汽车史上的“代表人物”--碰撞中的假人

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说到汽车碰撞法规,我们不能不说说碰撞试验中的假人模型。作为汽车安全性的“第一体验者”,从它问世至今贡献巨大。甚至可以说,没有假人的出现,就不会有众多融合高科技的完备安全配置。假人,在一次次猛烈撞击后,在一次次濒临支离中,它已不仅仅是人类的替身,而成为了汽车发展史上的“代表人物”。



人是一种脆弱的动物,必须避免各种可能的伤害。从中世纪的盾牌一直到现代的宇航服,其发明的初衷都是为了保护人体免受伤害。现代交通工具的设计无一不把安全当作重要因素,飞机的弹射座椅挽救了数百人的生命,汽车座椅微微前倾,用以吸收碰撞时的能量。


所有这些设计及想法,都是以人为中心的,然而却没有可供试验的人体。为解决这些问题,科学家最初用死尸进行试验,黑猩猩以及狗也都曾作为试验品,但是由于他们与人体相差很大,所获得的数据也不能让人满意。


1949年,世界上第一个假人由S ie rra公司为美国空军设计制造的。最初的假人只有一些简单的功能,除了可模仿人类运动,以及获得加速度等数据以外,它们无法测量在测试中感受到的撞击力。为解决这些问题,人们做了很多的改进,包括曾经设想制造全向假人,但现在一般倾向于将假人分为“前面碰撞假人”以及“侧面碰撞假人”,并且根据人的年龄、性别、体重等分别设计生产。


假人之解疑


●一个假人价值几何?


一个假人造价高达4万美元左右,如果加上传感器配套设备,得需6-7万美元。


●假人是用什么材质制成的?


假人模型大部分是由金属与塑料制作的,其胸腔是钢制的,肩胛骨是铝制的,盆骨是塑料的。假人的皮肤摸上去不仅要有弹性,还要跟真人一样有一定的承受力。一个假人由近400个部件、大约60个传感器组成。


在正面碰撞试验中应用最多的H yb r id3假人的头部为铸铝材料,皮肤为可拆卸的乙烯橡胶,颈部有分段橡胶以及中空铝架构组成,可正确模拟头部的弯曲及延伸。胸腔由高强钢材以及聚合体减震材料组成,可真实反映人体胸部的挠曲特性。颈部与胸部的角度可由一个支架进行调节,支架内装有6向传感器,肩胛骨与锁骨内部的传感器可测量安全带的压力。由橡胶制成的腰脊柱可模仿人的坐姿,内部装有3向压力测试单元,骨盆由乙烯泡沫制成,球形连接的关节可以模拟碰撞时所起到的减震作用。大腿骨、胫骨可以预测骨折的发生,并可测量韧带所受的拉力。脚及脚踝可以测量关节的活动范围。


●用于碰撞的假人大致分几类?


成人模型大致有三类:50%人模———代表身高177厘米和体重86公斤的中等身材;95%人模———代表身高188厘米和体重108公斤的大型身材;5%人模———代表身高148厘米和体重56公斤的矮小身材。


儿童人模还分6月人模(身高67厘米,体重10公斤)、12月人模(身高76厘米,体重13公斤)、18月人模(身高83厘米,体重16公斤)、3岁人模(身高97厘米,体重20公斤)、6岁人模(身高130厘米,体重30公斤)、10岁人模(身高138厘米,体重36公斤)。


●碰撞试验中为什么使用假人?


汽车实车碰撞试验的目的主要是检验碰撞过程中车子对乘员的保护能力。这种危险性的、破坏性的试验无法用真人来做。国外机构在解剖了大量尸体后,根据人体的动力与特性及各部位的质量大小等,制造了模拟型人(假人)。


假人在研究和试验中更具优势,可以在头部、胸部、腿部、颈部等处安装传感器,以利于数据的采集和分析。国内目前碰撞法规定,试验车辆前排座椅上安放两个混合三型男性假人。两个假人是一样的,评价指标没有差别。除此之外,在“假人家族”里,还有女性假人和儿童假人。


●假人的受伤程度是如何表现的?


在碰撞的一刹那,假人头、胸、膝盖等重点部位受伤的数据,会通过内置于模拟人体内的传感器被采集器采集。研究人员借助这些数据,就可分析出车祸中真人的受伤程度,并参考相应指标,对汽车的安全性能进行评估。


●一个假人可以经历几次撞击?


实验中,假人经常会受伤。“头皮”撞破、“肋骨”折断、“脖子”扭伤等是家常便饭,但经过修复和更换后,每个假人都可以经历几百次车祸。


●假人模型经历了怎样的发展?


1948年美国空军首次使用人模做飞机座椅弹出试验;1950年汽车制造商开始为碰撞试验开发人模;1973年通用汽车公司研制了更好的人模H yd r id2;上个世纪80年代H yd r id3和美国侧碰人模US SID问世;1991年欧洲推出自己的侧碰人模EURO SID。


●我国有自己的假人吗?


我国的有关法规规定,正面碰撞实验必须用国际认可的碰撞假人,而我国还没有得到国际认可的生产厂商,因此现在的假人还必须从国外进口。






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