汽车安全之始：首例车祸的沉痛教训1869年8月31日，一位名叫Mary Ward的女士在乘车途中，因车辆急转弯而不慎从车中甩出，不幸当场离世，就此成为有案可稽的史上首位车祸遇难者。当时涉事的是一辆由蒸汽驱动的汽车，而距离卡尔本茨发明真正意义上的现代汽车，尚有16年的漫长时光。在悲痛的笼罩下，沃德女士的家人亲手将这辆车销毁。
自那起悲剧发生之后，如何确保车辆具备足够的安全性，便不仅仅关系到乘客的生命安危，更成为左右整个汽车行业命运走向的关键因素，而这一切的关键环节都离不开碰撞测试。想象一下，这是一辆车，而若要将其撞毁，似乎需要一位甘愿为你承受粉身碎骨之痛的驾驶员。
汽车碰撞测试
早期的碰撞测试，常常是由测试者或者研发人员亲自出马。这种方式的优势在于能够获取最为直接的第一手资料，然而其弊端也极为显著，那就是必须严格把控测试强度，难以开展受伤程度以及存活率方面的测试，而这恰好为另一类 “无畏生死” 的特殊 “驾驶员” 创造了大显身手的契机。没错，这里所说的便是尸体。这些被捐献而来的尸体拥有真实的人体体型与生理构造。尽管它们无法再次经历死亡，但通过搭载于其上的加速度计以及观察其损坏状况，便能推断出人体在碰撞中的受伤风险，进而为车辆设计提供极具价值的反馈意见。基于这些以 “亡命驾驶” 方式所获取的测试数据，车辆在后续的改进过程中，平均每年能够拯救多达8500人的生命。不过，为了能够更加精准地评估驾驶员在碰撞事故中的存活率，研究人员依然迫切需要一位活生生的驾驶员参与到碰撞测试当中。
特殊 “驾驶员”：猪与假人的登场猪，作为一种为数不多能够像人类一样端坐在驾驶位上的动物，因其与人类较为相近的内部生理构造，在方向盘撞击测试中得以大显身手，可用于评估驾驶员的头部受伤风险。然而，无论是真人尸体还是猪，都不可避免地存在各自的局限性。若要更为科学地撞毁一辆车，就离不开一个标准化的假人。假人的学名是仿真人测试装置。它们的 “鼻祖”—— 初代假人Sierra Sam在上世纪50年代登上历史舞台。由于其最初是为了测试飞机弹射座椅而研发设计，所以Sierra Sam的体格远超95%的成年男性。到了1971年，通用汽车公司成功研发出新一代假人Hybrid1。这是一种模拟50%成年男性特征的假人，其身高、体重以及比例均参照处于平均值水平的成年男性而设计，但仅仅做到形似还远远不够。
初代假人Sierra Sam
1972 年诞生的Hybrid二代在肩膀、脊柱以及膝盖等部位增添了更多的物理反馈机制，并能够提供更为丰富的数据记录功能。相较于初代假人，Hybrid一代和二代终于在外观上更趋近于真实的人类。但对于那些对精细结构以及数据记录有着更高要求的受伤测试而言，它们仍然存在不足。因此，在碰撞测试中，它们主要被应用于安全带的评估测试工作。
随后登场的Hybrid三代针对头部结构进行了优化升级，增加了脖子弯曲和头部扭转的反馈功能。自本世纪初开始，它便成为了碰撞测试领域的 “常客”。假人的家族体系也日益完备，Hybrid 三代除了拥有成年男性版型之外，还同时配备了成年女性以及 3 名不同年龄段儿童的版型，以此满足更为多元化的测试需求。
Hybrid三代
碰撞测试的核心意义：高科技与严苛标准时至今日，假人家族迎来了最新成员THOR。THOR拥有高度仿真的胸腔、脊椎以及骨盆，在面部更是配备了众多精确的传感器，当然，其价格也随之全面提升。一个 THOR假人的售价可高达数十乃至上百万美元，这意味着它既要能够精准模拟真人在碰撞中的各种反应，又不能如真人那般脆弱易损，从而确保可以在多次碰撞测试中反复使用。有了如此称心如意的假人，并为其贴上跟踪标识后，终于可以满心欢喜地开启撞车测试之旅了。
在假人的各个关键部位涂抹上不同颜色的颜料，这样在碰撞测试结束后，便能依据汽车各部件上的颜料沾染情况，推断出人体可能的受伤位置以及受伤原因。碰撞测试按照撞击角度的不同，可划分为三种类型，即正面碰撞、偏置碰撞和侧面碰撞。正面碰撞中，车头与刚性金属屏障实现100%重叠，这是碰撞测试中最为基础且最为常见的测试类型。偏置碰撞则可依据车头与撞击屏障的重叠面积大小，进一步细分为中角度偏置碰撞和小角度偏置碰撞。其中，小角度偏置碰撞的冲击力会聚焦于车头面积的15%至25%之间，就如同在给车头切蛋糕一般，对车身安全性构成了极大的挑战。
目前最先进的碰撞假人THOR
侧面碰撞测试则模拟了现实生活中的高危场景。与正面撞击相比，侧面撞击的缓冲区更为狭小，其危险性也更高。在测试过程中，装载有1.9吨可变形蜂窝铝的移动小车将以接近60公里的时速对测试车辆进行拦腰撞击。此外，还有更为刁钻的柱状物侧面碰撞测试，其目的在于模拟雨雪天气车辆打滑失控后与电线杆相撞的惊险情景。
为了能够更为精确地估算伤亡风险，仅仅在碰撞后查看假人是否完好无损远远不够。还需要对这场历时仅0.3秒的人为事故进行精准细致的还原。在车内外不同位置精心布置的十多枚高速摄像机，能够让人们在慢镜头回放中仔细观察假人在短短几十毫秒内的碰撞细节。假人头部、胸腔、骨盆以及腿脚等部位所配备的各类传感器会对此次碰撞进行数据量化。
例如，这是假人头部加速度计所记录的撞击数据，在碰撞开始后的80毫秒，加速度达到峰值，表明头部撞击到了安全气囊，并在随后的100毫秒内发生二次碰撞。再看这张负荷传感器记录的数据图，假人的左侧大腿受力在临近70毫秒时达到峰值，通过该受力大小，便能推断出真人的骨骼断裂风险。而位于胸腔的运动传感器所记录的位移数据，则可用于评估死亡风险。在这张图表中，可以看到位于副驾驶的假人胸腔在碰撞中被压缩了近30毫米，或许会让人感觉有些疼痛，但好在并不致命。基于这些丰富的数据以及碰撞表现，测试机构会对车辆的安全性进行评级。以 NHTSA的星级评分为例，在正面碰撞测试中，只有当头部、胸部、腿部的重伤概率均低于10% 时，车辆才能获得该项测试的五星评级。而一星评级则意味着测试中某部位重伤的概率大于46%。
NHTSA正面、侧面、翻滚测试
结语随着汽车的结构设计与配置日益朝着安全化方向发展，碰撞测试的项目也越发全面丰富，测试标准愈发严苛，测试角度更是愈发刁钻。碰撞测试与汽车之间恰似一场矛与盾的精彩博弈，盾若更加坚固厚实，矛便会磨砺得更加尖锐锋利。无数的汽车与假人在一次次的冲撞中化为齑粉，成为碰撞测试中的一组组参数数据。每一次参数的修改调整，都伴随着车型的升级换代，而这一切的努力，都只为了让汽车在安全性上能够更上一层楼，哪怕只是为了应对在人们一生中或许都难得一遇的危险状况。但一旦遭遇，曾经通过的那场碰撞测试便极有可能成为拯救生命的关键所在。
【本文来源@锦鲤实验室的视频内容】
