在很長一段時期裏，我們(men) 不管是開車還是坐車都沒有係安全帶的習(xi) 慣。但是在買(mai) 車時候，卻會(hui) 對於(yu) 有沒有安全氣囊以及有幾個(ge) 安全氣囊耿耿於(yu) 懷。這表明我們(men) 對汽車的理解比較片麵。

　　為(wei) 什麽(me) 要係上安全帶安全氣囊才會(hui) 起作用？

　　座椅安全帶和安全氣囊都是約束係統的一部分。當汽車急刹車的時候，乘客的身體(ti) 會(hui) 在慣性的作用下繼續前傾(qing) ，這個(ge) 時候，如果沒有約束係統，乘客很可能會(hui) 飛出座位，撞到方向盤、儀(yi) 表板或者風擋玻璃等這些車內(nei) 比較堅硬的結構。顯然，這種碰撞的後果顯然會(hui) 很嚴(yan) 重。而如果使用了安全帶和安全氣囊，乘客身體(ti) 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(hui) 大大降低乘客受傷(shang) 的風險。所以，使用安全帶和安全氣囊對於(yu) 保護乘員安全具有重要的作用。

　　座椅安全帶主要是通過控製乘客身體(ti) 上相對強壯的肩部和髖部來控製乘客身體(ti) 的運動的。但是，僅(jin) 僅(jin) 通過安全帶來保護乘客的安全還是遠遠不夠的。首先，安全帶沒辦法直接保護頭部，當乘客上身的運動減慢後，乘客的頭部可能產(chan) 生劇烈的轉動並且由此造成頸部大幅度的拉伸。其次，在碰撞比較嚴(yan) 重、安全帶對乘客身體(ti) 的約束力比較大的時候，它有可能滑動到並勒到乘員的胸部和腹部裏邊去，這樣就會(hui) 造成比較嚴(yan) 重的傷(shang) 害。而安全氣囊和安全帶相配合就可以部分解決(jue) 這些問題，使得乘客不會(hui) 被安全帶的控製力傷(shang) 到。

　　和安全帶比起來，安全氣囊最大的優(you) 點就是能均勻地的約束乘客的頭部、頸部、肩部和胸部，從(cong) 而避免身體(ti) 某一部分因受力過於(yu) 集中而造成傷(shang) 害。另外，安全氣囊還會(hui) 限製頭部和其他部位的運動，這樣就能避免因減速快慢不同而導致的傷(shang) 害。

　　在約束乘員運動的時候，安全氣囊隻能起到輔助性的作用，隻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(wei) 了說明這一點，我們(men) 來簡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

　　汽車正常行駛的時候，車內(nei) 的安全氣囊是被折疊收起來的，發生碰撞之後，它才會(hui) 因為(wei) 觸發而打開。這就為(wei) 設計安全氣囊提出了較高的要求。一個(ge) 典型的正麵碰撞全過程一般隻有100毫秒左右的時間，安全氣囊必須在碰撞進行了大約一半的時間內(nei) 充分展開，才能有效提供保護作用。而汽車需要在確認打開安全氣囊之前收集足夠的信息，來判斷是不是已經發生了比較嚴(yan) 重的碰撞。按照目前的碰撞感應技術，汽車對此做出判斷並且發出觸發信號的過程大概需要20毫秒的時間，所以安全氣囊隻能在30～50毫秒的時間裏充分展開。在如此短的時間內(nei) ，隻有化學爆炸的方式才能保證安全氣囊完全展開並且到達指定的位置。我們(men) 知道，化學爆炸在起爆階段所能產(chan) 生的氣體(ti) 膨脹速度很快、壓力很高，因此氣囊初始的展開速度可能會(hui) 達到200千米/小時以上。

　　安全氣囊安裝位置圖

　　安全氣囊什麽(me) 時候才會(hui) 打開？

　　為(wei) 了保證安全氣囊在適當的時候打開，生產(chan) 廠家汽車都給安全氣囊的設置了起爆條件，隻有滿足了這些條件，安全氣囊才能夠彈出。雖然在一些交通事故中，車內(nei) 乘客已經碰得頭破血流，但是如果達不到安全氣囊爆炸的條件，安全氣囊也是不會(hui) 打開的。

　　安全氣囊打開需要合適的速度和角度。理論上講，隻有速度高於(yu) 30千米/小時，並且車輛的正前方左右大約60°之間位置撞擊在固定的物體(ti) 上，安全氣囊才會(hui) 打開。這裏所說的速度也不是我們(men) 所理解的車速，而是在實驗室中的速度，汽車在實際碰撞中的速度高於(yu) 實驗速度，安全氣囊才能打開。

　　安全氣囊瞬間彈出

　　不係安全帶，安全氣囊就是個(ge) “炸彈”

　　技術人員設計氣囊的初衷是希望氣囊充分展開到位之後再來保護乘客，這個(ge) 時候氣囊已經完全展開，內(nei) 部壓力變得平衡。但是，乘客如果不係安全帶，在碰撞剛一發生的時候過早的向前傾(qing) ，或者在車內(nei) 飛起，這樣就會(hui) 過早和還沒有充分展開的氣囊接觸。這樣，由於(yu) 氣囊的展開速度過快，氣囊內(nei) 部的壓力還沒有達到平衡，沒有完全打開的安全氣囊還在爆破狀態就遇到了乘客的身體(ti) ，這樣必然會(hui) 對乘客造成傷(shang) 害。實際上，由氣囊引發的傷(shang) 害經常會(hui) 發生，這就是使用安全氣囊容易產(chan) 生的副作用。

　　這個(ge) 時候，如果記上了座椅安全帶，就能夠在碰撞剛剛發生的時候控製住乘客的身體(ti) 避免乘客過早的向前傾(qing) ，從(cong) 而能夠讓乘客安全氣囊充分打開，氣囊內(nei) 部的壓力達到平衡的時候接觸到安全氣囊，這樣才能最大限度地降低安全氣囊產(chan) 生的副作用。

　　本作品為(wei) “科普中國-科學原理一點通”原創 

本文由山西省消防協會(hui) 科普教育工作委員會(hui) 主任趙勝進行科學性把關(guan)