汽车的车身越坚硬就越安全吗？

科普中国网 2017-04-15

作者：周青（清华大学汽车工程系教授，博导）

　　人们现在越来越离不开汽车了。汽车在城市中穿行，它薄薄的外壳一直在保护着你，是不是车身越坚硬，它就越能保护里面的人呢？

　　在严重的汽车碰撞事故中，一些汽车的部分结构由于撞击发生了明显的变形。因此人们自然想到，是不是因为汽车的车身不够坚硬，才会发生如此严重的变形？

　　其实，因汽车碰撞所造成的车身变形和破坏，有相当一部分是汽车制造业的工程师在设计时就刻意为之的，其目的是消耗碰撞前所携带的动能。动能是物体因运动而具有的能量，它的大小与物体的质量成正比，也与物体运动速度的平方成正比。碰撞结束后，汽车停下来，其速度变为零。碰撞过程通常不超过半秒钟，在如此短的时间内要将汽车的动能完全消耗，必然会造成某些物体的剧烈变形和破坏。如果由乘员来承担这种剧烈变形，那就意味着将对人体造成严重伤害，因此，车辆设计者就希望车身能够尽可能多地承担变形并消耗这些动能，以尽可能避免人员受伤，即使受伤，受伤害的程度也尽可能降到最低。

　　与此同时，在设计时还要考虑让乘员在碰撞中拥有一定的生存空间。通常，人们将乘员所处车身空间称为乘员舱，这一部分的结构在碰撞中要避免发生太大的变形，以免外物直接威胁到乘员的人身安全。况且，车内常用的乘员保护装置，比如座椅安全带和安全气囊等，也都需要在一定的空间内才能起到正常的保护作用。因此，相对车身的其他部分而言，乘员舱应当做得更结实一些。而那些位于车身的前部和后部、在多数事故中被首先撞击到的部件，例如保险杠等，则应当被设计成在碰撞下可以发生永久变形的结构，并通过这些变形来消耗汽车的动能。所以，出于保护乘员的目的，车身的不同部位软硬程度也应该做得不同，这些都是需要设计师进行综合考虑的。

　　当然，任何结构都不可能提供绝对安全的保护功能。如果碰撞非常严重，比如在碰撞前车速很快的情况下，预先设计用于吸收动能的车身结构在达到最大变形后，还没有完全消耗掉所有的动能，这时乘员舱就难以避免会发生结构变形，乘员受伤害的可能性就急剧升高，这就是为什么平时开车不能太快的原因。

　　节约能源、保护环境是当今社会所提倡的，为了降低汽车的能耗，减少尾气的排放，有人提倡设计并使用又小又轻的汽车，此举也被称为汽车的轻量化。然而，汽车做得过于轻、小，安全性能就会下降。比如，当轻量化汽车撞到静止不动的障碍物上，因为其自身轻，携带的动能少，受损程度会比又重又大的车要小一些。如果与骑自行车者或者行人发生碰撞，因为汽车较轻，那么后两者受到的伤害可能会较小。但是，当轻量化汽车与比它自身大很多、且重很多的汽车相撞时，前者车内的乘员就可能会受到非常严重的伤害。

　　所以，无论是讨论车身软硬程度，还是讨论车子是该做得又轻又薄，抑或又厚又重，都应该采用辩证的观点。否则，就很可能是好心办坏事。