Lực tác động của một vụ va chạm
Theo định luật thứ nhất của Newton, một vật thể đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ và cùng hướng trừ khi bị tác động bởi một lực không cân bằng. Xu hướng tự nhiên của các đối tượng là tiếp tục làm những gì chúng đang làm. Tất cả các đối tượng chống lại những thay đổi trong trạng thái chuyển động của chúng.
Trong trường hợp không có lực không cân bằng, một vật đang chuyển động sẽ duy trì trạng thái chuyển động này. Đây được gọi là quy luật quán tính. Quy luật quán tính thường gặp nhất khi đi trên ô tô. Trên thực tế, xu hướng tiếp tục chuyển động của các vật thể đang chuyển động là nguyên nhân phổ biến của nhiều loại tai nạn – ở cả cường độ nhỏ và lớn. Ví dụ, hãy xem xét một cái thang được buộc vào đầu của một chiếc xe tải sơn. Khi xe tải di chuyển trên đường, thang chuyển động cùng với nó.
Bị buộc chặt vào xe tải, thang có cùng trạng thái chuyển động với xe tải. Khi xe tải tăng tốc, thang tăng tốc cùng với nó; khi xe tải giảm tốc, thang giảm tốc cùng với nó; và khi xe tải duy trì tốc độ không đổi, thang cũng duy trì tốc độ không đổi. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu thang được buộc cẩu thả vào xe tải theo cách nó có thể trượt tự do dọc theo đầu xe tải? Hoặc điều gì sẽ xảy ra nếu dây đai xuống cấp theo thời gian và cuối cùng bị gãy, do đó cho phép thang trượt dọc theo đầu xe tải?
Giả sử một trong hai tình huống này xảy ra, thang có thể không còn cùng trạng thái chuyển động với xe tải. Sự hiện diện của dây đeo đảm bảo rằng các lực cần thiết cho chuyển động tăng tốc và giảm tốc sẽ tồn tại. Tuy nhiên, một khi dây đeo không còn để thực hiện công việc của nó, thang có nhiều khả năng duy trì trạng thái chuyển động của nó. Nếu xe tải dừng quá đột ngột và các dây đai không còn hoạt động, thì thang đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động. Giả sử ma sát giữa xe tải và thang là không đáng kể, thang sẽ trượt khỏi đầu xe tải và bị ném vào không khí.
Khi nó rời khỏi nóc xe tải, nó sẽ trở thành đường đạn và tiếp tục chuyển động giống như đường đạn. Lực tác động lên xe khi va chạm phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của xe và giá trị của sự giảm tốc. Giá trị của giảm tốc phụ thuộc vào lượng biến dạng của xe và / hoặc biến dạng chướng ngại vật (quãng đường di chuyển kể từ lần đầu tiên tiếp xúc với chướng ngại vật). Trong một vụ va chạm, động năng từ chuyển động của xe được biến đổi thành năng lượng biến dạng.
Sức mạnh tác động trong trường hợp va chạm có thể được so sánh như sau:
- Vận tốc va chạm 40km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 6m
- Vận tốc va chạm 60km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 14m
- Vận tốc va chạm 80km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 25m
- Vận tốc va chạm 100km / h tương ứng với rơi tự do ở độ cao 40m
Khu vực va chạm tai nạn
Vùng co rúm của xe là một đặc điểm cấu trúc được thiết kế để nén trong một vụ tai nạn nhằm hấp thụ năng lượng do va chạm. Thông thường, các khu vực xung quanh nằm ở phần trước của xe, để hấp thụ tác động từ va chạm trực diện, mặc dù chúng cũng có thể được tìm thấy trên các bộ phận khác của xe. Vùng gập ghềnh hoạt động bằng cách kéo dài thời gian xe dừng lại.
Điều này làm giảm độ lớn của các lực và sự giảm tốc mà người ngồi trong xe cảm nhận được, vì chúng được lan truyền trong một thời gian dài hơn. Do đó, một hành khách được kiềm chế đúng cách sẽ có một lực nhỏ hơn tác dụng lên xương và các cơ quan của họ, và có nhiều khả năng sống sót sau một vụ va chạm.
Để đưa ra một ví dụ:
Một chiếc xe có khối lượng 1500 kg đâm vào tường bê tông với vận tốc 40 km / h.
Trên một chiếc xe cho phép biến dạng cơ thể là 30cm, lực tác động sẽ vào khoảng 34,5 tấn! Đối với một chiếc xe cho phép biến dạng 50cm, lực tác động sẽ là khoảng 20 tấn.
Sức mạnh của thân xe liên tục được Kia cải tiến. Việc bổ sung vật liệu chắc chắn hơn ở một số khu vực nhất định của xe, chẳng hạn như sườn xe, góc mái và trụ C sẽ cải thiện sức mạnh thân xe và do đó dẫn đến xếp hạng va chạm tuyệt vời.
Test va chạm và xếp hạng
Ngày nay, hơn bao giờ hết, sự an toàn bán xe hơi. Đối với người mua xe, đó là một yếu tố quan trọng trong quyết định mua của họ. Điều cần thiết là người tiêu dùng lái xe có thể có được thông tin so sánh đáng tin cậy và chính xác liên quan đến hiệu suất an toàn của từng mẫu ô tô riêng lẻ. Theo luật, tất cả các mẫu ô tô mới phải vượt qua một số bài kiểm tra an toàn nhất định trước khi được bán.
Nhưng pháp luật đưa ra một tiêu chuẩn tối thiểu theo luật định về an toàn cho ô tô mới, đó là mục đích của Euro và Chương trình Đánh giá Ô tô Mới của Hiệp hội An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) (NCAP) để khuyến khích các nhà sản xuất vượt quá những yêu cầu tối thiểu này. Phần này của trang web có giải thích về cách thực hiện các thử nghiệm va chạm khác nhau của Euro NCAP và cách đạt được xếp hạng an toàn. Xin lưu ý rằng có sự khác biệt giữa Euro và NHTSA về quy trình kiểm tra.
Thử nghiệm va chạm phía trước xe
Thử nghiệm va chạm trực diện dựa trên cơ sở được phát triển bởi Ủy ban An toàn Phương tiện Nâng cao của Châu Âu làm cơ sở cho luật pháp, nhưng tốc độ va chạm đã được tăng lên 8 km / h.
Tác động trực diện diễn ra ở tốc độ 64kph (40mph), ô tô va vào rào cản có thể biến dạng được bù đắp. Các bài đọc lấy từ hình nộm được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ dành cho người lớn ngồi phía trước.
Test va chạm sườn xe
Tác động diễn ra ở tốc độ 50kph (30mph). Xe đẩy có mặt trước có thể biến dạng được kéo vào phía người lái của ô tô để mô phỏng một vụ va chạm từ bên hông. Các bài đọc được lấy từ hình nộm được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ được cung cấp cho người lái xe.
Hình nộm đã trải qua hàng chục vụ tai nạn ngay từ đầu. Vai trò của họ là rất quan trọng: mô phỏng vụ tai nạn dựa vào việc có người lái xe và hành khách trên tàu để cung cấp hình ảnh đầy đủ về các chấn thương có thể xảy ra trong một vụ tai nạn. Hình nộm không phải là người lái xe và hành khách thông thường: đây là những hình nộm bằng thép, bằng da cao su được trang bị thiết bị cảm biến. Hình nộm cung cấp manh mối quan trọng về những gì xảy ra trong một vụ tai nạn. Hướng dẫn giải phẫu từng chi giải thích cách lấy nguồn dữ liệu.
Phần đầu
Phần đầu được làm bằng nhôm và được bao phủ bởi lớp “thịt” cao su. Bên trong, ba máy đo gia tốc được đặt ở các góc vuông, mỗi máy cung cấp dữ liệu về lực và gia tốc mà não phải chịu khi va chạm.
Phần cổ
Có thiết bị đo lường để phát hiện lực uốn, cắt và lực căng trên cổ khi đầu bị ném về phía trước và phía sau trong khi va chạm
Cánh tay
Không cánh tay nào mang theo bất kỳ thiết bị đo đạc nào. Trong một thử nghiệm va chạm, các cánh tay vung vẩy một cách mất kiểm soát và mặc dù các vết thương nghiêm trọng là không phổ biến, nhưng rất khó để cung cấp sự bảo vệ đáng giá
chống lại họ.
Ngực (tác động phía trước)
Sườn thép được lắp với thiết bị ghi độ võng của khung sườn trong tác động trực diện. Thương tích xảy ra nếu lực tác động lên ngực, chẳng hạn như từ dây an toàn quá lớn.
Ngực (tác động bên)
Hình nộm tác động bên hông có lồng ngực khác với những chiếc khác và ba xương sườn được thiết kế để ghi lại lực nén của lồng ngực và vận tốc của lực nén này.
Bụng
Hình nộm được trang bị các cảm biến để ghi lại các lực có khả năng gây chấn thương vùng bụng bằng cách sử dụng các dụng cụ được gắn trong khung xương chậu của nó. Chúng ghi lại các lực tác động bên có thể dẫn đến gãy xương hoặc trật khớp háng.
Chân trên
Khu vực này được tạo thành từ xương chậu, xương đùi (đùi) và đầu gối. Cảm biến lực ở xương đùi cung cấp dữ liệu về tác động trực diện đối với khả năng bị thương ở tất cả các phần, bao gồm cả khớp háng có thể bị gãy và trật khớp. Một ‘thanh trượt đầu gối’ được sử dụng để đo các lực truyền qua đầu gối của hình nộm, đặc biệt là nếu chúng tác động vào phần cơ dưới.
Cẳng chân
Các dụng cụ được trang bị bên trong chân của hình nộm đo lường độ uốn, cắt, nén và căng, cho phép đánh giá nguy cơ chấn thương đối với xương chày (xương ống chân) và xương mác (nối đầu gối với mắt cá chân). Đánh giá bàn chân và mắt cá chân về nguy cơ chấn thương khi va chạm trực diện được thực hiện sau đó đo sự biến dạng và chuyển động ra phía sau của khu vực giếng chân của người lái xe.
Tựa đầu chủ động
Các va chạm từ phía sau ngay cả ở tốc độ va chạm tương đối thấp có thể dẫn đến chấn thương lưng hoặc cổ và trong một số trường hợp dẫn đến khó chịu sau đó như chấn thương do va quẹt. Cơ chế của chấn thương đòn roi liên quan chặt chẽ đến hai yếu tố do tác động: lực tác động làm cong cổ về phía sau và lực khiến đầu nghiêng về phía sau. Vì Active Head Restraint có hiệu quả trong việc kiểm soát hai yếu tố này, nên nó có thể giúp giảm tải cho cổ tại thời điểm va chạm.
Các triệu chứng của chấn thương do đòn roi là đau cổ, cứng, nhức đầu, chóng mặt, ngứa ran ở cánh tay, v.v. Vẫn chưa được xác định chính xác về cách thực sự xảy ra đòn roi. Điều có khả năng xảy ra là tổn thương dây chằng, cơ, đĩa đệm, khớp mặt và hệ thống dây thần kinh xảy ra trong ba chuỗi chuyển động của cổ – chuyển động hình chữ S ban đầu (rút lại) giữa đầu và cột sống trên, sau đó là chuyển động ra phía sau (kéo dài ) của đầu, và chuyển động về phía trước cuối cùng của đầu (gập).
Thực tế là WHIPS có xu hướng đánh giá mức độ bảo vệ cao hơn đối với phụ nữ là một lý do thú vị để tiếp tục điều tra. Người ta biết rộng rãi rằng phụ nữ là nhóm có nguy cơ cao nhất đối với thương tích do đòn roi. Chỉ tại sao điều này là như vậy là không được biết với bất kỳ mức độ chắc chắn.
Chuyển động khi va chạm (75 m/s)
Tại thời điểm va chạm, ghế ô tô nhanh chóng đẩy thân người về phía trước trong khi đầu vẫn đứng yên do quán tính. Sự khác biệt về chuyển động giữa cổ và thân dẫn đến một đường cong hình chữ S, nơi gần như tất cả sự uốn cong của cột sống cổ diễn ra ở phần dưới cột sống cổ. Việc uốn cong nhanh chóng này chỉ trong một vài khớp có thể dẫn đến tổn thương dây chằng ở cột sống dưới.
Vị trí chỗ ngồi
Sau khi được triển khai, túi khí không thể được tái sử dụng và phải được thay thế bởi một bộ phận dịch vụ được ủy quyền. Bởi vì túi khí chỉ triển khai một lần, xe không được lái cho đến khi túi khí đã được thay thế. Túi khí phải phồng lên rất nhanh để có hiệu quả, và do đó sẽ thoát ra khỏi trung tâm vô lăng hoặc bảng điều khiển thiết bị với một lực đáng kể, thường ở tốc độ trên 290 km / h. Do lực ban đầu này, việc tiếp xúc với túi khí đang triển khai có thể gây thương tích.
Những vết thương do tiếp xúc với túi khí này, khi chúng xảy ra, thường là trầy xước hoặc bỏng rất nhẹ. Âm thanh của việc triển khai túi khí rất lớn, trong khoảng từ 165 đến 175 decibel trong 0,1 giây. Một số trường hợp có thể bị tổn thương thính giác. Các thương tích nghiêm trọng hơn rất hiếm gặp; tuy nhiên, thương tích nghiêm trọng hoặc thậm chí tử vong có thể xảy ra khi ai đó ở rất gần hoặc tiếp xúc trực tiếp với mô-đun túi khí khi túi khí bung ra. Những thương tích như vậy có thể gặp phải do những người lái xe bất tỉnh bị trượt tay lái, những người ngồi không được kiềm chế hoặc giữ không đúng cách trượt về phía trước trên ghế trong khi phanh trước khi va chạm, và thậm chí những người lái xe đã được kiềm chế đúng cách ngồi rất gần vô lăng.
Không bao giờ được gắn các vật thể vào mô-đun túi khí hoặc đặt lỏng lẻo trên hoặc gần mô-đun túi khí, vì chúng có thể bị đẩy với một lực lớn bằng túi khí đang triển khai, có khả năng gây thương tích nghiêm trọng. Người ngồi trong xe không được kiềm chế hoặc được giữ không đúng cách có thể bị thương nặng hoặc tử vong do túi khí đang triển khai. Cơ quan Quản lý An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia (NHTSA) khuyến cáo người lái xe nên ngồi cách tâm xương ức và tâm vô lăng ít nhất 10 inch (254 mm). Trẻ em từ 12 tuổi trở xuống phải luôn ngồi trên ghế sau được hạn chế đúng cách. Không bao giờ được đặt ghế tựa dành cho trẻ sơ sinh quay mặt về phía sau ở ghế trước của xe có túi khí dành cho hành khách phía trước. Ghế tựa dành cho trẻ sơ sinh quay mặt về phía sau đặt đầu trẻ sơ sinh gần với mô-đun túi khí, điều này có thể gây ra chấn thương nặng ở đầu hoặc tử vong nếu túi khí bung ra.
