王馨立
中國的車禍死亡率已連續(xù)10多年保持世界第一,中國以世界3%的汽車保有量,制造了全球16%的死亡人數(shù)。我國城市每萬輛車死亡率是美國的17.8倍。
可是,你知道一場車禍究竟能有多“傷不起”?科研人員一直在嘗試通過模擬試驗獲得各種準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。不久前,設(shè)立在美國密歇根州來米爾福德市的通用汽車模擬人試驗裝置(ATD)實驗室進行了一次逼真的沖撞試驗,結(jié)果駕車者“頭”被撞飛,胸部被嚴(yán)重擠壓,身體被扭曲,而這觸目驚心的實驗僅僅只是一個基準(zhǔn)面,還有更多的嚴(yán)重后果尚待揭示。科研人員稱,下一代試驗裝置的傳感器將進一步升級,當(dāng)沖撞進行時,每秒鐘可從轎車與人體血肉之軀間獲得7萬個數(shù)據(jù)點。
ATDS在模擬人體內(nèi)總共裝有192個傳感器,借助于它們,工程師可以更準(zhǔn)確地預(yù)測受傷的風(fēng)險。升級后的新一代智能模擬人將使試驗更形象化,數(shù)據(jù)收集的速度也隨之加快,而新安裝在胸腔內(nèi)被稱為RibEye(肋眼)的探測器,還可以幫助工程研究人員更好地了解在發(fā)生激烈碰撞時,胸部每一根肋骨是如何被壓縮變形的,以此來估量車禍危害的嚴(yán)重程度。
剖析模擬人試驗裝置
下軀干:
當(dāng)車輛前段發(fā)生沖撞時,車上的儀表板會擊中假人的膝蓋,并激發(fā)出一股能沿至臀部骨盆和股骨間的沖擊波。來自腰椎負荷傳感器和骨盆加速度計的數(shù)據(jù),再與腿部傳感器數(shù)據(jù)相結(jié)合,就能充分證實它們之間所包含著的沖擊波力度以及致使髖關(guān)節(jié)脫臼粉碎的力度數(shù)據(jù)。
腿:
研究人員在模擬人的鋼質(zhì)股骨和脛骨處安裝了敏感的負載傳感器來預(yù)測骨折和膝蓋韌帶撕裂的狀況;腿內(nèi)全金屬牽引桿,還能測試股骨上3000磅以上和脛骨上2500磅的沖擊力度,這股沖擊力遠遠超出人體的極限,骨頭早就粉碎了。
黑盒子
在一次150毫秒的典型性沖撞測試中,3個安裝在模擬人體內(nèi)的“黑盒子”,每次能捕獲16千兆字節(jié)的數(shù)據(jù),這意味著每一個模擬人體內(nèi)的傳感器每秒能被計算機記錄7萬個以上的數(shù)據(jù)點。
頭部:
在發(fā)生激烈沖撞時,汽車頓時被迫降速,致使智能模擬人的頭部迅速而猛烈地撞上前方,直到碰上安全氣囊,就在這幾毫秒的時間里,在頭顱里3粒小花生米大的加速度計已追蹤到頭部前沖的速度,包括左右上下的速率。沖撞發(fā)生后,傳感器能迅速查明顱骨斷裂,腦震蕩和腦部受損的種種狀況,傳感器能自動記錄750克以內(nèi)的重力加速度所造成的人體受傷狀況,要知道,80克的重力沖擊力度就能斷裂人的顱骨。
脖子:
模擬假人的頭部也是可活動的,它的脖子可彎曲、扭轉(zhuǎn),能延伸。頸部5.5英寸寬的編織鋼帶交替圍繞在鋁盤和膠墊層之間,這使得模擬人的頸椎可自然彎曲,上部裝有類似曲棍球大小的測壓元件,用來記錄沖撞試驗時頸椎的側(cè)向力和力矩的數(shù)據(jù)。這些測得的數(shù)據(jù)被工程師們用來評估脖子在發(fā)生車禍時,頸椎在多大程度上會遭受鞭抽式的損傷和骨折。
胸腔:
胸前系有安全帶的駕駛員仍會猛烈地撞向方向盤,緊接著的就是肋骨斷裂和肺部受損,其嚴(yán)重程度取決于胸部受壓程度。為得到壓力數(shù)據(jù),在沖撞試驗中,設(shè)計師們在胸腔內(nèi)安裝了3個RibEye(肋眼)光電探測器,它們探測的亮光來自模擬人肋骨間6-18個紅色的LED(發(fā)光二極管),肋骨內(nèi)的微處理機能知曉每一個LED在一毫秒瞬間的動作,也就是說,它們能提供相應(yīng)力度被壓縮的胸腔內(nèi)各器官受損變形的3D照片。