撞出来的安全

——清华大学汽车碰撞试验室采访记

来源：中国质量报 2013-5-20 何可

　　在清华大学，有一个专门“搞破坏”的实验室，叫做“汽车碰撞实验室”。

　　它所做的研究项目，不是设计或者生产出新车，而是把一辆辆新车撞烂；它也并不会给车企带来直接收益，反而每年要耗掉上百万元的成本。尽管如此，仍然有一汽大众、华晨金杯、昌和铃木、北京福田、北京吉普等车企与这个实验室合作，年复一年的往里“砸钱”。

　　5月22日，记者跟随试验工程师杨震，参观了这座有着“国内汽车安全性研究开创者”、“中国汽车第一撞”之称的实验室。

汽车“前脸”一撞就烂的秘密

　　“整车碰撞试验、安全气囊等零部件碰撞试验、乘员约束系统匹配试验、行人碰撞保护试验……”杨震告诉记者，这座实验室的研究都是建立在碰撞的基础之上，通过对各项数据的测量和研究，来提升驾乘者安全、汽车本身安全以及行人安全。目前这些研究成果不仅在汽车上“开花结果”，还广泛应用于载人飞船冲击及宇航员安全保护，海军舰船人员抗冲击防护等研究。

　　刚刚走进实验室的碰撞大厅，记者就看到几辆被撞得破烂不堪的轿车。这些车，有的车头被撞坏，有的侧方被撞得凹陷，有的车尾被撞得变了形……杨震说，别小看这些碰撞试验，一辆汽车从研发到量产，必须经过几十次碰撞试验，达到汽车安全法规的要求，才能成功上市。

　　有统计数据显示，近年来，道路交通事故死亡人数在逐渐下降，但是行人占死亡总人数的比例却没有任何明显下降的趋势，这一比例在某些城市甚至高达50%。造成这一现象的原因，就在于此前对于汽车行驶安全的考虑主要集中于驾乘者与汽车本身，而忽略了对行人保护的思考。清华大学汽车碰撞实验室中，就有专门针对行人碰撞保护的试验项目。

　　“其实撞完之后，并不是车身毁坏程度越小越好。你可能经常发现，现在的很多轿车在和自行车相撞时，自行车完好无损，但是汽车‘前脸’却面目全非。”杨震用手轻轻一按，一辆实验用车的前盖就有一个向下凹陷的弹性，“还有一些汽车，会在保险杠处添加塑料或者泡沫板，并且增加车窗玻璃的弹性，这种‘偏软’的设计，就是为了增加车祸时人与汽车的接触面积，从而减少单位面积上的受力，降低对行人的伤害。”

　　那么这种安全性是如何体现在实验之中的呢？杨震指着试验仪器旁边放着的金属材质的假肢以及一个人头形状的球体说，在撞击试验中，这些实验设备会被用来模拟人体的大腿、胯骨、头部等容易受损的部位，其中的传感器会记录下撞击时的“加速度和力”，然后计算出是不是在人所能承受的范围内，并按照法规中的规定评定汽车是否达标。

撞击瞬间记录下上百个数据

　　在碰撞大厅的对面是两条100多米长的牵引轨道，这两条轨道是由铺设在地下的钢丝绳和地面跑道组合而成。“碰撞实验的时候，为了避免出现危险，汽车里面是不放汽油的，汽车的牵引动力就来源于轨道下面的钢丝绳。”杨震告诉记者，实验时，由钢丝绳牵引着汽车按照规定的速度行驶到碰撞大厅进行碰撞实验，“如果是40%偏置碰撞实验，我们会在车体前方放置一块大的蜂窝铝块作为障碍物；如果是侧方碰撞试验，我们会配合使用台车进行撞击。”

　　杨震口中的台车，就是一个只有轮胎、底盘和若干座椅所组成的汽车框架，台车可以模拟整车的环境，用于实验室内的一些开放性实验。记者看到，这些台车的座位上往往装有各种假人，或者配备儿童座椅以及儿童模型。

　　汽车碰撞实验时的车速，一般在每小时40公里左右，但是对于一些较高规格的实验内容速度要求还会更高。比如按照2012版CNCAP规定，为了进一步提高轿车的安全标准，正面偏置碰撞的速度由原来的56公里提高到64公里，此时汽车碰撞的过程往往只有短短的一瞬，但是这短短的瞬间却有着极大的意义。

　　杨震告诉记者，碰撞试验不仅仅是事后肉眼观察汽车的损毁程度，碰撞瞬间还会产生众多有价值的数据。“我们会在每个假人身上安装数十个传感器，多的时候有上百个通道，对假人的骨骼，包括肋骨的正面和侧面、颈部、头部、大腿、膝盖、小腿、脚踝、臀部等关键部位进行一一记录，来研究碰撞是否会对内脏造成伤害，是否会导致颈部折断、脊椎重伤以及其他损伤发生，供研发团队分析，从而为车身设计提供更科学的支持。”

　　激光测速仪、车载数据采集系统、三维坐标测量仪、大幅面补光设备、高速摄像系统……整个实验过程都可以通过这一系列的先进设备进行记录，而这种基于实验数据的科学设计，将对现实交通事故中驾乘人员的安全提供有效保证。

上有老下有小的假人家族

　　在交通事故中造成驾乘人员死伤的原因，有很大一部分来自于车身的材料与设计，而要进行更人性化的材料选择和设计，同样离不开更多更科学的试验数据。在碰撞大厅的北侧，是一个高达6米的落锤实验器，记者在试验台上看到了一些被砸得变形的厚铁皮。杨震告诉记者，因为现在车辆对于新的材料、新的工艺需求较大，所以焊接工艺、焊接性能都有所区别，通过落锤实验，可以测量这些焊接构造的强度。

　　在距离落锤试验台不远的地方，还有一个用于测试材料拉伸性能的实验仪器，主要针对铝合金、镁合金、钛合金、塑料等比较小的结构和材料进行测试。

　　除了在材料性能上的各种要求外，为了能够模拟出更接近真实的实验环境，实验室中还专门有一个假人家族，在这个家族里面，有1.5岁、3岁、6岁的小孩，有身材娇小的5百分位女性，有拥有大众身材的50百分位男性，也有按照欧美人骨骼设计的ES-Ⅱ侧撞假人。这些假人能够为实验人员提供各种体质特征人群的实验数据，为汽车安全性能的提升提供全面的帮助。

　　在普通人眼里面，整车碰撞仍然是一种奢侈、刺激又有点神秘的事情，不过随着国家对于汽车产品生产和检验的要求越来越严格，这种测试的应用将会越来越广泛，越来越成为汽车安全性能的依托。