李嘉泉　麥燕強(qiáng)　周國祥

一、課題背景

1952年，美國賓夕法尼亞州工程師約翰·赫特里特在一次交通事故后萌發(fā)了設(shè)計(jì)安全裝置的想法，最終，安全氣囊的雛型產(chǎn)生了。不斷的完善使得安全氣囊挽救了許多人的生命。但對于安全氣囊，我們了解的并不多，因此，我們在好奇心的驅(qū)使下決定以團(tuán)體的力量來對其進(jìn)行探究，擴(kuò)大視野，增長知識。

二、研究國的

1．對汽車安全氣囊有一個初步了解；

2．對未來汽車安全氣囊的展望；

3．提出安全氣囊在其他領(lǐng)域的應(yīng)用的創(chuàng)新設(shè)想；

4．增長知識，擴(kuò)大視野；

5．在探究中學(xué)會團(tuán)結(jié)、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和提高解決問題的能力。

三、研究的過程和方法

1．審定并提出方案：關(guān)于汽車的保護(hù)傘一安全氣囊的探究；

2．通過查閱資料和調(diào)查訪問，了解汽車安全氣囊的基本原理等；

(1)通過圖書館、書店和互連網(wǎng)收集有關(guān)安全氣囊的資料；

(2)通過網(wǎng)上論壇和遠(yuǎn)程對話等形式向?qū)＜艺埥毯吞接懹嘘P(guān)問題；

(3)到汽車維修中心請教專業(yè)人士：

(4)“運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法”在小組內(nèi)討論，提出自己的觀點(diǎn)。

3．對未來安全氣囊的用途和改善提出設(shè)想和可行性建議。

四、汽車安全氣囊的奧妙

1．安全氣囊的功能

在乘員使用安全帶的情況下，氣囊有助于減輕胸、頭和面部在碰撞時受傷的嚴(yán)重性。當(dāng)汽車發(fā)生前碰撞時，首先是汽車要停止運(yùn)動，車內(nèi)乘員在慣性力作用下仍以原來速度繼續(xù)向前運(yùn)動。如果此時裝在轉(zhuǎn)向盤或儀表板內(nèi)的氣囊充氣彈出，它就可以保護(hù)乘員減少其與車內(nèi)物相碰的可能性，更均勻地分散頭、胸的碰撞力，吸收乘員的運(yùn)動能量，從而起到補(bǔ)充安全帶效果的作用。因此氣囊主要在緩沖前碰撞或近似前碰撞嚴(yán)重性方面，提供補(bǔ)充保護(hù)作用。實(shí)際事故統(tǒng)計(jì)表明，僅有10％左右的事故能使氣囊充氣。

2．氣囊在車內(nèi)的標(biāo)識

駕駛員氣囊放在轉(zhuǎn)向盤轂內(nèi)，有一個完整光潔的裝飾外罩；乘客氣囊則藏在儀表板內(nèi)，在發(fā)生前碰撞或近似前碰撞事故時，固裝在組件內(nèi)的氣囊以規(guī)定方式?jīng)_破外罩充氣膨脹。

在轉(zhuǎn)向盤外殼和儀表板上刻有“Air Bag”或縮寫“SRS”(輔助乘員保護(hù)系統(tǒng))或“SIR”(輔助充氣保護(hù)系統(tǒng))，表明該車裝有氣囊。

裝有駕駛員用氣囊的轎車儀表板上有一個指示燈，向駕駛員表明氣囊系統(tǒng)狀態(tài)，汽車用戶手冊上說明了該指示燈的功能。

3．氣囊系統(tǒng)的工作原理

典型的氣囊系統(tǒng)包括三個組成部分，在發(fā)生足夠嚴(yán)重的前碰撞或近似前碰撞事故時(相當(dāng)于以大于16km／h的速度與一剛性壁正面碰撞)，車上的探測碰撞點(diǎn)火裝置主動將突然減速信號傳遞給氣體發(fā)生器的引爆裝置，使相關(guān)物質(zhì)(生成氮?dú)?，在乘員前方氣囊充氣，充滿氣囊所用時間不到0．05秒。氣囊充氣前折疊在轉(zhuǎn)向盤轂內(nèi)和儀表板內(nèi)，充氣時先將保護(hù)外罩自動充開。氣囊的側(cè)面有排氣孔，當(dāng)乘員碰壓膨脹的氣囊時，囊內(nèi)氮?dú)馀懦?，原來較熱的氣體在排出后快速冷卻，吸收乘員向前運(yùn)動的能量。

五、對未來汽車安全氣囊的設(shè)想

1．把安全氣囊應(yīng)用于保護(hù)汽車本身

現(xiàn)代汽車安全氣囊只用于保護(hù)車內(nèi)乘客，對汽車本身并無保護(hù)作用，我們提出把氣囊安裝在汽車車身周圍，并用智能電腦控制或者由駕駛者本身控制。當(dāng)汽車發(fā)生的意外已不能避免時，駕駛者或者電腦就可以及時打開安全氣囊，打開的氣囊可避免汽車其他物體的直接碰撞，而氣囊吸收這一過程產(chǎn)生的能量，保護(hù)了駕駛者及車輛的安全。其次，我們還可以利用氣囊來挽救落水的汽車，汽乍意外掉入水中時，在智能電腦的控制下迅速打開安全氣囊，這樣汽車就能漂浮在水面上，駕駛者就有足夠的時間逃生，汽車也不會被毀壞，這就達(dá)到了保護(hù)汽車的安全和駕駛者的安全的雙重目的。

2．把安全氣囊運(yùn)用到船、飛機(jī)等交通工具上

船本身的保護(hù)設(shè)施并不完善，兩船相撞的意外也時有發(fā)生。船在水上的行動并不靈敏，一些時候，兩船相撞的事故似乎不可避免。為此，我們設(shè)想把安全氣囊安裝在輪船上，在發(fā)生相撞時，能夠利用安全氣囊來緩解船的相撞力，把意外造成的傷亡減少到最低。1967年，蘇聯(lián)宇航員科馬洛夫乘坐的聯(lián)盟1號飛船返回地面時，因降落傘未打開，成為航天殉職的宇航員，這時的飛船作自由落體運(yùn)動，其速度多快是可想而知的。假設(shè)，聯(lián)盟1號上裝有大型的安全氣囊，如果降落傘不能打開，可以打開安全氣囊，飛船著陸時，安全氣囊可以吸收飛船在這一運(yùn)動過程中的能量以保護(hù)飛船不被撞毀，宇航員也就可能幸免罹難。

3．安全氣囊在衣服上的利用

人口老齡化正在成為當(dāng)今世界的人口問題之一，這就意味著我們的社會中的老年人將越來越多，關(guān)注老年人的身體健康也就顯得比較重要了。根據(jù)老年人的身體狀況我們設(shè)想在老年人的衣服上裝上安全氣囊，氣囊由同時裝在衣服上的微型電腦控制，當(dāng)老人行走時意外滑倒時，微型電腦立即做出反應(yīng)，打開安全氣囊……那老人就再也不用當(dāng)心骨折等致命的傷害了，甚至可以像年輕人一樣歡快地行走。

4．根據(jù)網(wǎng)槍的原理制造安全氣囊槍

近來經(jīng)?？吹骄煸谧プ锓笗r用的一種新式武器網(wǎng)槍，此槍可以用發(fā)射用高新材料制成的特殊子彈，在其接近目標(biāo)時形成一張網(wǎng)把罪犯網(wǎng)住。那么我們完全可以用同樣原理制成發(fā)射安全氣囊槍，當(dāng)看到兩車有相撞危險或高空墮物或人時，向其落點(diǎn)發(fā)射氣囊彈，達(dá)到保護(hù)人員生命財(cái)產(chǎn)安全的目的，同樣救生員也可以向落水者發(fā)射救生氣囊彈，對溺水者進(jìn)行遠(yuǎn)距離救護(hù)，用最短的時間挽救生命。

5．用納米材料制成更先進(jìn)的安全氣囊

現(xiàn)在安全氣囊受制造材料的強(qiáng)度和性能的限制，應(yīng)用范圍還不夠廣泛，如果能夠結(jié)合現(xiàn)代高科技納米技術(shù)，尋找新一代的高強(qiáng)度、高彈性、小體積、小質(zhì)量新型材料制成安全氣囊，使其有著更廣泛的應(yīng)用，使安全氣囊不但能保護(hù)人類的安全，還能在更多情況下保護(hù)財(cái)產(chǎn)安全，讓安全氣囊真正成為人類生命和財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)神。

(指導(dǎo)老師周兆富)