在很長(cháng)一段時(shí)期里，我們不管是開(kāi)車(chē)還是坐車(chē)都沒(méi)有系安全帶的習慣。但是在買(mǎi)車(chē)時(shí)候，卻會(huì )對于有沒(méi)有安全氣囊以及有幾個(gè)安全氣囊耿耿于懷。這表明我們對汽車(chē)的理解比較片面。

　　為什么要系上安全帶安全氣囊才會(huì )起作用？

　　座椅安全帶和安全氣囊都是約束系統的一部分。當汽車(chē)急剎車(chē)的時(shí)候，乘客的身體會(huì )在慣性的作用下繼續前傾，這個(gè)時(shí)候，如果沒(méi)有約束系統，乘客很可能會(huì )飛出座位，撞到方向盤(pán)、儀表板或者風(fēng)擋玻璃等這些車(chē)內比較堅硬的結構。顯然，這種碰撞的后果顯然會(huì )很?chē)乐?。而如果使用了安全帶和安全氣囊，乘客身體在碰撞中直接接觸的首先將是安全氣囊和座椅安全帶這些比較柔軟的部件，這樣就會(huì )大大降低乘客受傷的風(fēng)險。所以，使用安全帶和安全氣囊對于保護乘員安全具有重要的作用。

　　座椅安全帶主要是通過(guò)控制乘客身體上相對強壯的肩部和髖部來(lái)控制乘客身體的運動(dòng)的。但是，僅僅通過(guò)安全帶來(lái)保護乘客的安全還是遠遠不夠的。首先，安全帶沒(méi)辦法直接保護頭部，當乘客上身的運動(dòng)減慢后，乘客的頭部可能產(chǎn)生劇烈的轉動(dòng)并且由此造成頸部大幅度的拉伸。其次，在碰撞比較嚴重、安全帶對乘客身體的約束力比較大的時(shí)候，它有可能滑動(dòng)到并勒到乘員的胸部和腹部里邊去，這樣就會(huì )造成比較嚴重的傷害。而安全氣囊和安全帶相配合就可以部分解決這些問(wèn)題，使得乘客不會(huì )被安全帶的控制力傷到。

　　和安全帶比起來(lái)，安全氣囊最大的優(yōu)點(diǎn)就是能均勻地的約束乘客的頭部、頸部、肩部和胸部，從而避免身體某一部分因受力過(guò)于集中而造成傷害。另外，安全氣囊還會(huì )限制頭部和其他部位的運動(dòng)，這樣就能避免因減速快慢不同而導致的傷害。

　　在約束乘員運動(dòng)的時(shí)候，安全氣囊只能起到輔助性的作用，只有乘客佩戴了座椅安全帶的情況下，安全氣囊才能起到應有的保護作用。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下安全氣囊的工作原理。

　　安全氣囊彈出模擬圖

　　安全氣囊的工作原理

　　汽車(chē)正常行駛的時(shí)候，車(chē)內的安全氣囊是被折疊收起來(lái)的，發(fā)生碰撞之后，它才會(huì )因為觸發(fā)而打開(kāi)。這就為設計安全氣囊提出了較高的要求。一個(gè)典型的正面碰撞全過(guò)程一般只有100毫秒左右的時(shí)間，安全氣囊必須在碰撞進(jìn)行了大約一半的時(shí)間內充分展開(kāi)，才能有效提供保護作用。而汽車(chē)需要在確認打開(kāi)安全氣囊之前收集足夠的信息，來(lái)判斷是不是已經(jīng)發(fā)生了比較嚴重的碰撞。按照目前的碰撞感應技術(shù)，汽車(chē)對此做出判斷并且發(fā)出觸發(fā)信號的過(guò)程大概需要20毫秒的時(shí)間，所以安全氣囊只能在30～50毫秒的時(shí)間里充分展開(kāi)。在如此短的時(shí)間內，只有化學(xué)爆炸的方式才能保證安全氣囊完全展開(kāi)并且到達指定的位置。我們知道，化學(xué)爆炸在起爆階段所能產(chǎn)生的氣體膨脹速度很快、壓力很高，因此氣囊初始的展開(kāi)速度可能會(huì )達到200千米/小時(shí)以上。

　　安全氣囊安裝位置圖

　　安全氣囊什么時(shí)候才會(huì )打開(kāi)？

　　為了保證安全氣囊在適當的時(shí)候打開(kāi)，生產(chǎn)廠(chǎng)家汽車(chē)都給安全氣囊的設置了起爆條件，只有滿(mǎn)足了這些條件，安全氣囊才能夠彈出。雖然在一些交通事故中，車(chē)內乘客已經(jīng)碰得頭破血流，但是如果達不到安全氣囊爆炸的條件，安全氣囊也是不會(huì )打開(kāi)的。

　　安全氣囊打開(kāi)需要合適的速度和角度。理論上講，只有速度高于30千米/小時(shí)，并且車(chē)輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體上，安全氣囊才會(huì )打開(kāi)。這里所說(shuō)的速度也不是我們所理解的車(chē)速，而是在實(shí)驗室中的速度，汽車(chē)在實(shí)際碰撞中的速度高于實(shí)驗速度，安全氣囊才能打開(kāi)。

　　安全氣囊瞬間彈出

　　不系安全帶，安全氣囊就是個(gè)“炸彈”

　　技術(shù)人員設計氣囊的初衷是希望氣囊充分展開(kāi)到位之后再來(lái)保護乘客，這個(gè)時(shí)候氣囊已經(jīng)完全展開(kāi)，內部壓力變得平衡。但是，乘客如果不系安全帶，在碰撞剛一發(fā)生的時(shí)候過(guò)早的向前傾，或者在車(chē)內飛起，這樣就會(huì )過(guò)早和還沒(méi)有充分展開(kāi)的氣囊接觸。這樣，由于氣囊的展開(kāi)速度過(guò)快，氣囊內部的壓力還沒(méi)有達到平衡，沒(méi)有完全打開(kāi)的安全氣囊還在爆破狀態(tài)就遇到了乘客的身體，這樣必然會(huì )對乘客造成傷害。實(shí)際上，由氣囊引發(fā)的傷害經(jīng)常會(huì )發(fā)生，這就是使用安全氣囊容易產(chǎn)生的副作用。

　　這個(gè)時(shí)候，如果記上了座椅安全帶，就能夠在碰撞剛剛發(fā)生的時(shí)候控制住乘客的身體避免乘客過(guò)早的向前傾，從而能夠讓乘客安全氣囊充分打開(kāi)，氣囊內部的壓力達到平衡的時(shí)候接觸到安全氣囊，這樣才能最大限度地降低安全氣囊產(chǎn)生的副作用。

　　本作品為“科普中國-科學(xué)原理一點(diǎn)通”原創(chuàng )?

本文由山西省消防協(xié)會(huì )科普教育工作委員會(huì )主任趙勝進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)