Физика автомобильных аварий

Вэтомвыпускемырассмотрим вопрос:насколько безопасныавтомобилисегодня?Почемумынеделаемавтомобилиеще болеепрочными,ичтоделаютинженеры, чтобыизбежатькатастрофическихпоследствийвслучаеаварии?

В литре бензина содержитсяпримерно56 мегаджоулей химической энергии. Это больше, чем при взрыве такого же количества тротила.Болеетого,этогоколичестваэнергиидостаточнодляпитанияцелоготостеравтечениецелогодня.Автомобилипреобразуютхимическую энергию в кинетическую,сжигаябензиндляприведения в движение.Восемьдесят процентов энергии теряется в виде тепла в двигателе, ноэто все равно на20 процентовбольше,чем56 миллионовджоулей:дляразгонадвухтонногоавтомобиляс0до60км/чтребуетсявсегопятьчайныхложекбензина.Можетпоказаться,чтоэтонетакмноготоплива, ноэнергия,необходимаяавтомобилю,движущемусясо скоростью 60 км/ч,эквивалентнатому,какесли быслона илидажестегозаврасбросилис третьего этажа. Чтобымашинаостановилась,эта энергия должна куда-то деться.Когдатормозаостанавливаютавтомобиль,они рассеиваютэнергию,нагревая(азатемохлаждая)тормозныеколодкиидиски.Затем,вовремястолкновения,онирассеиваютэнергию,деформируяпереднюючастьавтомобиля.Крометого,лучшеостановитьсямедленно,чембыстро,поэтому автомобилитщательноразрабатываются,чтобыне разбитьсяприударе.Этоприводиткувеличениювремени удараиуменьшениютормозногоускоренияприостановке.

Высокоеускорение оченьвреднодлямозгаиоргановчеловека.Однаконерекомендуетсяездитьнаавтомобилесдлиннойпереднейчастью.Вбольшинствеавтомобилейимеетсяпространствов50см,гдедолженрассеиватьсяэквивалентэнергии.Деформация передней частидолжнавыдержатьсилу,эквивалентнуючетверти тягиглавногодвигателя шаттла.Болееполовины контролируемогопрогибаприходитсянапарустальныхрельсов,соединяющих основную частьавтомобилясбамперами,которыеизгибаютсяи деформируются, чтобыпоглотитьэнергию и замедлитьдвижениеавтомобиля.Всяоставшаясяэнергиядолжнабытьпоглощенадеформациейоставшегосяметаллапередавтомобилем.Этотзапланированныйотказвызываетбыстроезамедлениемашины,нонаприемлемой и стабильнойскорости.

Если быавтомобильбылоченьжестким,онбысразуостановился,аускорение вавтомобилебылобы в 15разбольше,чемто, которое испытываютастронавтывовремятренировок.Такие огромные перегрузкинесовместимыс жизнью. Инженеры научилисьпридумыватьспособысозданиябезопасныхмествмашине,гдеможнобылобыраздавитьдетали. Полноприводные автомобилинеотвечаюттребованиямбезопасностиводителейи пассажиров. В полностьюжесткомавтомобилечеловекможет погибнутьпри столкновении наоченьнизкойскорости (30-40 км/ч).