安全气囊如何用炸药救人

这是即将撞墙的车，你的头因惯性将狠狠拍在方向盘上。不过还好有安全气囊可以护你要害。

安全气囊的原理是什么？它到底如何护你周全？

安全气囊的出现和普及其实很晚。仔细看，你会发现早期方向盘形态都十分迥异。

1952 年，退休的美国工程师 John Hetrick 开着 1948 版克莱斯勒温莎携家人出门。因避障急停，女儿差点撞到仪表盘。受此启发，他设计了一种叫「汽车安全垫」的装置，以保护急停时向前冲的乘客。

在图中我们能看到储存压缩气体的气罐和驾驶员、前排乘客气囊等现代气囊的雏形。虽然他马上申请了专利，也因此被认为是安全气囊的开山鼻祖。但简易的弹簧装置和靠压缩气体自身膨胀的速度，根本来不及「吹」气囊，因此并未被重视。

为了更快充气，现代气囊普遍采用的方式是「炸」。

拆出来单看，就像这样，初始展开速度甚至可达 200 千米/小时以上。

以常见的「烟火式气体发生器」为例，会预先在燃烧室内填充以叠氮化钠为主的固体产气药。气体发生器收到信号后，点火管迅速点火，叠氮化钠在高温下反应生成钠和大量无毒的氮气。高温的氮气随后经冷却物和滤网过滤从两侧小孔排出，在 30~50 毫秒内将叠好的尼龙气囊充满。

但由于叠氮化钠有很强的毒性，其实现在更多使用硝基胍、黑索金、硝酸铵等非叠氮类化合物做产气药。

除了「烟火式气体发生器」，现在广泛使用的还有「混合式气体发生器」。相比靠化学反应产生气体，这种发生器则提前将惰性气体压缩储存。点火器收到信号后，点燃少量固体燃料产生大量热量，压缩的气体一经加热就能迅速膨胀填充安全气囊。

当然，「炸」出的安全气囊与人员头部接触时，就会通过背后小孔开始泄气，这样才能减少气囊的冲击力，增加缓冲效果。

但是，一点小波折就轻易炸开肯定不行，那安全气囊是如何触发的呢？

安全气囊系统主要由安装在前端、车轮等处的传感器，安装在驾驶座附近的安全气囊控制单元和安装在方向盘、仪表盘等处的气囊模块组成。当碰撞发生时，传感器会将加速度、角度等信号传给控制单元。后者分析后确定碰撞类型和强度，然后决定是否启动安全气囊。

以驾驶座正面气囊为例，当启动条件被满足，控制单元会向气囊模块的气体发生器传递点火信号。后者迅速产生大量气体，将气囊「炸」出，保护你因惯性向前甩的头部。

根据美国国家公路交通安全管理局的研究，在完全正面碰撞中，正面安全气囊可有效减少 14 岁到 70 岁年龄段小客车驾驶员，和 13 岁及以上年龄段前排右侧乘客 30% 左右的死亡率。

而对于小型卡车或货车，正面安全气囊可减少驾驶员 29% 的死亡率，降低 13 岁及以上年龄段乘客 32% 左右的死亡率。

根据数据，仅 2017 年一年美国就约有 2790 人因正面气囊获救。

但光有正面气囊还不够，在面对侧面撞击时，没有保护措施的假人就会被碎玻璃和车门狠狠地冲击头部和胸腹部。

所以，更多厂商开始在前后排安装侧边气囊和横贯两侧车窗的安全气帘。以在侧面撞击和车辆翻滚时保护人员头部安全。

研究也表明，附有头部保护功能的侧边气囊，可分别减少小客车司机和 SUV 司机在司机侧撞击中 37% 和 52% 的死亡率。

不过，如果我们仔细观看这两个画面就会发现，侧边气囊或气帘虽然能减少单侧冲击，但前排人员可能还会因上半身的瞬间加速甩动而伤到脖颈或彼此相撞。

因此，欧盟新车安全评鉴协会在 2020 年新增了远端保护测试。即测试开始前，测试人员会在副驾驶座贴不同颜色彩带划分出五个区域。当侧面撞击发生时，高速摄像机会拍摄驾驶席假人头部的摆动情况。摆动幅度越大，抵达区域越远，得分越低。

同时，相机还会拍摄记录前排人员间撞击情况，撞击越猛烈得分越低。

我们查看了一款今年在测试中表现不佳的车型，发现因撞击时头部摆动幅度过大，且缺乏前排乘客保护措施。它在满分 16 分的侧面撞击测试中只得到 10.7 分。

而像极星 2 这样的车型，除了前面提到的所有气囊之外，还增加了前排座椅内侧气囊，使其可以在侧面撞击时有效防止前排乘客的摇摆和碰撞。再结合安全带等其他措施，它在侧面碰撞测试中几乎获得满分。

而搭配了高抗拉强度的硼钢车身，保护电池包的 SPOC 模块和前下部载荷路径等安全配置，极星 2 也在欧盟新车安全评鉴协会今年的安全评测中获得 5 星总评，四项考核都名列前茅。

其实，安全气囊的全称是「补充性约束系统」。不管它如何精妙和高端，也只是配合安全带使用的被动安全系统之一。

所以不论何时，首先请一定系好安全带，即使你坐在后排。