直到1990年代初,道路安全方面的进展很少。自从该概念诞生以来,人们对改善乘客保护的兴趣一直很高,但结果却令人难以置信。只需看看汽车在80年代中期通过碰撞测试的方式,然后将它们与90年代中期和2000年代中期的汽车进行比较-结果的差异就惊人。
消费者对该主题的看法也发生了变化,这意味着现在确实可以出售安全性。而且,安全性已成为人们购买新车时要注意的主要特征之一。尽管所有汽车公司都在宣传安全性数十年,但大多数公司在碰撞测试和现实交通事故中都做得不好。
一个简单的事实是,这些公司忽视了安全性研究和开发的高昂费用,而只是宣传。如果您看一下60、70和80年代的碰撞测试,您不会注意到有什么不同-因为没有。关键是,像利润丰厚的公司一样,他们只是简单地运用了心理印象,即制造更安全的汽车-只是为了赚更多钱。
我认为,碰撞测试假人的质量和成功取决于汽车制造商在其车辆中实施的安全功能,以更好地保护人员。最近刊登广告宣传气囊或电子零件的数量仅仅是为了增加销量。有观点认为,技术进步的发展步伐无法取得更好的结果……是吗?请继续阅读以了解有关碰撞测试假人的出现的更多信息。
碰撞测试假人的演变
让我们从解释碰撞测试假人是什么开始,并讨论其作用。碰撞测试假人是一种拟人(或类人动物)测试设备(ATD),它在模拟车辆撞击时试图准确地再现人的身体运动。而且,正如我前面提到的,假人的质量和成功取决于汽车制造商在其车辆中实施的安全功能,以更好地保护乘客。反过来,假人的有效性是通过其收集有关车祸时人体暴露动态的大量准确数据的能力来衡量的。
在世界上第一次发生多起车祸后不久,公众就对促进改善汽车安全解决方案产生了兴趣。如果您对事实感兴趣,那么玛丽·沃德(Mary Ward)是第一个记录到蒸汽驱动汽车撞车事故的受害者。这发生在1869年8月31日,即卡尔·本·奔驰(Karl Benz)发明第一台汽油动力汽车之前的17年。在北美,第一次有记录的车祸发生在1899年9月13日,当时亨利·布利斯(Henry Bliss)在离开纽约无轨电车的出租车时被击落。
提高安全性的第一种方法是研究正面碰撞对人体的影响。当然,这导致了安全带的发展。然后,注意力集中在驾驶座上,尽管仪表板和汽车本身的结构非常坚固,并且所有撞击力都直接传递给了乘客。
底特律的韦恩大学进行了第一批严格的测试,而第一批碰撞测试则使用了……人体尸体。
对尸体的正面碰撞测试。
当然,围绕死者作为测试假人的使用存在伦理和道德方面的问题,但研究人员认为,这些尸体将对研究有用,并且可以帮助挽救生命。这使尸体受到尊敬,拒绝了亵渎的要求。问题是尸体只能使用一次,只能使用自然的尸体,因为以前的任何伤害都会妨碍对道路交通损害的正确判断。
到1950年代中期,研究人员已经从尸体测试中收集了足够的信息,以意识到他们需要改进碰撞测试中评估伤害的程序。他们的首选是对志愿者和动物进行研究。最早扮演假人的探险家有美国空军的约翰·保罗·斯塔普上校和韦恩州立大学的劳伦斯·帕特里克教授。
斯塔普上校在爱德华兹空军基地乘坐火箭雪橇
他们两个都测试了极速减速对人体的影响。约翰·保罗·斯塔普(John Paul Stapp)上校以他对火箭雪橇的军事测试而闻名,他在1.4秒内从超过677 km / h的速度减速至零。尽管人体研究非常准确,但事实证明它们非常危险,而且受试者无法承受一定的身体伤害。
在动物测试方面,虚拟研究的进展遭到了动物权利组织的强烈反对,尤其是美国防止虐待动物协会(ASPCA)。在这短时间内使用的最有益的动物是猪,据研究人员称,猪的身体结构与人的相似。当工程师试图开发技术来防止由于转向柱破裂而导致死亡时,动物测试起着重要作用,因为尸体和生物都无法使用。
介绍人体模型和虚拟乘客的世界
方向盘刺穿问题的解决方案是由奔驰工程师White Bareni发明的折叠式转向柱。翻转式转向柱于1965年由雪佛兰首次在美国推出。使用动物进行测试已达到功能和伦理上的极限,因此科学家和研究人员不得不寻找一种更先进的方法来模拟车祸中的人类暴露。
如今众所周知的第一个测试假人是塞缪尔·萨姆,由塞缪尔·W·奥尔德森(Samuel W. Alderson)于1949年在他的奥尔德森研究实验室(ARL)和塞拉利昂工程公司制造。该假人比普通成年男子高得多,也更重,被用来测试飞机弹出座椅,航空头盔和飞行员的安全带。
塞拉山姆(Sierra Sam)正在测试弹射座椅。
然后,奥尔德森(Alderson)创造了VIP-50,这是专门为通用汽车和福特设计的测试模型,而塞拉(Sierra)推出了一种名为“塞拉斯坦(Sierra Stan)”的模型。
通用汽车随后试图将VIP-50和Sierra Stan模型的最佳功能组合到一个测试模型中,并提出了HybridI。该模型也被称为“ 50%男性”,因为它在身高,体重和比例上与普通男性相似。
1972年,通用汽车推出了Hybrid II碰撞试验假人,该假人可以改善脊柱,肩膀和膝盖关节的反应,并提供更准确的伤害记录。
在低速碰撞测试中,两个50%的Hybrid II假人用作镇流器。
此后不久,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)与通用汽车达成了一项协议,以制造一种碰撞测试假人,该假人将比Hybrid II假人好,并将其应用于汽车行业。
结果在1976年提出,并命名为Hybrid III。这个第5个百分位的男性模特身高179.8厘米,体重81.2千克。 Hybrid III由公路安全保险协会(IIHS)使用,并且是目前使用最广泛的测试模型。为了扩大结果范围,整个家庭都加入了Hybrid III,包括第5个百分位的女性假人和三个分别为10岁,6岁和3岁的Hybrid III婴儿假人。还引入了一个更大的95%的男性假人来测量一个更大的人的动态,并比较事故的结果如何影响不同体型和大小的人。
Hybrid III假人家族已扩大到包括95%的男性,50%的女性以及十,六和三岁的孩子。
为了在碰撞测试中使用,现代的测试假人必须能够记录多个变量,例如冲击速度,挤压力,弯曲,折叠和碰撞减速速度。
Hybrid III有其局限性,但由于其通用设计,零件可以互换,并且可以适应其他应用。该假人旨在测量正面碰撞,在侧面碰撞,侧翻和后部碰撞方面不那么有用。但是,在出现限制的地方,出现了以前看不见的新解决方案。
经过正面碰撞测试后,由10岁的Hybrid III假人在辅助座椅上对Hybrid III进行校准
。
进化阶段
Hybrid III之后的进一步发展包括:
- SID(侧面碰撞测试假人)专门设计用于测量对肋骨,脊柱和内脏的碰撞力,以及测量侧面碰撞时胸部的压力。
WorldSID是用于EuroNCAP侧面碰撞测试模式的高级侧面碰撞ATD。
- BioRID . . BioRID 24 .
- CRABI , . : 18-, 12- 6-.
- THOR – 50- , Hybrid III. , , , , , .
THOR
- i-Dummies – , First Technology Safety Systems , , . GM - , , . «i» , . 22 .
- THUMS (Total HUman Model for Safety) – - Toyota Motor Corporation (TMC). 4.0, ( ) . , , , . THUMS 4 Toyota , .
负责THUMS项目的丰田技术开发公司计划扩大其碰撞测试假人的范围,以包括较大的男人和较小的女人。TMC还计划从2010年秋季开始出售THUMS 4假人。
碰撞测试假人的观点
THUMS 4是在研究机构和大学的帮助下开发的。使用高精度计算机断层扫描仪进行开发,以详细测量人体内部结构。这就是未来的样子-独立研究机构和大学之间的合作,使用先进的计算机模拟来重现交通事故。这些研究的目的是增进对如何改善乘客安全的理解。
引起研究人员关注的另一个重要领域是模仿一名孕妇在碰撞中开车。孕妇的碰撞试验假人的第一个原型是由英国拉夫堡大学制造的。他们在骨盆上放置了一个液体容器来模拟子宫。他们的研究集中在为孕妇开发合适的安全带设计上,因为研究表明,大多数孕妇由于不适而放弃使用安全带。
尽管基于计算机的碰撞仿真的重要性可能会成为未来几年的主要研究方法,但我们相信,未来将取决于虚拟碰撞和高级测试假人的结合。尽管该软件将能够再现几何上正确的模拟并计算出准确的碰撞读数,但仍将需要使用我们已知的虚拟模型来确认结果。
计算机可以从不同角度,以不同速度以不同物体再现无数紧急情况。即使这样,钢也只是钢,焊接点只是焊接点,因此万物的相对性决定了对全尺寸拟人化测试设备和真实测试台的需求。
唯一需要做的就是尽快开始实施技术创新(例如,计划的压区,智能气囊,非危险仪表板和高级座椅设计)。有时,公司似乎非常重视开发碰撞测试假人,而忘记了为什么要开发它们。自第一个碰撞测试假人发明以来已有60年,而自人们意识到提高车辆安全性的需求以来已有90多年了,碰撞测试视频仍在YouTube上吸引了数十万次点击。
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