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杂谈 为了你的安全汽车工程师都开过哪些脑洞

       

  汽车上有哪样配置,你一辈子也不想用到,但买车时还必须要有?答案显而易见,是安全气囊。

  行人和汽车之间,似乎永远处于矛盾的对立面。全球每年大约有124万人因为交通事故丧生,这俨然已经成为了威胁行人安全的一大杀手。但汽车早已成为生活中必不可少的交通工具,为整个社会的发展贡献着举足轻重的力量。

  所以如何调节缓和这对矛盾一直受到汽车界的持续关注,也因此诞生了各种各样奇思妙想又显得颇为奇葩的构思和装置。

  小百弟大致搜罗了一番,在汽车安全上倾注心血的设计不可谓不多,其中为保护行人的设计更是占了很大比例。今天小百弟就节选了几个很有趣的创意,暂且不考虑具体的实用性,权当做开眼和涨姿势。

  安全气囊是如今汽车上必不可少的装置之一。一般常见的安全气囊都位于车内,包括中控台和车门两侧。发生激烈碰撞时,安全气囊可以起到有效的保护作用,配合安全带,关键时刻甚至能拯救宝贵的生命。

  但今天要讲的安全气囊却是被设置在车身之外,为的是在发生碰撞时,减少汽车对行人的伤害。

  外置安全气囊具体的提出者目前无从考证,但最早采用该设计的应该是以安全著称的沃尔沃。沃尔沃首次在V40引擎盖与挡风玻璃之间尝试配置气囊。具体工作原理是:发生撞击时,引擎盖的底部会被升起,气囊形成缓冲垫,减少撞击对行人头部的伤害。

  事实上,不仅是沃尔沃对这项设计感兴趣。奥托立夫公司(Autoliv)也与沃尔沃一起研发外置气囊,还曾尝试一种中空的车门安全钢管。钢管里装了气囊,发生事故时可以充气,强化车门强度,从而保护乘客及行人等。

  遗憾的是外置安全气囊的构思并没有经过实际使用的检验,效果自然无从验证。但从实验数据得知,外置安全气囊可将伤害降低30%,其实这个成绩已经很是令人满意。

  不过小百弟觉得,想法是很美好,实际应用中肯定会出现一些问题。要知道安全气囊瞬间充气产生的冲击力很是不小,在发生碰撞时,也许会减少汽车对行人的冲击,但安全气囊本身的反弹力瞬间作用,会不会把行人弹到更远的地方呢?那样一来,造成的二次伤害会更加严重,而且瞬间冲击力很容易导致内伤的发生。

  比起外置安全气囊的“减缓冲击”,谷歌在汽车行驶安全之上,探索了一种”粘人方案“。

  谷歌是世界上最早探索和发展无人驾驶的科技企业,也是目前世界上无人驾驶技术最为成熟的科技公司。除了不断提高汽车的“智慧“,谷歌为提高行车安全性开发了各种各样有趣的技术。

  就在去年的5月19日(北京时间),谷歌公布了一项刚刚获得的专利:为无人驾驶汽车安装具有强粘性的车头,来降低事故发生时汽车对行人和骑行之人的冲击。

  简单来说,就是设计了一种可以将行人牢牢黏住的车头,避免了事故的二次伤害。

  看到这里,小百弟其实无耻地笑出了声,谷歌不会是从”粘蝇板“上找到了灵感吧。汽车将行人牢牢黏住,感觉很滑稽呢。而且,如此具有黏性的车头,在行驶的过程中,一旦粘到一车的飞虫。。。那画面太美,小百弟觉得不忍观看。

  很多车祸造成严重的损伤,与二次伤害密不可分。何为二次伤害呢?就是当行人被汽车撞击后,可能会被甩到车顶或硬质路面上,还有可能遭到其他车辆的撞击。有证据表明,二次伤害在交通事故中造成的伤情最为严重。

  谷歌设计的”粘性车头“在事故发生时,将被撞击者牢牢粘住,可有效避免二次伤害的产生。但这种设想真的可以奏效吗?美国物理学会外联部主任丽贝卡·汤普森(Rebecca Thompson)表示,从物理学角度来看,借助粘性车头避免二次碰撞的确能够减少伤亡。

  不过她同时也指出,这个想法并不完美。由于行人被牢牢粘在车头,汽车或将无法安全移动,而且在没有紧急刹车的情况下,有可能在车底拖拽行人的腿或胳膊,造成新的创伤。

  那这项技术的实用性在哪儿?小百弟觉得,也许由于被撞者被粘在车头,所以肇事司机无法驾车逃离现场,这对司机有一定的警示作用,从而减少交通肇事逃逸的发生。

  当然,正如谷歌发言人对媒体所说,申请专利并不意味着粘性车头会实际投产,只是表明谷歌正在思考各种方法减少交通事故及其造成的伤害。

  至于之前小百弟担心的粘住昆虫的问题,谷歌则表示将会为这种粘性车头设计一个类似于鸡蛋壳的涂层,避免汽车在正常行驶过程中成为昆虫收集器。

  之前听过一个笑话:拿西瓜和菠萝打头,哪个比较疼?正确答案是头疼,但很多人会下意识地选择西瓜,这是为何?

  事实上在同样力度之下,西瓜产生的疼痛感要小于菠萝。这跟西瓜的密度和硬度有关,产生撞击的一瞬间,由于西瓜整体较菠萝软,会吸收一部分的力,从而减少冲击。

  不知道是不是从这个笑话获取了灵感(滑稽脸~),谷歌,准确来说是谷歌旗下的无人驾驶企业Waymo,在今年8月份获得了一份脑洞大开的新专利:制造出在撞击时会自动变软的车身。其实是在车身外面加装了一层保护壳,里面有一些玄妙的机关。

  可能有同学看不动这个工作示意图。通俗来说,这个造型很像弓的形状。图中那些垂直的线可以收紧或者放松,能够根据现实的情况调整无人车外保护壳的刚性。就像是在弯弓射箭的时候,弦绷得越紧,则弓越硬,射出的箭也能飞的更远,反之则弦松弓软,箭也飞不远。

  当然,不同于弯弓射箭那么简单,这个机关需要和车辆上的传感器配合起来工作。一旦传感器检测到无人车要装向其他物体(包括行人),那么就会将信号传输给这些机关,收到信号后,机关会自主选择收紧或放松以改变车辆外保护壳的刚性。

  也就是说,在撞向车辆或者灯柱时,那些”弦“会收紧,保证保护壳的坚硬程度;如果撞向的是行人,机关会下达”放松“指令,让保护壳”变软“,减少对行人的伤害。

  而且,Waymo为了达成这种松紧有度的效果,还设计了另外几种方案,比如使用弹簧或者金属液压杆等。

  当然,同以上两种方案相似,最终效果都是没有经过实际使用测试,从理论来讲确有可行之处。不过,车辆外壳刚性的改变会如何影响车内乘客的安全,Waymo至今未能给出相关解释。这又会产生新的问题,也需要给于关注和解决方案。

  事实上,不仅是Waymo,宝马也曾推出过有过类似构想的概念车GINA,概念车的骨架被换成活动式的碳纤维棒,金属的蒙皮被更换为布料。车门开启时布料会产生褶皱。引擎是由中线向两侧分开、车灯则类似眼睛一样张开,甚至脸内部都是可以变形的,科技感十足,活脱脱一个变形金刚。

  也许有人会说了,小百弟你讲了这么多,没有一样能在现实中看到的啊,更别提大规模使用了。

  是的,我承认这些概念或实验目前都处于雏形阶段,想要在实际生活中见到它们简直是痴人说梦。但我更想说的是,自汽车被生产出来之后,与行人的对立就由此产生。百年以来,多少工程师不断努力,为的不是消灭这对矛盾,而是寻求二者间的和谐。

  无论是外置安全气囊,还是”蛋壳车体“都是汽车发展史上值得纪念的点。在以人为本的今天,工程师们思考的更多的是对人的关怀。因此汽车不单单再是一种交通和生产工具,更在某些程度上被赋予了人文思想。

  而且,那么多在当时看起来荒诞不羁的构想,后来不一一变成了现实吗?甚至变得更好。那么同理,我们有理由相信目前提出的一些设计思想会在某天悄悄来临,改善着我们的生活,改变着我们的社会。

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