影星們都希望在好萊塢的星光大道上留下手印、足跡,
當(dāng)然最新的一個(gè)是NBA明星科比,而能進(jìn)入美國汽車名人堂則是美國汽車行業(yè)的最大榮譽(yù)。
其實(shí),那些最初的科學(xué)幻想在轉(zhuǎn)換成實(shí)實(shí)在在的安全保障后,
汽車發(fā)展的歷史長河就是一個(gè)名人堂,使用至今的發(fā)明就是發(fā)明者被銘記的最好見證
最優(yōu)的水平V字
三點(diǎn)式安全帶
從負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)飛行員座椅的彈射器到著手研發(fā)汽車安全帶,
瑞典人尼爾斯·博霍林那看似有些矛盾的工作,卻在用他的研究成果澤被著后人。
當(dāng)然,這一切也離不開沃爾沃汽車公司將技術(shù)無償提供給其他汽車公司。
早在100多年前,歐美國家的馬車座位上就已經(jīng)有了安全帶,以防止乘客從馬車上被顛下來。1902年5月20日,在美國紐約汽車比賽中,一位叫沃爾特·貝克的工程師駕駛了一輛魚雷牌電動汽車。他在座位上釘上了一根帶子,套在身上以防不測。競賽開始后,正在高速飛馳的“魚雷”碰到一根露出路面的鋼軌,騰空而起闖入人群,當(dāng)場軋死2人,傷數(shù)十人,可沃爾特·貝克卻安然無恙。這便是汽車安全帶的起源,雖然當(dāng)時(shí)并沒人注意到這個(gè)奇跡。
1922年,賽車場上的跑車開始使用安全帶。美國汽車公司納什則于1949年起在汽車上安裝安全帶。1955年,美國福特汽車也裝上了安全帶。
不過,目前大多數(shù)人使用的三點(diǎn)式安全帶卻是瑞典人尼爾斯·博霍林發(fā)明的。尼爾斯·博霍林最初以工程師的身份在瑞典航空工業(yè)部門工作,負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)飛行員座椅的彈射器,讓他們在緊急情況下盡可能有效地逃離駕駛艙。1958年,尼爾斯·博霍林加盟沃爾沃汽車公司后,他的新工作竟是發(fā)明一個(gè)當(dāng)意外發(fā)生時(shí)把駕駛員安穩(wěn)地綁在座椅上的方法。
此前,沃爾沃已將雙點(diǎn)式安全帶配備在其汽車的前排座椅上,但這種對角線式的安全帶達(dá)不到公司制定的安全標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上,這種被交叉綁在人體上的安全帶固定在座椅后面,并在腹部用搭口鎖定,不僅在高速撞擊下無法阻止人體活動,而且搭口所在的位置也十分別扭,會造成對人體器官的傷害。因此,博霍林設(shè)計(jì)汽車安全帶的基本著眼點(diǎn)就是:安全帶應(yīng)能同時(shí)跨過腹部以下部位并橫跨在肩部,它應(yīng)處于從生理角度衡量是正確的位置,即應(yīng)該橫跨在骨盆和胸腔之上,而且應(yīng)該通過一個(gè)位于座椅一側(cè)的低位固定點(diǎn)協(xié)調(diào)其所發(fā)揮的作用。這意味著安全帶的幾何形狀應(yīng)該是一個(gè)水平放置的V字,并可在張力作用下保持其位置不變。
1963年,沃爾沃汽車公司開始把尼爾斯·博霍林的三點(diǎn)式汽車安全帶注冊,在自產(chǎn)的汽車上裝配,并將安全帶介紹給當(dāng)時(shí)尚持懷疑態(tài)度的美國人。與此同時(shí),沃爾沃公司還把他們的安全帶發(fā)明免費(fèi)提供給其他汽車制造商使用,以推廣這項(xiàng)保護(hù)生命的發(fā)明。1967年起,三點(diǎn)式安全帶開始大量投入使用,挽救了無數(shù)人的生命。
20世紀(jì)70年代,一種提醒人們佩戴安全帶的系統(tǒng)浮出水面。如果車主不接受提醒,系統(tǒng)就會發(fā)出惱人的“嘟嘟”聲。時(shí)至今日,配備安全帶預(yù)警裝置的汽車早已不是什么新鮮事物,采用這一裝置的汽車能夠“預(yù)感”到即將發(fā)生的事故,在撞車前拉緊安全帶,保護(hù)乘員。1981年,奔馳S系列豪華轎車率先配備安全帶預(yù)警裝置。到了今天,這種裝置已在很多普通轎車上得到普及。
在不久的將來,我們可能還會看到四點(diǎn)或者五點(diǎn)式安全帶,以及更多電子控制甚至于充氣式安全帶,它們都將在汽車業(yè)中扮演極其重要的角色。
舞者的完美足跡
充氣輪胎
從一個(gè)獸醫(yī)到世界上第一家輪胎制造廠的締造者,
或許是父愛給了鄧祿普一切的財(cái)富和地位,這一轉(zhuǎn)變發(fā)生在1888年。
能給汽車穿上跑鞋,除了鄧祿普的開拓,還需要有米其林的創(chuàng)新,
否則,這雙鞋的足跡恐怕要顯得蹣跚了。
從古時(shí)候的木輪到近代社會的鐵輪,人類一直在顛簸中搭乘各種輪式交通工具。即便1842年美國人古德發(fā)明了硬橡膠輪胎后,這種情況仍未得到改善。事實(shí)上,由于汽車的懸掛結(jié)構(gòu)不完善、路況不好,即使行駛速度不快,汽車還是顛簸得厲害;同時(shí),硬質(zhì)實(shí)心輪胎無法保護(hù)車輪的力學(xué)結(jié)構(gòu),經(jīng)常導(dǎo)致其斷裂,給行車安全造成威脅。
1888年,蘇格蘭獸醫(yī)鄧祿普看到兒子所騎自行車的實(shí)心橡膠輪顛簸很厲害,于是用一根通過活門充氣的管子,外面涂上橡膠作保護(hù)層,做了一個(gè)氣胎。但是這種氣胎纏在車輪上,要修補(bǔ)內(nèi)管的刺孔,必須先用苯把外層的橡膠浸泡后取下來,修好后再涂上橡膠。這個(gè)發(fā)明一開始受到人們的嘲笑,但他的兒子騎此車參加比賽卻獲得了第一。鄧祿普為此放棄了獸醫(yī)職業(yè),申請了專利,建立了世界上第一家輪胎制造廠,開始生產(chǎn)橡膠輪胎。
不過,真正在汽車上使用充氣輪胎的是法國的米其林兄弟。他們認(rèn)為,即便是汽車輪胎,也要像舞女的腳一樣在潔凈的道路上留下美的痕跡。一天,有人扛著輪胎損壞的自行車走進(jìn)了米其林的車間尋求幫助。當(dāng)時(shí)自行車使用的是剛剛獲得專利的鄧祿普充氣輪胎,修補(bǔ)工藝十分復(fù)雜。米其林兄弟意識到,未來市場需要的一定是易于修理的輪胎。隨后,將輪轂和輪胎分開便成為米其林兄弟工作的重點(diǎn),而之后轟動性的成功則是在一場環(huán)法自行車賽上。1894年,一位使用了米其林制造的可拆卸輪胎的選手輕而易舉地摘得桂冠,自此米其林輪胎供不應(yīng)求。
充氣輪胎緩和了汽車行駛時(shí)所受到的沖擊,并減少由此產(chǎn)生的振動,以保證汽車有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。與此同時(shí),充氣輪胎還保障了車輪與路面有良好的附著性,以提高汽車的牽引力、制動性和通過性,猶如“為汽車穿上運(yùn)動鞋”。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,輪胎技術(shù)也一直不斷地改進(jìn)與提高。不過,許多新技術(shù)的出現(xiàn)都莫過于1948年法國米其林公司首創(chuàng)的子午線結(jié)構(gòu)輪胎,這種輪胎在使用壽命和性能上都有顯著提高,還可以大幅度節(jié)省燃料。
30年的充氣過程
安全氣囊
汽車廣告中宣傳的安全氣囊的數(shù)量對你是不是很有殺傷力?但在上個(gè)世紀(jì),它的推廣卻在美國人約翰·赫特里特取得專利后的30多年中艱難前行。最初使用安全氣囊的奔馳和批量生產(chǎn)型安全氣囊的研發(fā)公司本田技研成為了現(xiàn)在的業(yè)界翹楚。
安全氣囊由美國人約翰·赫特里特發(fā)明,1953年8月18日,他便獲得了“汽車緩沖安全裝置”的美國專利。
約翰·赫特里特是一位自學(xué)成才的賓夕法尼亞州工程師,他在1952年的一次事故后,萌發(fā)了設(shè)計(jì)撞車安全裝置的想法。在那次事故中,他為躲避一個(gè)障礙物而猛打方向盤進(jìn)行制動,他和妻子都用手臂本能地保護(hù)坐在前座中間位置上的女兒。這次事故后他意識到必須有一個(gè)更好的方法來保護(hù)乘員,兩周之后他繪好了設(shè)計(jì)圖紙交給了代理人,這份圖紙確定了今天安全氣囊的雛形。不過,雖然他在1952年就取得了專利,但在應(yīng)用推廣中卻經(jīng)歷了諸多波折,足足走過了三十多年的漫長路途。
到了1980年,德國梅賽德斯-奔馳公司開始實(shí)現(xiàn)這種設(shè)想,它在部分汽車上安裝了安全氣囊。雖然安全氣囊是由德國奔馳公司率先使用的,不過,批量生產(chǎn)型的安全氣囊是本田技研的小林三郎開發(fā)出來的。1984年,汽車碰撞安全標(biāo)準(zhǔn) (FMVSS208)在美國經(jīng)多次廢除后又重新被認(rèn)可并開始實(shí)施,從1985年起,在全部供應(yīng)美國市場的汽車上都安裝了這種安全系統(tǒng),并出現(xiàn)了第一個(gè)保護(hù)駕駛員旁前排座乘員頭部的氣囊。隨后,美國政府規(guī)定又從1995年9月1日以后制造的轎車前排座位置均應(yīng)裝備安全氣囊,同時(shí)還要求1998年以后的新轎車必須裝備駕駛者和乘客用的安全氣囊,自此才確認(rèn)了安全氣囊的作用。
現(xiàn)在,世界上許多汽車制造廠及專業(yè)生產(chǎn)廠都在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全氣囊。今天的氣囊已經(jīng)發(fā)展到可以在任意方向的碰撞中起保護(hù)駕乘人員頭部、軀干和膝部的作用。氣囊系統(tǒng)中的傳感器通常有3種類型:機(jī)械式、機(jī)電一體式及電子式。大多數(shù)氣囊采用多個(gè)電子傳感器分布在車身不同位置以準(zhǔn)確感知碰撞信號,并將信號傳遞到車上的控制系統(tǒng)中??刂葡到y(tǒng)也控制氣囊系統(tǒng)的點(diǎn)火,進(jìn)行系統(tǒng)的故障診斷,判別座位上是否有乘員及是什么樣的乘員。若判定前排座位上為兒童座椅,那么在發(fā)生碰撞時(shí),兒童坐椅前的氣囊就不能點(diǎn)火。
另外,美國和日本的汽車公司還在努力增大氣囊尺寸來保護(hù)乘員。不過,歐洲一些汽車制造公司,如奔馳、寶馬和沃爾沃等則認(rèn)為,安全氣囊本身不是保障乘員的靈丹妙藥,它必須在一個(gè)統(tǒng)一的汽車被動安全系統(tǒng)中才能有效發(fā)揮作用。在這個(gè)系統(tǒng)中,一定要具備緊縮式安全帶、結(jié)構(gòu)可靠的座椅、兒童專用座椅和一系列其他部件。而且,最好從車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始時(shí)就考慮到這個(gè)安全系統(tǒng)所有必需的組成部件的安裝。
源于火箭發(fā)射的靈感
后向式兒童安全座椅
讓自己最小的兒子參與試驗(yàn),
瑞典人貝蒂爾·阿爾德曼為汽車安全付諸的努力和勇氣可見一斑。
起碼到現(xiàn)在,瑞典的擁有私家車的父母應(yīng)該感謝他,因?yàn)橛辛诉@一發(fā)明,
及政府強(qiáng)制使用該座椅法規(guī)的出臺,
瑞典國內(nèi)兒童在車禍中受傷的人數(shù)顯著減少。
哥德堡Chalmers大學(xué)的貝蒂爾·阿爾德曼教授是世界上首個(gè)后向式兒童安全座椅的發(fā)明者。
1957年,瑞典幾個(gè)全國性研究組織組成聯(lián)合委員會,對交通安全進(jìn)行研究。當(dāng)時(shí)瑞典國內(nèi)的交通事故逐日上升,貝蒂爾·阿爾德曼教授向委員會表明興趣,并獲得了委員會的委任對安全問題展開研究。研究組在安全帶、交通事故和受傷乘客治療幾個(gè)領(lǐng)域展開工作,并對當(dāng)時(shí)市場上所應(yīng)用于成人和兒童的汽車安全系統(tǒng)進(jìn)行了測試。由于當(dāng)時(shí)人們對兒童在車禍中能夠承受的壓力大小知之甚少,研究的結(jié)果是現(xiàn)有的安全系統(tǒng)不足以保護(hù)人身安全,特別是那些供兒童使用的安全系統(tǒng)。大多數(shù)兒童安全系統(tǒng)根本無法達(dá)到預(yù)期的壓力承受標(biāo)準(zhǔn)。
在美國舉行的一次研討會上,貝蒂爾·阿爾德曼的靈感來自一次觀看火箭發(fā)射升空的電視轉(zhuǎn)播節(jié)目,當(dāng)時(shí)他注意到宇航員躺著可以更好抵御加速的沖力,并意識到這樣也可以保護(hù)兒童在車輛發(fā)生正面碰撞時(shí)減少傷害。
1963年,貝蒂爾·阿爾德曼研制出后向式兒童安全座椅的原型,并在一次環(huán)繞斯德哥爾摩的旅行中讓自己最小的兒子參與了試驗(yàn)。后向式兒童安全座椅在問世后很快投入了生產(chǎn)。1988年,瑞典通過一項(xiàng)法規(guī),規(guī)定兒童在乘坐汽車時(shí)必須使用后向式兒童安全座椅。法律實(shí)施后,瑞典國內(nèi)兒童在車禍中受傷的案例顯著減少。由于幼兒的頸部相對于頭的重量而言過于細(xì)弱,在汽車發(fā)生撞擊時(shí)必須對幼兒的頭部實(shí)行充分的保護(hù),而后向式安全座椅以外的其他類型安全座椅并不適于保護(hù)3歲以下兒童的頭部,這促使瑞典頒布了強(qiáng)制使用后向式兒童安全座椅的法律。如今,瑞典幾乎所有5歲以下兒童都使用面向車尾的座椅。

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