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2024-04-26 12:39
你的新车,假人先坐过

本文来自微信公众号:GQ报道 (ID:GQREPORT),作者:崔旭蕾,编辑:王婧祎,题图来自:视觉中国

文章摘要
文章介绍了汽车碰撞假人在汽车安全测试中的重要作用,以及中国假人研发的挑战和进展。

• 💡 汽车碰撞假人的制造过程和关键作用揭秘

• 🚗 中国假人研发团队努力打造符合中国人体特征的假人

• 👩‍🔬 女性假人研究和汽车安全标准多元化的发展展望

4月25日,北京国际车展时隔四年再度举办,引发广泛关注。事实上,近期,汽车行业的热度一直居高不下,3月12日,小米第一台汽车正式发布,对于超出预期的销量,雷军略带“凡尔赛”地表示“痛苦”,汽车“有2万多个零部件,涉及到非常多的供应商”,拉动产能的过程远比公众想象中复杂。而在庞大的汽车制造业中,有一个东西虽然不是零件,却对汽车安全至关重要,那就是汽车碰撞假人。


在全球最大的汽车碰撞试验室,我第一次见到它的全貌。如同所有仿生人,汽车假人有着近似真人的轮廓,全身遍布传感器,关节处被零件衔接,以便摆出各种姿势。它们身穿红色的棉T恤和浅灰色短裤,胳膊上的“擦伤”尤为显眼,那是“车祸”的遗留产物。


你很快就能察觉,它与商场橱窗中摆放的那种假人模特不同。作为工业标准化的造物,汽车假人钝感而笨重,身体线条总是直来直去,没有明显的起伏。假人的使用则极其耗费体力,一位中等体型的男性假人重达86千克,有位年轻女工程师坦言,在所有类型的汽车假人里,她唯一能抱起的,是个6岁的儿童假人。


刘志新是国内一家公司的假人项目研究组的负责人,和假人打交道18年,对它的第一印象是高鼻深目的欧美人轮廓——当前市面上通行的假人以欧美人的身体特征为标准,并不能完美地保护中国司机的驾驶安全。


目前,刘志新的团队正在研发符合中国人体征的假人。按照我国汽车安全法规规定,汽车使用标准体系的欧美男性假人进行安全测试,刘志新表示,未来更需要围绕保护中国人来设计汽车,假人开发仅仅做到合格线是不够的,最终同样要保护女性,保护儿童和老人,保护所有体型的人的安全。


以下是刘志新的讲述:


假人如秤砣


和你一样,我第一次见到假人是在储存间,那里摆放着十几个假人,高鼻深目的,典型的欧美人轮廓。当时领导带着新人熟悉工作场所,和我讲工作性质、工作内容什么的,还提到了假人的价格,我震惊得不得了,为什么这么贵啊?


一个假人最便宜的上百万,贵的上千万,我们常常开玩笑说,一个假人比真人都贵。


挺多人会觉得汽车假人是那种很像真人的“人”,但它其实不是很像。毕竟是作为工业标准嘛,它只是人的一种简化,要是完全造成一个真人的模样,成本就更高了。


50百分位男假人,受访者供图


相比于人类,假人的皮肤会硬一点,毕竟得考虑到耐撞性,如果完全仿生的话,那“咔”一撞,假人就烂了。它们的全身遍布传感器,尤其是在车祸时人容易受伤的部位,比如胸部这里有个胸位移(传感器),专门测量人受到撞击时胸部被压缩的情况。


每辆新车上市前都要经过上百次的碰撞试验,它是汽车安全性测试的重要项目之一,模拟驾驶员在现实生活中遭遇交通事故,我们观察车的安全系统如何发挥作用。


碰撞试验通常分为两个阶段,一个是研发阶段,为了保证车辆的稳定性,研发者自发地进行多次碰撞试验,另一个是在最终的认证阶段,汽车在国家认证的检测机构进行碰撞,测试合格后,汽车才可以拿去卖。


在碰撞试验室,后一种碰撞试验几乎每天都会发生。


一辆汽车正在进行碰撞试验,受访者供图


通常,我们把假人放在乘员侧或驾驶员侧,使车在规定的碰撞速度下(这个速度根据交通事故统计得出)撞击墙、柱子等,再通过传感器采集到的信息,判断它们受到的伤害有多大。把假人头部、胸部、颈部、腿部等不同部位受到的伤害值表列出来一看,在国家标准规定的合理范围内,那OK,这个车符合要求。


通过这个形式,我们就能知道这辆车对人的保护效果好不好。可以说,假人相当于评估汽车安全的秤砣。


汽车安不安全,秤砣准不准很重要。有两个评估标准:第一,和真人要像,做到形态相像、结构仿生、力学等效,第二是测量结果准。只有同时满足这两点,才能保证在同样的碰撞条件下,假人能最大程度地模拟真人受到的伤害。也才能以此为标准设计,改进汽车的安全性能,去调整车身的结构,正确匹配安全带、气囊的位置等等。


和人一样,假人也分为不同的体型,我们行话叫“百分位”,主要考虑的是它的身高和重量。比如,50百分位的男假人代表男性群体里的中间人群,95百分位的男假人高于95%的男性,5百分位女性假人则非常矮小,只有5%的女性比她矮。


不同百分位假人的身高、坐高、膝距等也都会有相应的核对尺寸,这些与身高、体重一道,共同决定一个假人代表着哪种人群。


在当前世界各国的安全碰撞体系里,投入使用最多的还是50百分位的男假人,它是以欧美人的体型特征开发的,有着1米77和86公斤的“中等”身材。


但其实中国人的身体结构和欧美人的差异还是比较大的,这就导致了两种人群在驾驶车辆时的坐姿不同,汽车发生碰撞时的身体状态有差异。如果完全按照欧美体征的假人去设计车,那这个安全系统对我们来说并不是最优的保护状态。


我们国家当前的机动车保有量是4.35亿,这个问题就放大了。我们想要研发中国人体型特征的假人,先攻克假人制造技术,制造出和国外一模一样的假人,再研发我们自己的假人。


假人国产化


在试验室,一个假人平均每天要经历四五次碰撞试验。你能看到吗?它们身上这些东一道西一道的黑印子和划痕,全是试验时留下的“擦伤”。


假人“伤痕累累”的身体部件,受访者供图


假人当然是可以重复利用的,寿命我不太好说,只要不坏就可以一直用,只是零部件在不断更换,有的部件三五个月就坏了,但有些内部的钢性结构,就这些铁疙瘩,可能三五年都坏不了。


现在我们的碰撞试验室里有一百多个假人,大部分是买的,也有几个是我们自己造出来的。经过了前期的种种调研,我们的项目组在2010年着手假人制造,工作内容主要围绕在设计、制作、测试这三方面。


一个假人的诞生需要以下流程:根据设计图,制作假人躯体的金属骨架和各个身体部位的模具,再根据模具研发出不同的身体部位(一个完整的假人包括头部、颈部、胸部、腰部、骨盆、膝部、足部这7个部位),每个部位经过测试后验收合格,最后组装成一个完整的假人。


流程听起来不难,但我们都是摸着石头过河,每个环节都不容易。以假人的皮肤为例,它会有基础材料,如同调制颜料,要通过调整基础材料的配比,去调整皮肤的性能。怎么把材料调和成需要的性能,我们试了特别特别多次,光这个过程就花了得有半年。


有些环节还挺需要操作手法的,要严格地控制时间、温度等等,考验的是经验和手艺。