防備,僅有 3 款車型在這一項中得到了 A 以上的評價。

究竟是怎樣的難題讓這些車子暴露出了安全隱患?
在 IIHS 的正面 25% 偏置碰撞試驗中,車輛會在牽引裝置的作用下以 64.4 km/h 左右的速度和 25% 左右的重疊率正面撞擊固定剛性壁障,並在駕駛員位置放置假人,用於全面評估駕駛員的受傷害程度。
通過觀看這些測試視頻,我們發現,在小重疊碰撞中對駕駛員傷害最大的,是輪胎。由於輪轂難以發生形變,在 25% 偏置碰撞中,輪胎會直接被撞進駕駛室。
以當時碰撞測試中評價得到「較差」的這輛車為例,駕駛室下部踏板處被侵入了 32 cm,假人的右腳被完全困住,左腳也已經接觸到輪胎。
雖然這樣的侵入難以傷及腦袋,但對駕駛員來説,很有可能造成下肢骨折甚至殘疾。

然而,這樣突如其來的測試並沒有難倒一向對安全十分重視的沃爾沃。我們看到,獲得「優秀」評價的這台沃爾沃 S60 ,駕駛室的下部幾乎沒有形變。

這不僅因為沃爾沃 S60 的座艙區結構強度足夠大,而且在碰撞時,車輪直接飛了出去。
在觀察了許多視頻案例後,我們發現這種「丟輪保命」的情況在沃爾沃多款車型中都存在。
這是由於沃爾沃的車輪軸採用的特有結構,在小重疊碰撞時前輪可以從副車架、懸掛系統上順利穩定地脱落。
當然,這項測試只是對車輛安全性能全面評估的冰山一角。沃爾沃的本願,並非應對測試,而是打造一輛既能主動出擊,提前化解危機,也能在避之不及時,全力護你周全的安全座駕。

讓你不僅能安心快樂地開車,還能安心快樂地看它通過每一場激烈的測試。