真人、尸体和无辜动物 你不知道的惊悚车祸碰撞测试

作者:胖瓜来源:蝌蚪五线谱发布时间:2020-03-13

用动物、用尸体,为了汽车安全,他们实验得很疯狂!

根据WHO的全球道路事故统计数据,每年有近125万人死于交通意外,平均每天有3287例死亡;除此之外,还有数千万的受伤或致残案例。马路如虎口,汽车的危险性人人皆知,交通事故导致的死伤很快成为了一个引人注意的问题。

虽然上世纪30年代的汽车速度并不快,但依然很危险。当时的汽车仪表盘和轮盘都是硬金属制造的,车身内还有各种突出的按钮和杆,撞击发生时,它们都会变得极为危险。车上没有缓冲区,没有安全带,即使车速很低,受撞击力度和被甩出车窗的可能性都很大,死亡率自然不低。

人柔弱的肉身,是很难和汽车的钢铁之躯硬碰硬的。幸运的是有人锐意进取,想要逆天改命,于是开始试着研究在什么情况下能够最大程度地保护汽车里的乘客。而这,就是汽车碰撞试验的开始。

汽车碰撞试验

汽车碰撞试验(Motor1.com)

从尸体开始

1930年代,美国的韦恩州立大学是最早进行汽车碰撞试验的地方,而最早的实验,是用尸体做的。在车祸中人体常常收到巨大的挤压和碰撞,为了测量人体能够承受的极限,实验者把尸体放在地面,然后从不同的高处将重物丢下、砸在尸体身上,研究它们对尸体骨头、皮肤和全身所造成的影响。之后计算重物的高度、重量,进而推算出人体所能承受的加速度的极限,这就简单地模拟了水平方向上碰撞力度。

下一步,研究者们把尸体绑在了汽车上,然后在实验场地上让汽车做碰撞或者翻滚的测试,从而研究尸体的状况。这些尸体为汽车碰撞试验机累了最原始的珍贵数据,帮助拯救了许多的生命。

然而,使用尸体做这种实验其实也有很多问题。首先尸体的状况毕竟和活人不同,关节、皮肤的情况都不一样,算不上是良好的模拟;另外,一具尸体可能只能使用一次,无法进行对比测试,这样获得的数据彼此之间很难比较,不太可靠。最后,用尸体做这样残忍的实验也有着伦理上的问题。

使用尸体进行的碰撞试验,目前已经非常罕见

使用尸体进行的碰撞试验,目前已经非常罕见(Wikipedia)

志愿者登场

由于尸体实验的种种问题,汽车碰撞试验很快遇到了瓶颈。二战末期,有志愿者登场了,他们自愿充当实验对象。为了研究人体在急刹车的情况下收到的冲击,汽车碰撞试验甚至还使用到了航天研究才会用到的火箭橇。

志愿者碰撞试验

志愿者碰撞试验(Dailymail)

火箭橇就是在一条长长的滑轨上,利用火箭发动机高速前进的试验设备。1953年,美国建成了一条长达6569米的超音速火箭橇,在随后的试验中创下了4倍音速的移动记录。1954年,新墨西哥州建成了一条15.48公里的火箭橇,竟然创造出了8倍音速的记录。

火箭橇的跑道

火箭橇的跑道(Wikipedia)

用这样的火箭橇做汽车碰撞试验,似乎有点大材小用,但考虑到每年那么多因车祸遇难的人,便显得很值得了。志愿者约翰·斯塔普多次坐到火箭橇上,让自己被加速到每小时1000千米,然后在数分钟内紧急刹车,测试人的承受力有多强。韦恩州立大学的退休教授劳伦兹·帕特里克更狠,他坐了400多次的火箭橇。另外,他还让他的学生们把重物丢到他身上来模拟车祸时的碰撞,他甚至让人把玻璃碎片吹到他身上,来模拟车祸时挡风玻璃碎裂的情况。

帕特里克教授承认他经历了一点皮肉之苦,但他说一切都是值得的。志愿者们虽然具有奉献精神,但是在活人身上进行的试验还是有限制的。想要获取更极端情况下的碰撞数据,还是需要寻找新的实验对象。

斯塔普的火箭橇实验

斯塔普的火箭橇实验(Wikipedia)

动物实验

到了1950年代,能用尸体和活人进行的实验都已经做过了。于是,科学家们开始使用动物来充当实验对象。最佳的动物是猪,因为猪胸部以下的构造和人类有点相似,肋骨折断的负重也和人类差不多。最重要的是它们性格比较合作,能够乖乖在车里坐着,是汽车碰撞试验中对实验动物的重要要求。

除了猪以外,黑猩猩、猴子、狒狒和狗也是重要的实验动物。1980年《亮点》杂志中披露,法国某家研究所受欧洲汽车生厂商的委托进行动物碰撞试验,每年光是猪就要用掉几千头。

使用狗的汽车碰撞试验

使用狗的汽车碰撞试验(keepingussafe.org)

猪在实验之前会被麻醉,而猴子和狗则没有这样的好运气:它们是清醒着坐上即将撞毁的汽车的。之所以不麻醉,是因为实验员们想要手机脑电流数据,从而分析动物门在车祸时的感受。由于猴子的价格比较昂贵,所以会被重复使用,有些猴子经过多次试验后精神崩溃,只能被安排去做最危险的试验,来保证它们因此丧命。

1965年,奥克拉荷马大学甚至用怀孕的猴子做了汽车碰撞试验。这些残忍的实验引发了大众的不安和反感。因此,1993年,通用汽车公司宣布结束动物实验,其他汽车汽车商也陆续跟上。

假人的诞生

现在被广泛运用于汽车碰撞试验中的,是模型假人。其实这种模型假人早在1949年就出现了,当时就已经被用于测试飞机的弹射椅和安全带。这款最初的模型假人名叫“山姆”,它的设定是一个男性,身高为1.85米,比大部分的成年人都要高和重。

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两个飞行员和山姆假人

两个飞行员和山姆假人(Air Force Office)

不过,山姆是专供飞机事故研究的。1950年代初,第一个可以被用于研究汽车事故的假人出现了,但是汽车老大通用公司认为,这款假人也不咋滴,它的参数和山姆差不多,比一般的人都要高和重,不能代表普罗大众,所以它索性参考前面的两款假人,研制了自己的版本,并将它诚实地命名为“杂交1号(Hybrid I)”。

杂交1号最大的优点,是身高、体重和比例都与男性的平均值相当,因此它也被称为“50%男人”。通用公司很有远见地意识到了模型假人的前景,于是投入了大笔资金开发假人,这也是为什么它能够最早宣布不再使用实验动物。1972年,“杂交2号”假人隆重登场,它有更像人的肩膀、脊椎、膝盖和骨盆,不同位置镶嵌了可以测量冲撞的传感器。

1976年,通用公司推出了杂交3号,这是目前使用最为广泛的碰撞假人。杂交3号系列甚至拥有一整个家庭,包含着体型较小、中等、较大的成年男女,还包括三个儿童假人,设定分别只有3岁、6岁和10岁。

杂交三号一家

杂交三号一家(Wikipedia)

杂交3号是可以重复使用的,它身上的任何部件都可以替换维修。在使用杂交3号进行测试的时候,实验人员要先在假人的头部和膝盖的开口处灌入液体颜料,用来模拟血液。它身上密密麻麻的传感器可以记录30多种不同的数据,非常精细。这也是为什么杂交三号会那么贵:一个装备完全的全新假人要价可以达到15万欧元。

坐在汽车里的杂交三号假人

坐在汽车里的杂交三号假人(Wikipedia)

如今,汽车制造商每推出一款新的车型,都必须要使用模型假人进行测试。这些测试帮助改善了许多危险因素,保护了乘客的安全。未来,汽车碰撞试验的发展方向是全数字的计算机模型,不过,目前的计算能力和模型精准度还不足以使用计算机模型做全身模型。因此,模型假人在可预见的未来里,还将陪伴辅助我们很久。
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参考资料:

1. Gary Carden: A curious look at the lives of the dead. [2013-11-01].

2. Joe Smrcka. Dummies: Past & Present. First Technology.

3. Sandy Baldwin. It's Smart to be a Dummy: A Note on the Crash Test Dummy. www.ctheory.net/articles.aspx?id=162

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