汽车碰撞测试的黑科技?新一代假人!

在早期的车辆碰撞的测试过程中,被敲晕的猪和真人志愿者作为测试中的主体,往往置身于玻璃碎片四处飞溅中,在这种条件下,实验测试者伴随着巨大的危险。如今,随着车辆碰撞测试假人的问世,这些高风险的测试已经发生了改变,高科技人体模型可为现代车辆的安全提供关键信息。在实验测试使用假人中,配备着上百个传感器,它们用于采集车辆碰撞中产生的加速度和力等传感器的信息。当汽车发生猛烈的碰撞时,安全气囊将会展开,作为专注于测试测量技术的企业,奇石乐正在研发新一代正面碰撞用假人就可以重现乘员撞入安全气囊时面部受到的伤害。

直到20世纪中期,人们还理所当然地认为,人体无法承受车辆碰撞产生的冲击力。当时的人们普遍相信,交通事故一定会造成死亡,这种想法在那个时代不无道理:那时的车辆使用坚硬、锐利的金属配件制成,且普遍未配备安全带。20世纪50年代初,在这种想法的推动下,研究人员开始了最初的车辆碰撞测试。他们将人类尸体放到驾驶舱,研究车辆碰撞对人体造成的典型内外伤。后来,志愿者自告奋勇,积极参与紧急制动等测试,甚至将自己置于四处飞溅的玻璃碎片之中。但是,人类显然难以承受车辆碰撞造成的痛苦,于是,工程师将敲晕的猪、熊或猴子放到驾驶室中,代替志愿者进行更残酷的测试。

传感器技术,碰撞测试的新时代救星

终于,世界上首个车辆碰撞测试用假人Sierra Sam的诞生,使人类和动物都得以逃离碰撞测试带来的危险。Sierra Sam由美国空军于1949年发明,几年后被改装为车辆碰撞测试用假人。为尽可能模仿真人,Sierra Sam系列包括多种体型、身高、年龄的男性和女性假人。然而,真正为车辆碰撞测试带来革命性突破的并非体型、身高各异的假人,而是集成技术在假人中的应用。

20世纪70年代初,通用汽车发明了Hybrid I、II和III系列假人,率先在假人头部、躯干和大腿处安装测量力和加速度的传感器。随着科技发展,工程师在可能遭受致命伤害的其他人体部位也安装了传感器,例如颈部和脊椎。他们还使用角速度传感器测量假人四肢在车辆碰撞中的弯曲情况。

假人智能化

多年来,Hybrid III假人始终被视为行业通用标准——直到THOR假人取而代之,在车辆碰撞测试中成为乘员中主驾位置。与Hybrid III相比,THOR(人体乘员约束测试装置)假人具有多种优势,例如,它集成面部传感器,可以更清晰地体现乘员撞入安全气囊时面部受力的分布情况。THOR假人对标的人体模型为平均体重为77公斤、身高1.76米的成年男性。

为将新一代碰撞测试用假人投入实际应用,奇石乐的测量专家为其装配了多达288个测量通道的数据采集系统。仅需通过假人胸腔内的一根以太网线缆,就可以快速导出车辆碰撞后假人的测量数据。相比之下,THOR的“前辈”们身上缠绕着各种电线,仿佛一个个牵线木偶。2018年以来,奇石乐已在海德堡工厂完成了THOR假人的完整生产工艺。

尽管取得了如此巨大的进步,车辆碰撞测试用假人的开发依然任重道远。展望未来,假人将得到进一步优化,变得更加智能,例如,能够更真实地复现人体内脏器官在车辆碰撞中受到的伤害。很久以前,人们认为交通事故一定会造成死亡——如今,得益于车辆碰撞测试用假人,那个时代已经一去不复返了。

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