大車和小車，碰撞試驗大不相同
所謂汽車的安全性，大家多數討論的是被動安全性，也就是說汽車在發生事故時，
車身對乘員的保護程度。
汽車的安全性，看似很複雜。實際情況是很簡單的，歸納為兩句話：車身，該硬的
地方要硬，該軟的地方要軟。該硬的地方，最重要的就是成員艙的骨架了。在發生
碰撞事故時，這部分的結構越硬，其變形越小，對成員身體的侵入也越小。較小的
變形除了能避免“擠死”乘客外，也能保證車門在事故發生後能及時打開，以利乘
員的逃生和救援人員對受傷乘客的救助。而該軟的地方，主要就是指車輛前方和後
方的潰縮吸能區，當然這種“軟”，決不是越軟越好，而是適當的軟，通過這適當
的﹑相對比較軟的結構的變形，吸收碰撞的能量，達到棄卒保帥，保護乘員的目
的。
這個在力學上很好理解。汽車與乘員共同以速度v行進。乘員身體質量為m，則乘
員的動能為 ½ mv²。發生事故時，車輛與乘員在短時間內由運動變為靜止。假定
車輛作用於人體上的力為F，這個力包括安全帶作用於身體上的力，方向盤通過雙
手作用於人體的力，踏板和地板前部作用於雙腳的力，還有安全氣囊作用於人體身
上的力。人體相對於地麵運動距離S之後停止。則有：
½ mv² = FS
汽車的安全設計，就是要讓這個力F，越小越好，不但要小，還要讓這個力，在其
作用距離S上，越平均越好。由此看來，車頭越短的車，越不安全；或者換句話
說，車頭越短的車，越難設計得安全。在美國市場上，很難找到那種平頭的麵包
車，就是這個道理。至於那種平頭的微型“麵的”，安全性就根本不能提及了。
對那個Smart For Two，我看還是遠離這種時尚的好。
碰撞試驗，無論是美國的NHTSA，IIHS，還是歐洲的NCAP，隻要是車頭前方的
碰撞試驗，無論是正碰還是偏一點的碰撞試驗，都是車前麵固定一個強度很高，質
量極大的近似剛體的障礙物，然後汽車以大約40MPH的速度撞上去，然後評估車
裏的布滿傳感器的模擬假人的受傷程度，給出測試結果。這樣的結果，一般以星級
表示，五顆星為最好。這個試驗，被大家形象生動地稱為撞牆試驗。
但是，我們往往在路上的車禍現場，看到另一番情形。碰撞的一方，如果是小型
車，其損失比起另一方的大車，要慘重得多。可我們一看碰撞試驗的結果，小車可
能有五顆星，大車卻隻有兩顆或三顆星。
這是怎麽回事呢？原來，大車和小車，在碰撞試驗中，是不一樣的。
汽車業的牛人曾說過，汽車，就是沙發加上四個輪子。如果我們會造小沙發，造個
大沙發就不難了，把小沙發按比例放大，就行了。造車，也大致如此。
當碰撞試驗成為造車的標準，成為政府對車廠的準入門檻，成為消費者選車的指南
時，全世界汽車大廠的工程師們，就都在絞盡腦汁地改進自己產品的安全設計，力
圖在碰撞試驗中得到更多的星星。
擅長生產小型汽車的車廠的結構設計師們，不斷精心設計和改進，終於撞出來很好
的成績。而同一時期，生產大車的車廠的設計師，同樣精心設計，卻仍舊在苦苦掙
紮之中。碰撞試驗就好像偏愛小車一樣，大型汽車總是撞不出很好的成績。當他們
比較小車和大車的設計時，發現兩者並無本質上的差異，基本上就是按比例放大。
這是怎麽回事？
原來，在汽車設計中，結構的強度，取決於材料的截麵積；而汽車的重量，則是和
汽車的體積成正比的。當汽車的尺寸增加時，結構材料的截麵積是按尺寸的平方增
加的，而車重則是按尺寸的立方增加的。運動中的汽車的動能，和車重成正比。這
就造成了這樣的現象，大車和小車碰撞，由於大車材料的強度比小車高，就造成小
車的結構首先破壞；但在撞牆試驗中，由於大車的結構強度與其動能相比，不如小
車，這樣就造成極不理想的撞牆結果。
結論是：在車撞車的情形中，大車硬，所以大車占優；在車撞牆的實驗中，大車還
是不夠硬，所以撞不出好成績。
舉個例子，數字是隨便杜撰的，以方便推理。一輛小型汽車，車長140英寸，車前
部的結構橫截麵積是4x4英寸見方，車重2400磅，那麽在撞牆試驗中，每一平方
英寸的結構，承擔2400/16=150磅車重的動能。我們把小車換成大型汽車，並按比
例放大，假定這個大車的車長是小車的1.5倍，就是210英寸，那麽這輛大車每個
方向上的尺寸都應該是小車的1.5倍。車前部的結構橫截麵積就成了6x6英寸見
方；車的重量呢，由於車的長寬高方向上，都是小車的1.5倍，車重就是
2400x1.5x1.5x1.5=8100磅。在撞牆試驗中，每一平方英寸的結構，就要承擔
8100/36=225磅車重的動能，正好是小車的1.5倍。可見，大車撞牆和小車相比，
是225和150 的倒過來比，也就是1：1.5， 結果當然比不過小車。但是大車與小
車相撞，強度是36比16，也就是2.25：1，看見沒有？大車占有明顯很大的優
勢。
再舉一個形象的例子，年長的網友小時候都玩過泥巴，年少的和家裏有小孩的後來
就玩橡皮泥。用橡皮泥捏成一大一小的兩個立方體，比如，一個三英寸見方，一個
兩英寸見方，然後從同一高度鬆手，讓其自由落到硬地上。我們知道，從同一高度
下落的自由落體，到達地麵時的速度是一樣的，這個和大車小車的碰撞試驗很類
似，橡皮泥的強度相同，碰撞速度相同。我們一定會發現，大的橡皮泥方塊，比小
的變形更厲害。
那麽，這些個官方的碰撞試驗，是不是誤導？是，也不是。你要是認真看一看任何
一個碰撞試驗的說明，一定會有一句：實驗結果，適用於同類型汽車。這個“同類
型汽車”，就是指類似大小的汽車。可是，人的本性是比較喜歡形象生動的東西，
比較起文字，更喜歡圖形。所以人們一看到碰撞試驗的結果，就迫不及待地數星星
了，最後記住的，就是什麽車有幾顆星，至於更重要的碰撞試驗的說明，反而很少
有人注意了。
那麽大車的設計師麵對這樣的結果，怎麽辦？當然是增加車頭潰縮吸能區的強度，
這必然要增加材料的使用，這樣就增加了車重，車一重，碰撞的動能也增加了，就
需要更多的結構材料，這好像陷入了死循環，工程上不容易達到很好的平衡。同
時，車一重，油耗必然隨之增加，這使本來就比較耗油的大車更不容易討好消費者
了。
隨著科學技術的發展，更先進的結構設計技術和材料的不斷應用，大車的設計終於
擺脫了以往一大片兩三顆星的局麵，現在我們再看，大部分的大車已經達到四五顆
星的高標準了，而車重並沒有大幅增加。當然，同一時期，小車的安全性也不是停
滯不前，但改進設計的動力遠遠沒有大車的安全結構設計師來得大。一句話，為了
滿足那幾顆星，大型汽車的車頭比起小型汽車來相對更“硬”了。換句話說，開小
車更加危險了。
結論：小車和大車，撞車和撞牆，結果截然相反。汽車的安全，不能隻看碰撞試驗
得到幾顆星。車的大小和重量，絕對是一個不可忽視的重要因素。
事實是，盡管不論大小，大多數汽車的安全性能得分較高，但美國每年仍有大約
10,000人在公路正麵撞車事故中喪生。
我的十年舊的TrailBlazer，別看碰撞試驗結果不怎麽理想，但有關機構曾經拿它和
舊款Accord對撞了一下，結果一點沒有什麽奇怪的。那個機構發問：你們為什麽
要把車頭造得這麽硬？
TBz原創。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
