導(dǎo)言
那一秒,視頻里的SUV撞上了貨車,伴隨著巨響,8噸的家伙竟然四輪離地,駕駛室還“點(diǎn)了個(gè)頭”。全網(wǎng)瞬間沸騰,有人驚呼“牛頓要?dú)饣盍恕保腥肆⒖绦小斑@是作秀”,還有人畫(huà)著紅圈分析——“看,這里肯定做了手腳”。是吊機(jī)在暗中拉升?是鎖止提前松開(kāi)?還是速度刻意擺布?
問(wèn)題是,眼睛看到的只是畫(huà)面,直覺(jué)帶來(lái)的也只有猜測(cè),真正能給出答案的是物理和工程原理。作為一本嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾s志,我們不為品牌辯護(hù),也不為流量背書(shū),只想讓畫(huà)面回到物理課堂。尋找每一個(gè)動(dòng)作的力學(xué)注腳,讓每一處“看似可疑”的細(xì)節(jié),都能被工程物理邏輯解開(kāi)。試驗(yàn)或許有商業(yè)目的,但物理不會(huì)幫任何一方站臺(tái)。
當(dāng)力量帶著抬升而來(lái)
在表面上,這是一場(chǎng)懸殊的對(duì)撞:理想i8帶著假人和測(cè)試設(shè)備,總重約2.8噸;迎面是一臺(tái)由公告確認(rèn)配重至8噸的中型廂式貨車。根據(jù)中國(guó)汽車工程研究院披露的數(shù)據(jù),i8在測(cè)試中的碰撞速度為60±2kM/h,壁障車相向速度為40±2kM/h。如果兩者速度對(duì)調(diào),畫(huà)面就會(huì)完全不同——更重的貨車會(huì)在更高動(dòng)能下直推SUV,而不是被抬離地面;相反,SUV則可能出現(xiàn)更大幅度的形變與后退位移。
碰撞受力分析示意
戲劇性并非來(lái)自“誰(shuí)更重”,而是來(lái)自“力從哪兒來(lái)”:截幀量取可見(jiàn)接觸點(diǎn)約0.53米、貨車質(zhì)心約1.0米(由外觀幾何推算),兩者相差約0.47米,再結(jié)合水平距離得到約6°的作用仰角。沖量定理告訴我們,i8自60km/h在約0.05秒內(nèi)停下
(Δt=0.05s為視頻幀率估算),平均沖擊力約9.5×105N(折合約97噸力);沿6°分解(該仰角為幾何估算),向上的分力約10噸力,而貨車自重約8噸力——當(dāng)這股抬升分力短暫“蓋過(guò)”重力,離地就成了必然。
至于“吊機(jī)拉升”的猜測(cè),要在毫秒級(jí)與碰撞峰值同頻觸發(fā)、還原“壓縮—釋荷—回彈”的懸掛節(jié)奏,并在多機(jī)位畫(huà)面中保持一致,難度比拍科幻大片更高。懸掛動(dòng)態(tài)與物理推算的曲線吻合,就像自然受力留下的指紋,不是這么容易就能“仿造”的。
失重的姿態(tài)并非魔術(shù)
真正能打破“外力拉升”想象的,并不是再算一遍分力,而是去看那幾幀里的“節(jié)拍”。真實(shí)碰撞下的底盤(pán),會(huì)在幾十毫秒內(nèi)完成“快速壓縮→瞬時(shí)釋荷→越位回彈→漸穩(wěn)”的一整套動(dòng)作:彈簧把行程吃滿,減振器在回落時(shí)給出一個(gè)短促的“反彈峰”,輪胎側(cè)壁隨之出現(xiàn)可辨識(shí)的滯后形變,這條非線性時(shí)間曲線幾乎像車輛的“心電圖”。機(jī)械吊裝的軌跡則完全不同,它的受力路徑穩(wěn)定、速度均勻,無(wú)法在毫秒級(jí)與沖擊峰值同頻,更難在多機(jī)位里把懸掛與車身的微小相位差對(duì)齊。
把視頻慢放,你看到的不是“破綻”,而是這臺(tái)車在極限受力下的系統(tǒng)響應(yīng)——節(jié)拍、幅度、相位都對(duì)得上,這恰恰是“真碰撞”的證據(jù)。至于“哪一軸先離地”,若非擁有 更高幀率與更利落的視角,不必強(qiáng)行斷言;穩(wěn)妥的視覺(jué)表述是“整車短暫失重并離地”,既符合畫(huà)面,也更經(jīng)得起挑刺。
鎖不住的是力量
當(dāng)貨車駕駛室在碰撞中猛地前翻,很多人第一反應(yīng)是“鎖是不是松了”“這是故意的吧”。但只要了解過(guò)平頭中卡的結(jié)構(gòu),就會(huì)知道——這其實(shí)是它們的日常設(shè)計(jì)之一。為了方便發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱檢修,這類駕駛室通過(guò)鉸鏈與車架相連,依靠鎖止機(jī)構(gòu)固定在行駛位置。 問(wèn)題在于,真正決定它能否穩(wěn)住的,存了“有沒(méi)有上鎖”,同樣需要判斷鎖止機(jī)構(gòu)是否能抵擋住那股來(lái)自慣性的力量。
駕駛室翻轉(zhuǎn)受力示意
如果用最簡(jiǎn)單的物理公式來(lái)估算:假設(shè)碰撞瞬間駕駛室產(chǎn)生約30g(典型值)的減速度,駕駛室質(zhì)量取600千克(多型號(hào)類似卡車車頭重量約值),那么慣性力可達(dá)1.76×105N,折合約15噸。再考慮駕駛室質(zhì)心與鉸鏈之間約0.6米的高度差,這股力會(huì)形成1.06×105N·m的翻轉(zhuǎn)彎矩。把彎矩除以鎖止機(jī)構(gòu)與鉸鏈的水平距離(約1.6米),分?jǐn)偟芥i止件上的載荷就是6.6×104N,也就是66kN。
駕駛室鎖止機(jī)構(gòu)位置
除了工程估算,我們還可以把計(jì)算結(jié)果與真實(shí)參數(shù)對(duì)照來(lái)看。根據(jù)卡車企業(yè)公布的數(shù)據(jù),其
駕駛室鎖止機(jī)構(gòu)的額定承載約4.7噸力(≈46kN)。而參考北美Autocar重卡使用的液壓駕駛室鎖止器,其標(biāo)定的最大垂直承載能力為10,000lbs(≈44.5kN)。說(shuō)句題外話,國(guó)產(chǎn)卡車在關(guān)鍵安全件上的設(shè)計(jì)強(qiáng)度,已經(jīng)與國(guó)際先進(jìn)品牌處于同一量級(jí)。
與此同時(shí),我們基于30g的減速度假設(shè),估算出本次碰撞工況下鎖止機(jī)構(gòu)需承受的載荷約6.6×104N(≈66kN)。相比額定的46kN,這個(gè)沖擊值高出了接近40%。換句話說(shuō),鎖止機(jī)構(gòu)面對(duì)這樣的慣性沖擊時(shí)可能本就沒(méi)有“守住”的希望,更何況避障車屬于一臺(tái)隨機(jī)采購(gòu)的二手車,無(wú)法估算其零部件耐久度。那么它的失效甚至無(wú)需“人為”操作,而是結(jié)構(gòu)承載力在極限之外的自然反應(yīng)。當(dāng)慣性力矩超過(guò)鎖止機(jī)構(gòu)的極限,翻轉(zhuǎn)就不可避免地發(fā)生了。
法規(guī)與能量差距
不少人覺(jué)得這臺(tái)卡車在碰撞中顯得“太脆”,懷疑是否被特殊弱化。但事實(shí)并非如此,更多是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)工況遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了法規(guī)的預(yù)設(shè)范圍。以GB26512《商用車駕駛室乘員保護(hù)》為例,它對(duì)中型及重型貨車駕駛室規(guī)定了多項(xiàng)強(qiáng)制考核:正面撞擊能量為55kJ,A柱撞擊為29.4kJ,頂部強(qiáng)度試驗(yàn)17.6kJ,后圍強(qiáng)度則按照最大允許裝載質(zhì)量每1000kg對(duì)應(yīng)1.96kN的靜載要求。這些標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是確保在中低能量的典型事故下,駕駛室能維持基本的生存空間。
商用車駕駛室成員保護(hù)(國(guó)標(biāo))
然而,本次對(duì)撞的能量水平遠(yuǎn)高于此。根據(jù)公告披露的速度與配重計(jì)算,兩車對(duì)向碰撞的總動(dòng)能約為0.89MJ(≈890kJ),相當(dāng)于法規(guī)基準(zhǔn)能量的十余倍。換句話說(shuō),即便卡車在法規(guī)范圍內(nèi)表現(xiàn)合格,也不可能在這種極端能量沖擊下保持穩(wěn)定。貨車駕駛室不需要被“刻意弱化”,而是自然遭遇了超出設(shè)計(jì)邊界的極端工況。
商用車前下部防護(hù)要求(國(guó)標(biāo))
這并不是法規(guī)缺失,而是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的取舍。法規(guī)優(yōu)先覆蓋的是高頻事故場(chǎng)景,例如低速追尾或頂部壓潰,而中型貨車與大質(zhì)量乘用車在高速迎面對(duì)撞的概率極低。與此同時(shí),法規(guī)更新周期長(zhǎng)、驗(yàn)證成本高,不可能無(wú)限提升門(mén)檻。因此,現(xiàn)實(shí)與法規(guī)之間出現(xiàn)了顯著的能量落差。對(duì)公眾而言,這次試驗(yàn)提醒我們:通過(guò)法規(guī)測(cè)試并不意味著能抵御所有可能發(fā)生的極端事故。是否在未來(lái)修訂中考慮更貼近真實(shí)風(fēng)險(xiǎn)的工況,值得監(jiān)管層和行業(yè)去思考。
前下部防護(hù)下邊緣最大利息間隙要求
小知識(shí):沖量那一頁(yè)
J=F×Δt=Δp,沖量等于力乘以作用時(shí)間,也等于動(dòng)量的變化。在這類幾十毫秒的碰撞中,即便雙方質(zhì)量差距懸殊,瞬時(shí)的力也可能足以顛覆直覺(jué)。再結(jié)合力的分解公式(F垂直=F×sinθ,F(xiàn)水平=F×cosθ),當(dāng)沖擊力帶著約6°的仰角時(shí),一部分會(huì)去抵消目標(biāo)的重力,讓貨車短暫“失重”,另一部分才用來(lái)減速、推停。
而駕駛室前翻,則是力矩公式M=F×d的典型案例——慣性力矩輕松超過(guò)鎖止的承載極限,翻轉(zhuǎn)就成了結(jié)構(gòu)的自然反應(yīng)。中學(xué)物理常用的公式,恰好成為對(duì)應(yīng)視頻里每個(gè)“可疑瞬間”的真實(shí)來(lái)源。
本文所涉及的計(jì)算公式
結(jié)語(yǔ)
最終的爭(zhēng)論還是繞不開(kāi)“真假”二字。但如果一切判斷都停留在肉眼和直覺(jué)上,再真實(shí)的物理也能被硬拗成“作秀”。問(wèn)題在于,物理從不會(huì)迎合立場(chǎng),它只忠實(shí)記錄作用力與反作用力的痕跡。視頻里那些看似“反?!钡乃查g,恰恰與力學(xué)公式和公告數(shù)據(jù)高度契合。至于背后是否有宣傳目的、商業(yè)動(dòng)機(jī),甚至是否有人刻意制造流量,并不影響這一事實(shí)——它呈現(xiàn)的,是一次極端工況下力學(xué)規(guī)律的必然顯影。懷疑可以無(wú)止境,但規(guī)律只有一個(gè)。與其糾結(jié)真假,不如正視這場(chǎng)碰撞揭示出的現(xiàn)實(shí):極端能量面前,沒(méi)有任何結(jié)構(gòu)能僥幸。
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