关于汽车保护伞

李嘉泉　麦燕强　周国祥

一、课题背景

1952年，美国宾夕法尼亚州工程师约翰·赫特里特在一次交通事故后萌发了设计安全装置的想法，最终，安全气囊的雏型产生了。不断的完善使得安全气囊挽救了许多人的生命。但对于安全气囊，我们了解的并不多，因此，我们在好奇心的驱使下决定以团体的力量来对其进行探究，扩大视野，增长知识。

二、研究国的

1．对汽车安全气囊有一个初步了解；

2．对未来汽车安全气囊的展望；

3．提出安全气囊在其他领域的应用的创新设想；

4．增长知识，扩大视野；

5．在探究中学会团结、学习、创新和提高解决问题的能力。

三、研究的过程和方法

1．审定并提出方案：关于汽车的保护伞一安全气囊的探究；

2．通过查阅资料和调查访问，了解汽车安全气囊的基本原理等；

(1)通过图书馆、书店和互连网收集有关安全气囊的资料；

(2)通过网上论坛和远程对话等形式向专家请教和探讨有关问题；

(3)到汽车维修中心请教专业人士：

(4)“运用头脑风暴法”在小组内讨论，提出自己的观点。

3．对未来安全气囊的用途和改善提出设想和可行性建议。

四、汽车安全气囊的奥妙

1．安全气囊的功能

在乘员使用安全带的情况下，气囊有助于减轻胸、头和面部在碰撞时受伤的严重性。当汽车发生前碰撞时，首先是汽车要停止运动，车内乘员在惯性力作用下仍以原来速度继续向前运动。如果此时装在转向盘或仪表板内的气囊充气弹出，它就可以保护乘员减少其与车内物相碰的可能性，更均匀地分散头、胸的碰撞力，吸收乘员的运动能量，从而起到补充安全带效果的作用。因此气囊主要在缓冲前碰撞或近似前碰撞严重性方面，提供补充保护作用。实际事故统计表明，仅有10％左右的事故能使气囊充气。

2．气囊在车内的标识

驾驶员气囊放在转向盘毂内，有一个完整光洁的装饰外罩；乘客气囊则藏在仪表板内，在发生前碰撞或近似前碰撞事故时，固装在组件内的气囊以规定方式冲破外罩充气膨胀。

在转向盘外壳和仪表板上刻有“Air Bag”或缩写“SRS”(辅助乘员保护系统)或“SIR”(辅助充气保护系统)，表明该车装有气囊。

装有驾驶员用气囊的轿车仪表板上有一个指示灯，向驾驶员表明气囊系统状态，汽车用户手册上说明了该指示灯的功能。

3．气囊系统的工作原理

典型的气囊系统包括三个组成部分，在发生足够严重的前碰撞或近似前碰撞事故时(相当于以大于16km／h的速度与一刚性壁正面碰撞)，车上的探测碰撞点火装置主动将突然减速信号传递给气体发生器的引爆装置，使相关物质(生成氮气，在乘员前方气囊充气，充满气囊所用时间不到0．05秒。气囊充气前折叠在转向盘毂内和仪表板内，充气时先将保护外罩自动充开。气囊的侧面有排气孔，当乘员碰压膨胀的气囊时，囊内氮气排出，原来较热的气体在排出后快速冷却，吸收乘员向前运动的能量。

五、对未来汽车安全气囊的设想

1．把安全气囊应用于保护汽车本身

现代汽车安全气囊只用于保护车内乘客，对汽车本身并无保护作用，我们提出把气囊安装在汽车车身周围，并用智能电脑控制或者由驾驶者本身控制。当汽车发生的意外已不能避免时，驾驶者或者电脑就可以及时打开安全气囊，打开的气囊可避免汽车其他物体的直接碰撞，而气囊吸收这一过程产生的能量，保护了驾驶者及车辆的安全。其次，我们还可以利用气囊来挽救落水的汽车，汽乍意外掉入水中时，在智能电脑的控制下迅速打开安全气囊，这样汽车就能漂浮在水面上，驾驶者就有足够的时间逃生，汽车也不会被毁坏，这就达到了保护汽车的安全和驾驶者的安全的双重目的。

2．把安全气囊运用到船、飞机等交通工具上

船本身的保护设施并不完善，两船相撞的意外也时有发生。船在水上的行动并不灵敏，一些时候，两船相撞的事故似乎不可避免。为此，我们设想把安全气囊安装在轮船上，在发生相撞时，能够利用安全气囊来缓解船的相撞力，把意外造成的伤亡减少到最低。1967年，苏联宇航员科马洛夫乘坐的联盟1号飞船返回地面時，因降落伞未打开，成为航天殉职的宇航员，这时的飞船作自由落体运动，其速度多快是可想而知的。假设，联盟1号上装有大型的安全气囊，如果降落伞不能打开，可以打开安全气囊，飞船着陆时，安全气囊可以吸收飞船在这一运动过程中的能量以保护飞船不被撞毁，宇航员也就可能幸免罹难。

3．安全气囊在衣服上的利用

人口老龄化正在成为当今世界的人口问题之一，这就意味着我们的社会中的老年人将越来越多，关注老年人的身体健康也就显得比较重要了。根据老年人的身体状况我们设想在老年人的衣服上装上安全气囊，气囊由同时装在衣服上的微型电脑控制，当老人行走时意外滑倒时，微型电脑立即做出反应，打开安全气囊……那老人就再也不用当心骨折等致命的伤害了，甚至可以像年轻人一样欢快地行走。

4．根据网枪的原理制造安全气囊枪

近来经常看到警察在抓罪犯时用的一种新式武器网枪，此枪可以用发射用高新材料制成的特殊子弹，在其接近目标时形成一张网把罪犯网住。那么我们完全可以用同样原理制成发射安全气囊枪，当看到两车有相撞危险或高空堕物或人时，向其落点发射气囊弹，达到保护人员生命财产安全的目的，同样救生员也可以向落水者发射救生气囊弹，对溺水者进行远距离救护，用最短的时间挽救生命。

5．用纳米材料制成更先进的安全气囊

现在安全气囊受制造材料的强度和性能的限制，应用范围还不够广泛，如果能够结合现代高科技纳米技术，寻找新一代的高强度、高弹性、小体积、小质量新型材料制成安全气囊，使其有着更广泛的应用，使安全气囊不但能保护人类的安全，还能在更多情况下保护财产安全，让安全气囊真正成为人类生命和财产安全的保护神。

(指导老师周兆富)