Фізика автомобільних аварій

Фізика автомобільних аварій

У цій статті обговоримо наскільки безпечні зараз автомобілі? Чому не зробити машину ще міцнішою, і над чим попрацювали інженери, щоб запобігти плачевним наслідкам при аварії?


У літрі бензину міститься близько 56 мегаджоулів хімічної енергії. Це більше, ніж при вибуху такої ж кількості тротилу. І цієї енергії вистачило б на цілий день роботи тостера. Машини працюють завдяки спалюванню бензину, яке перетворює хімічну енергію на кінетичну, сприяючи руху машини. Вісімдесят відсотків енергії втрачається у вигляді тепла в двигуні, але 20 відсотків від 56 мільйонів джоулів - це як і раніше дуже багато. Потрібні всього 5 чайних ложок бензину, щоб розігнати 2-ух тонну машину від 0 до 60 км/год. Це не здається великою кількістю палива, але енергія машини, яка рухається із швидкістю 60 км/год, порівнянна з енергією слона або швидше стегозавра, скинутого з третього поверху. Щоб машині зупиниться, уся ця енергія повинна кудись подітися. Якщо машину зупиняють гальма, вони розсіюють енергію за допомогою нагріву(і подальшого охолодження) гальмівних колодок і дисків. А у разі зіткнення, енергія розсіюється деформацією передньої частини машини. І оскільки повільна зупинка краща за швидку, машини ретельно спроектовані м'ятися при зіткненні. Це подовжує час зіткнення і зупинка вимагає менш інтенсивного гальмівного прискорення.

Велике прискорення дуже погано впливає на людські мізки і органи. Але людям не дуже подобається водити машини з довгим передом. У більшості машин є 50 см мнучкого простору, в якому вони повинні розсіяти енергетичний еквівалент. Деформація передньої частини машини повинна витримувати силу, яка дорівнює чверті тяги основного двигуна шатлу. Більше половини контрольованого, що зім'яло повинна перейняти на себе пара сталевих рейок, що сполучають основну частину машини з бампером, які згинаються і деформуються, щоб ввібрати енергію і уповільнити машину. Усю енергію, що залишилася, повинна ввібрати деформація іншого металу, що знаходиться попереду машини. Це сплановане руйнування дає можливість машині сповільняться швидко, але з прийнятною і стабільною швидкістю.

Якби машини були дуже твердими, то вони б зупинялися настільки швидко, що прискорення в них перевищувало б в 15 і більше разів те, яке випробовують космонавти на тренуванні. Такі величезні перевантаження не сумісні з життям. Інженери навчилися робити машини з мнучкими частинами, що створюють усередині безпечну зону. Повністю тверді машини не підходять для безпеки водія і пасажирів. У повністю твердих машинах навіть при зіткненні на зовсім невеликій швидкості(30 - 40 км/год) могли б гинути люди.