一塊海綿，居然能證明汽車安全的原理？

本文為車早茶原創文章，轉載請注明出處及作者

說到汽車安全，小編又要囉嗦了，大家肯定都知道，汽車安全分為主動和被動兩大方面。主動安全就是駕駛員能夠輕鬆自如的操縱控制汽車以及能夠最大限度的避免各種事故的發生。而被動安全就是指汽車在發生事故以後對車內乘員的保護，所以也被稱為碰撞安全。

那麼對於消費者來說，碰撞安全可以說是汽車對人保護的最後一道屏障了，而很多人的“常識”都認為，既然是車“包著”人，肯定是車體越堅固越安全啦！但事實上，從各大汽車廠商對汽車安全的發展軌跡來看，“硬碰硬”只是個圖樣圖森破的辦法，而如何吸收碰撞產生的動能，儘量減少傳遞到人的身上才是如今最主流的車身安全理念，這好比太極中的“卸力”。

最近本田就通過三期安全小實驗來證明“吸能才安全”的精髓。實驗中採用了我們最常見的事物作為素材：雞蛋、豆腐、義大利面，伴隨著各種懵逼、蜜汁微笑，這三個實驗讓我們大概瞭解了關於碰撞動能轉化的一些原理：

1、“柔軟”的形變能有效地增加緩衝時間，從而降低衝擊力；

2、“面”的接觸遠比“點”的接觸，更能分散壓力，減少壓強。

不過，或許對很多人來說，這三個實驗有點“超綱”了，看得有點懵逼。沒關係，這次小編用更簡單暴力的實驗來說明，我們需要的道具只有兩個：牛頓擺和一小塊海綿。

更簡單暴力的實驗：牛頓擺+海綿

首先我們瞭解一下我們最最常見的牛頓擺。

牛頓擺是牛頓發明的嗎？當然不是！它其實是由法國物理學家埃德姆·馬略特於1676年提出的，用於證明牛頓力學。牛頓擺是由數個品質、體積相同的球體通過吊繩固定為彼此緊密排列的演示裝置，最左邊的球得到動量並通過碰撞傳遞到右側並排懸掛的球上，動量在四個球中依次向右傳遞。當最右端的球無法將動量繼續傳遞的時候，被彈出。

牛頓擺的原理小編就不展開來說了，不僅“超綱”，而且幾天幾夜都說不完。我們只要明白牛頓擺的核心，第一是按照能量守恆定律，動能不會無緣無故地消失；第二是動能在封閉的環境中呈現無損傳遞的狀態，好比武俠小說中的“隔山打牛”，最左小球產生的“力”通過極小的接觸面、緊密排列和沒有產生形變的球體（接近封閉系統），最直接、無損地傳遞到最右小球，把它“撞飛”。

正常狀態下，牛頓擺的運動狀態

下面，小編就用一塊海綿，把牛頓擺這個運動狀態打破。

通過實驗我們可以看到，一塊小小的海綿就把這套物理裝置“破壞”。原理很簡單，上面說到牛頓擺的核心表現就是通過受力點小、沒有緩衝時間、沒有發生形變三個條件造成動能的無損傳遞，而這一塊小小的海綿則輕易地打破了這三個條件：

1、海綿以更大的受力面積接觸帶“力”的小球；

2、海綿有一定厚度，碰撞緩衝時間更長；

3、海綿能產生彈性形變，傳遞到海綿的碰撞動能可以轉化為形變能。

實驗跟汽車安全有何關聯？

如果把牛頓擺看作一個汽車發生碰撞時的狀態，一切都變得更直觀了。

我們把最右側的小球看作一輛車，把中間的多個小球看作小編駕駛的車，而最左邊的小球就是小編，最右側小球的撞擊就可以看作兩車發生碰撞，由於小編所駕駛的車子並不能吸收碰撞的動能，結果就是原封不動地傳遞到小編身上，把小編撞飛了。

所以，在車輛碰撞中，車輛撞擊的動能不會無故的消失，會隨著撞擊的位置向後傳遞，假設撞擊車輛的鋼板足夠堅固，那麼該動能不被吸收的情況下，會完全傳遞給駕駛艙，給駕乘者造成傷害。

而加入海綿這一“吸能裝置”之後，經過增大受力面積、增長緩衝時間、有效地轉化為形變能之後，碰撞的動能被海綿吸收，最右側的小球，也就是小編也就避免被撞飛。這好比車輛在撞擊時，發動機艙通過潰縮形變，將撞擊的能量吸收分散，儘量減少撞擊的能量傳遞，就能在一定程度很好的保護駕乘者的安全。

有效降低衝擊的ACE承載式車身結構

事實上，通過這一簡單的實驗，我們能很好地理解“吸能才安全”這一理念，比如說Honda創造了ACE承載式車身結構。本田在研發安全技術時，就用該車身結構的汽車做真實的碰撞實驗，ACE承載式車身結構就是基於此原理而有效降低衝擊的。

當發生碰撞時，車體發動機艙會通過潰縮變形的方式，第一是做到了延長緩衝時間，第二是通過潰縮變形把碰撞動能轉化為形變能，這兩種吸收和轉化能量的方法能有效地減輕對車內人員的衝擊，甚至以反作用力來看，也能減少對車輛對行人的衝擊，最大程度保護所有交通參與者的安全。

另一方面，當車輛發生正面碰撞時，ACE承載式車身結構可通過上車架，主車架，下縱梁構成的“面”來承受碰撞，增加碰撞受力面以綜合吸收能量，這同樣也達到吸能的效果，從而保護駕乘者的安全並降低對對方車輛的傷害。

總結：

在現實中，我們經常看到一些購車者敲敲車身，關關車門看聲音厚不厚實，以此來判斷一部車是否安全。但事實上，鋼板、車皮厚度與車重在現代汽車安全中只是起到小部分的作用，而將車身製造得無比堅硬其實也並不難。但安全的吸能車身確實經過嚴密的計算和設計，如何把碰撞的動能吸收和轉移，避免傳遞到車內人員，以及減少對對方車輛和行人的傷害才是汽車安全的精髓所在。而讓不論是在車內，還是在車外的每一個你，都得到全面的護佑，這種“你最珍貴”的理念也正是Honda對安全的最高目標。

買車用車不想被忽悠

關注：車早茶