中国汽车产量已超过美国跃居全球第一,这不知道算好消息还是坏消息;但中国交通事故每年死亡人数,20年来几乎年年居世界第一,却是绝对的坏消息!
迄今为止,世界上已经有2000多万人死在车厢里或车轮下,而且每年这个数字都还在数十万计地累加。甚至有专家这样认为,就经济成本和人类生命健康而言,汽车每年造成的损失可能远高于它的销售额。
如果汽车必不可少,那帕特里克这样的人就更不可少了。
第一杀手
1898年2月,在英国伦敦到布里奇顿的路上,一位名叫亨利·林德菲尔德的人成为第一个驾车身亡的人。12年后,汽车就成为道路上的第一杀手。
20世纪初,欧美国家很多人开始拥有汽车,因车祸伤亡者也大幅增加。但是没有任何一个汽车制造商愿意承认,车祸造成的死亡也有他们的责任。
人们普遍认为,所有的交通伤亡都是驾驶员造成的。但是工程师们清楚,驾驶员、道路和汽车实际上是一个整体,密不可分。我们需要一个这样的系统,在驾驶员出现失误或者如果天气不好,又或者路面打滑发生车祸时,车上有一个能够保证人员安全的系统,挽救生命。现在的汽车比以前安全多了,但是这些进步付出过惨重的代价。
感谢拉里·帕特里克
如果今天你钻进汽车时不会觉得是去赴一场生死约会,应该感谢一个人:拉里·帕特里克教授。今天所有关于汽车安全的研究和改进,都是以他的研究成果为基础的。
在美国底特律韦恩州立大学生物力学研究中心,帕特里克和他的研究人员对车祸发生时人体所遭受的一切进行了彻底的试验。
除了利用尸体,更多的是活人试验。
帕特里克经常拿自己做实验,在每小时64公里的速度下,研究自己的头部、胸部和脖子对猛烈撞击的反应。
他是一个勇敢的科学家,作为志愿者,他参与了许多不同类型的碰撞实验,其中包括对胸部的钟摆式碰撞实验,以及滑车碰撞实验,获取第一手身体数据。他的胸部因此而变形。
英国天空电视台曾专门为他做过一部纪录片《实验与人》,影片记录下他的一番谈话:“我是志愿者。而且我是实验室的负责人,任何人受伤,我都有责任。我不想让别人冒受伤的风险。我曾经在一天里接受了6次撞击,当我发现自己胸部变形得非常厉害时,我决定再也不做了。但是当时没有其他人志愿接受实验。”
在尸体试验中,无法确切知道某些器官是否受了损伤。内脏如肝、肾和肺的伤害信息,大多通过动物试验获得。他们为此而养了很多头猪,因为猪的身体器官大小和人差不多。作为驾驶者,我们的确应该感谢帕特里克和他的研究团队,以及为他试验而丧生的猪。
车祸发生,你会遭到三次碰撞
拉里·帕特里克有一个著名的三次碰撞理论。
汽车撞上障碍——这是第一次碰撞。你的身体,如果没有任何约束,就会撞到车上;汽车突然减速,而你的身体还在继续向前,往车子前方撞去,这是第二次碰撞。
最后是第三次碰撞——你体内的器官继续向前运动,撞上你体腔的内壁——心脏在胸腔内壁上撞破,大脑在颅骨内撞碎,这就是一次完整的车祸。
对乘客和驾驶员的保护,就在于如何把这三次碰撞的伤害降到最低。
第一次碰撞,最危险的就是挡风玻璃。当年,汽车上的玻璃都是平板玻璃,就和家里窗户上的一样,玻璃碎裂,会裂成像刀子一样锋利的碎片,导致致命创伤。层压安全玻璃和钢化玻璃的采用,减弱了这种威胁。
第二次碰撞,最危险的是来自仪表盘和方向盘的伤害。无数次的交通事故调查中都出现了这样一幕:没有任何约束的驾驶员向前冲去,撞到方向盘上,把方向盘的边缘撞碎,裸露的方向盘轮毂,直插进胸膛。
帕特里克利用仿真生物反应的假人进行重复试验。根据不断收集到的生物力学数据,诞生了新型方向盘。它的设计原理是,如果在车祸中你撞了上去,方向盘的转向杆就会收缩。也就是说,它不会像矛一样刺穿你的胸膛,反而会逐渐地吸收撞击的能量,起到保护作用。现在,几乎所有的汽车都采用这种伸缩式转向杆。在车祸中,它能使驾驶员的死亡率降低一半。
而另一个有针对性的安全设施,就是安全带。
第三次碰撞——那最为危险也最为致命的伤害,几乎无法用某一种设备来防范;也许,最为有效安全手段就是牢记一句话:晚回家5分钟比永远回不了家好。
安全带怎样带来安全?
二战中人们发现,如果能够将飞行员固定在座位上,那么即使遭受非常严重的撞击,飞行员也大多能够幸存。很自然地这种想法在战后被用在了汽车上。这就是老式汽车曾经采用过的横跨大腿的两点式安全带。不过,两点式安全带仍然不能避免事故中驾驶员的头部和胸部撞上仪表盘。
今天人们普遍使用的三点式汽车安全带是瑞典沃尔沃公司的发明,时间是1959年。这种新式安全带保证了固定的可靠性,因而大大增加了驾驶的安全性。虽然他们拥有这项专利,并决定免费提供给其他汽车公司采用而不收取任何专利费用,却遭到冷遇。
拒绝的原因是,那些汽车公司认为新设计本身就可能造成伤害。的确,在一些试验里,它确实对尸体造成了伤害,但试验也同时表明:事故中遭受冲击力过大,斜跨式安全带可能导致肋骨骨折,但是肋骨骨折很少会致命。
终于有一天,一位法律系学生在读到这些被完全忽略的安全措施报告后,激起了义愤。1966年,拉尔夫·纳德出版了一本关于美国汽车危险状况的畅销书,引起了公众的广泛关注,并直接促使美国历史上第一个关于汽车安全的法律通过。
美国从1967年7月开始,所有的汽车必须满足22项新的安全标准,这些标准从方向盘到后视镜,再到前座的安全带,几乎无所不包。很快,欧洲人也采取了类似的标准。上世纪70年代初,道路上的死亡人数首次下降了。
可怕的侧面碰撞
三点式安全带、伸缩式转向杆、安全气囊结合在一起,大大增加了正面碰撞时的安全性。但是,在某种情形下,所有这些安全设备对你都意义不大,那就是侧面碰撞。
当你坐在车里,另一辆车从侧面向你猛然撞来,你就坐在门旁边,车门突然以很高的速度,在大约20毫秒内瘪了进来。在那种撞击中,你上半身承受的力量可能会超过1400公斤到1800公斤。那样的速度,那样的冲击力,你几乎没有任何生还的机会。
这方面的试验和研究,从上世纪80年代以后才开始。花了10年时间,通过100多具尸体的试验,直到1986年,专门用于侧面碰撞安全设计的假人才研制出来。这个假人的胸部是专为测量侧面冲击而研制的。而最终能够设计出来的减少伤害的方法,也不过是在门上加衬垫,将巨大的冲击力分散到整个车身。
因此,驾车时尽量避免来自侧面的冲撞是明智的,那是车的软肋,也是你的软肋。
脆弱的大脑
车祸中第三次碰撞引起的大脑受损,常令医生们束手无策。
根据帕特里克的理论和试验数据,韦恩州立大学的研究人员开始研究人的颅骨是如何破损的。结果显示,在不受碰撞的情况下,头部经受得住迅猛降速时的冲击。
他们还发现,头部可以承受相当于1吨半的压力而不会严重受伤,但是承受时间只有几千分之一秒,很显然,没有办法让车祸在这么短的时间内结束。
到上世纪80年代初,由于安全气囊和安全带的广泛采用,颅骨骨折减少了,但是取而代之的是一种更神秘的致命伤害。
车祸中的受害者仍然死于昏迷,医生们知道伤者脑部受了损伤,但是在头部扫描中却什么都没有发现。研究发现,大脑对左右运动的耐受力,比起对前后运动或其他运动方式来,其耐受力要小得多!这意味着,正面碰撞通常不会让人昏迷,侧面碰撞才会。问题是,多数汽车的保护装置都是为了防止前后运动的。
过去人们一直以为,在受到撞击的一瞬间,头部会由于神经组织撕裂而受伤。但研究发现,神经轴突是被拉长了,却没有断裂。拉伸似乎使神经轴突逐渐膨胀,像气球一样鼓起来,最终自我毁灭,但是,这要到受撞击几个小时后才会开始。
这似乎是个好消息。因为如果多数神经损害都是在车祸之后几个小时才发生,那么也许可以开发出某种阻止神经膨胀的药物,挽救成千上万条生命。不过,现在这一切都还只是实验。
因此,最好的防保命措施是,在跨入驾驶座舱时牢记“小心驾驶,遵守规则”,这是帕特里克的忠告。
帕特里克
拉里·帕特里克(1920-2006),汽车安全领域的先锋,碰撞生物力学的先驱,他的研究引领了包括空气气囊在内的多项汽车安全设计的进步。
他与赫伯特·利斯纳合作,为韦恩州立大学建立的大脑对外力震荡忍受力曲线图做出了关键贡献,该模型是当今福特汽车安全标准208和其他汽车安全标准的基础。
他所设计的“滑车碰撞假人”在全球范围的安全设计测试中被广泛采用;他自己作为志愿者,曾参与许多不同类型的碰撞实验。他的研究成果促进了挡风安全玻璃、折叠式转向柱、仪表盘、空气气囊等诸多汽车安全设计的进步,也使得韦恩州成为碰撞生物力学界的佼佼者。
他是一个善良而富有同情心的人。儿子詹姆斯·帕特里克曾这样评价父亲:“他为创造一个新的社会而工作,无数生命因为他的工作而得到拯救。”
2006年4月30日,帕特里克因帕金森综合征去世,享年85岁。