汽车发明100多年来,人们在享受汽车带来的“速度和激情”的同时,也面临着人身安全的问题。为了保护乘客的安全,汽车制造商设计了许多保护措施,气囊就是一个典型的例子。

安全气囊的发明应该从一起近乎致命的车祸开始:

气囊示意图(网络图)

1952年的一天,来自美国宾夕法尼亚州的工程师约翰·赫特·莱恩开车带着妻子和孩子去乡下野餐。当汽车在山路上转弯时,赫尔利的车为了避开障碍物紧急刹车,差点出了事故。这一刻,惊得他一身冷汗。回家后,他仍然很担心。当妻子谈到这一点时,她仍然害怕得发抖。她对赫尔利说,“亲爱的,你是个工程师,发明了一些东西。你能发明一些保护乘客安全的东西吗?”

赫尔利牢记这句话,并开始研究它。他查阅了大量数据,发现车辆事故造成的大多数伤亡主要是由二次碰撞造成的。当一辆汽车与其他物体相撞时,这被称为碰撞。第一次碰撞后,车内人员由于惯性与车内部件相撞,称为二次碰撞,大部分人员伤亡是由于二次碰撞造成的。那么,发明一种安全装置来防止乘客与汽车内部部件碰撞就足够了。他认为这个理论完全有效。

根据这个想法,他进行了深入的研究和论证。起初,他认为车内靠近乘客的所有部件都应该设计成软件,但这种方式根本行不通。之后,他再次调整了自己的思维,思考如何将第二次碰撞的痛苦降到最低。这一次,他终于在理论和实践上都取得了突破。经过多次实验,他发现在第一次碰撞后和第二次碰撞前有大约0.03秒的间隙。如果一个安全装置能在这个间隙中快速反应以减轻碰撞,事故伤亡将会减少。可以添加什么设备?只有0.03秒,似乎只有在理论上才有可能在这么短的时间内增加一个安全装置。很长一段时间,他的研究没有进展。

气囊弹出过程(网络图)

一天,他来到楼下,看见一群人围在楼下。最初,屋顶上的一个女孩想从一栋建筑物上跳下来。这时,消防救援队到了,他们下了车,第一件事就是展开充气垫,然后架起消防梯。

这是一个正常的救援程序,但赫尔利受到了启发:如果在第一次碰撞和第二次碰撞之间也设置了类似安全气垫的东西,乘客在移动时会因惯性而跳到“气垫”上,这将减轻对乘客的冲击,吸收碰撞能量,减少乘客所受的伤害!这个垫子不大,如果压力足够大,而且马上就充满了气体,很容易实现!

赫尔利兴奋地跑回家,好像他发现了一个新大陆。从那以后,他遵循这一思路,开始设计样稿。两个星期后,他画了这些图纸并把它们交给了制造商,这是气囊的原型。原理是在发动机罩下安装一个充满压缩空气的储气罐。当汽车正面碰撞时,惯性冲击力促使滑动重物向前移动,从而推动储气罐,使隐藏在方向盘中心和仪表板旁边的安全气囊快速膨胀,从而减缓成员受到的碰撞伤害。

气囊系统组成(网络图)

1953年8月18日,赫尔利为这种“汽车保险杠安全装置”申请了专利。然而,这项发明的推广和应用是缓慢的,经历了许多波折。大多数汽车制造商以成本为由拒绝安装安全气囊。最后,美国参议院通过了《减少高速公路伤亡条例》,确认了安全气囊的作用。它规定,所有在1995年9月1日之后制造的汽车都应该在前排座位前安装安全气囊。美国政府还要求1998年以后生产的所有汽车都要为驾驶员和乘客配备安全气囊。

今天的安全气囊由传感器、安全气囊、气体发生器和处理器组成。它们通常隐藏在汽车的前部(前后驾驶位置)、侧面(汽车的前排和后排)和车顶。当汽车碰撞满足触发条件时,安全气囊会弹出保护乘客的安全。目前,世界各国生产的大多数中高档汽车都装有安全气囊。然而,所有的保护措施都是辅助性的,只有安全驾驶才是生命安全的最重要保证。