是先有汽車(chē),還是先有安全帶?
安全帶是怎么發(fā)明的?發(fā)明家又是哪個(gè)天才?
汽車(chē)安全帶經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展過(guò)程?
01 |公元(公元前12世紀(jì)3354年19世紀(jì))
在100多年的汽車(chē)發(fā)展史中,安全帶無(wú)疑是最廣泛、意義最深遠(yuǎn)的安全創(chuàng)新技術(shù)。安全帶作為汽車(chē)碰撞過(guò)程中保護(hù)司機(jī)的基本保護(hù)裝置,比汽車(chē)誕生得早。早期安全帶被定義為“為人身安全設(shè)計(jì)的有鉤子和連接部分的固定裝置”。
世界上最早的交通事故記錄是中國(guó)的馬車(chē)事故。從現(xiàn)在開(kāi)始,在3000多年前的商王無(wú)情時(shí)代,商王非常重視科學(xué)、宗教和軍事力量三個(gè)部分。軍鋼是國(guó)強(qiáng)。為了提高本國(guó)的軍事實(shí)力,武定除了讓士兵每天進(jìn)行日常訓(xùn)練外,還規(guī)定定期進(jìn)行軍事訓(xùn)練,即集體狩獵。在一次狩獵中,士兵們?yōu)榱俗汾s一只母犀牛,偶然撞上了上王穆丁的車(chē)。和無(wú)情一起坐的兒子中央還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)就撞上了馬車(chē)。
馬奔跑有一定的速度。一旦發(fā)生大碰撞,馬車(chē)?yán)锏娜舜蟛糠侄紩?huì)飛走。從第一次馬車(chē)事故到安全帶原型的出現(xiàn),用了近3000年的時(shí)間。人們對(duì)安全問(wèn)題越來(lái)越重視,但不能為了找到更可靠、更合適的安全措施而動(dòng)手。(約翰肯尼迪)安全名言。
將目光轉(zhuǎn)向了歐洲,安全帶最早在西方使用,可以追溯到19世紀(jì)初George Cayley發(fā)明的滑翔機(jī)。凱利(George Cayley,1773-1857),英國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)之父,出生于英格蘭約克郡斯卡勒。設(shè)計(jì)滑翔機(jī)時(shí)發(fā)明了保護(hù)安全人員的安全帶也是近代安全帶的早期形式。
George Cayley
滑翔機(jī)
1885年,一位英國(guó)工程師發(fā)明了應(yīng)用在馬車(chē)上的安全帶,防止乘客在顛簸的路上從馬車(chē)上掉下來(lái)。
馬車(chē)和安全帶
馬車(chē)的安全帶
1885年2月10日,美國(guó)的Edward J. Claghorn為紐約出租車(chē)申請(qǐng)了第一項(xiàng)安全帶專(zhuān)利(編號(hào)312 085),以保障游客的安全。這里有兩件事值得討論。1)原來(lái)游客的地位這么高。2)當(dāng)時(shí)安全帶直到20世紀(jì)30年代中期才受到車(chē)界的重視。
Edward J. Claghorn
第一個(gè)安全帶專(zhuān)利,1885年
但是1885年安全帶不是用于汽車(chē),而是用于馬車(chē)。因?yàn)榇藭r(shí),德國(guó)人卡爾弗里德里奇奔馳(Karl Friedrich Benz)正在實(shí)驗(yàn)室日夜揣摩他的汽油動(dòng)力車(chē)。不久,這輛帶發(fā)動(dòng)機(jī)的三輪車(chē)在1886年1月2日
9日獲得了世界第一項(xiàng)汽車(chē)發(fā)明專(zhuān)利。13年之后的1899年,美國(guó)婦女克麗絲不幸在交通事故中罹難,成為了世界上第一個(gè)死于車(chē)禍的人。此時(shí)人們才意識(shí)到,速度令人愉悅的同時(shí),也能帶來(lái)災(zāi)禍。為了把這種傷害降到最低,人們開(kāi)始了各種嘗試。
02 | 孕育(1900年~1955年)
安全帶在汽車(chē)上的首次使用可以追溯到1902年。
1902年5月20日,在紐約舉行的一場(chǎng)汽車(chē)競(jìng)賽上,一名賽車(chē)手(同時(shí)也是工程師的沃爾特·貝克)為了防止在高速中被甩出賽車(chē),用幾根皮帶將自己和同伴牢牢綁在“魚(yú)雷牌”賽車(chē)上。競(jìng)賽時(shí),他們駕駛的汽車(chē)意外沖入觀眾群,造成兩人喪生數(shù)十人受傷,而這名賽車(chē)手卻由于皮帶的緣故死里逃生。
這就是汽車(chē)安全帶的雛形,在汽車(chē)上首次使用就挽救了使用者的生命。
紐約的汽車(chē)競(jìng)賽,1902.05.20
沃爾特·貝克和魚(yú)雷賽車(chē)
沃爾特·貝克和魚(yú)雷賽車(chē)
1907年兩點(diǎn)式安全帶獲得專(zhuān)利
1910年,安全帶被美國(guó)陸戰(zhàn)隊(duì)的一個(gè)將軍安裝在飛機(jī)上,當(dāng)時(shí)的目的并不是為了安全,而是因?yàn)轱w機(jī)起降過(guò)程過(guò)于顛簸,飛行員不能很好的控制飛機(jī),而使用安全帶可以讓飛行員的身體更好地固定在座椅上,對(duì)操作飛機(jī)也更方便。
直到二戰(zhàn),安全帶才作為安全配置使用在飛機(jī)上。
1922年,Barney Oldfield將安全帶用于“印地500”賽車(chē)場(chǎng)上的跑車(chē)福特999,該車(chē)于1902年由亨利-福特設(shè)計(jì),是他人生中設(shè)計(jì)的第二臺(tái)車(chē)。由Barney Oldfield 駕駛的福特999最終領(lǐng)先第二名壓力山大威頓半圈之遙,以絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)拿下冠軍。一年后,福特999還創(chuàng)下了時(shí)速96km/h的極速記錄。
Barney Oldfield
福特999
1926年,開(kāi)放式座艙商用飛機(jī)要求使用安全帶。
1951年,兩名美國(guó)飛行員設(shè)計(jì)了一種Y形的三點(diǎn)式安全帶,于1951年申請(qǐng)了專(zhuān)利。不過(guò),這種安全帶各端點(diǎn)的設(shè)計(jì)并不理想,人體在受力狀態(tài)下仍能移動(dòng),扣環(huán)因其不當(dāng)?shù)奈恢梦茨芷鸬奖Wo(hù)人體的作用。
同年,Roger Griswold和Hugh De Haven設(shè)計(jì)了早期的三點(diǎn)式安全帶和慣性回卷系統(tǒng),并進(jìn)行了關(guān)于撞擊的研究,但其發(fā)明并沒(méi)有引起廣泛留意。
早期安全帶及慣性回卷系統(tǒng)
1955年,第一輛標(biāo)配安全帶車(chē)型Saab 93 GT750
1956年,Autoliv公司發(fā)明自動(dòng)(兩點(diǎn)式)安全帶
1955年,美國(guó)Nash和福特汽車(chē)公司將安全帶作為選裝配置。
薩博,Nash和福特,這三家算是最早開(kāi)始重視安全帶的品牌,與此同時(shí),一位名叫C.Hunter Shelden的美國(guó)博士在20世紀(jì)50年代初統(tǒng)計(jì)了大量頭部受傷的急診病例后,發(fā)現(xiàn)安全帶與絕大多數(shù)頭部受傷致死病例有著很高相關(guān)性。
C.Hunter Shelden
C.Hunter Shelden博士提出的這一系列概念,如今已經(jīng)成為當(dāng)代汽車(chē)被動(dòng)安全乘員保護(hù)的主流觀念,為汽車(chē)被動(dòng)安全保護(hù)方面帶來(lái)了深遠(yuǎn)影響。
03 | 誕生(1956~1965)
1920年6月17日,Nils Ivar Bohlin出生于瑞典。1958年,Nils Bohlin受雇于瑞典沃爾沃汽車(chē)公司,成為該公司首席安全工程師,全面負(fù)責(zé)沃爾沃汽車(chē)的安全性設(shè)計(jì),發(fā)明了沿用至今的三點(diǎn)式安全帶,并于1959年裝備在沃爾沃P120型和PV544型汽車(chē)上。
Nils Bohlin于1985年退休,2002年去世,享年82歲,他的偉大發(fā)明挽救了全世界不計(jì)其數(shù)的汽車(chē)駕乘者,被美國(guó)國(guó)家安全榮譽(yù)紀(jì)念館載入安全榮譽(yù)光榮榜史冊(cè)。
Nils Bohlin在加入沃爾沃汽車(chē)之前,曾在瑞典航空工業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)飛行員座倚的彈射器,對(duì)于極端條件下如何保障生命安全有著深刻的研究。事實(shí)上,此前沃爾沃汽車(chē)公司已經(jīng)把雙點(diǎn)式安全帶安裝在汽車(chē)的前排座椅上,不過(guò),這種對(duì)角線式的安全帶的效果并不完美。尼爾斯在沃爾沃任職期間,發(fā)明了三點(diǎn)式安全帶,這種安全帶能跨過(guò)腹部以下部位并橫跨在肩部,從生理角度衡量是很理想的位置,它因而成為了名副其實(shí)的安全帶。
當(dāng)行車(chē)遇到緊急剎車(chē)或碰撞事故時(shí),如何能使司機(jī)、乘客牢牢地固定在座位上,以抵擋住猛烈撞擊不受傷害?Nils Bohlin認(rèn)為,只有用皮帶一邊橫跨胸部,一邊橫跨腰下臀部,從同一固定點(diǎn)由上往下緊扣,方能固牢整個(gè)人體。這即是今日人們?cè)缫咽熘娜c(diǎn)式汽車(chē)安全帶。
Nils Bohlin發(fā)現(xiàn),乘客的上半身和下半身都必須妥善固定,以一條安全帶跨越胸前、另一條環(huán)繞臀部?jī)蓚?cè),而他所面臨的最大挑戰(zhàn),即在創(chuàng)造一個(gè)簡(jiǎn)單而又有效的設(shè)計(jì)讓乘客僅憑單手就能扣穩(wěn)最安全的防護(hù)。因此,Nils Bohlin歸納出4個(gè)“黃金定律”:安全帶必須包含一段環(huán)繞臀部或大腿的部分、一段跨越上半身胸前的對(duì)角線部分,構(gòu)成一個(gè)從生理學(xué)角度來(lái)說(shuō)十分正確的造型,也就是讓安全帶跨越骨盆和肋骨部位,并固定在座位旁邊低處的定點(diǎn)上;而安全帶的幾何造型是一個(gè)“V”字,交叉點(diǎn)的尖端位于靠近地板的位置,讓安全帶在承受力量時(shí),必須能夠保持在應(yīng)有的位置上,不會(huì)隨意移動(dòng)。
Nils Bohlin所研發(fā)的“V”型設(shè)計(jì)與過(guò)去的“Y”型三點(diǎn)式安全帶差異最明顯的地方就是“黃金定律”原則。事實(shí)上,Nils Bohlin設(shè)計(jì)的安全帶并不是尖端科技方面的創(chuàng)新,而是完美幾何防護(hù)造型的展現(xiàn)。
有意思的是,汽車(chē)安全帶發(fā)明者Nils Bohlin早年在擔(dān)任飛機(jī)設(shè)計(jì)師時(shí),曾在飛機(jī)倉(cāng)內(nèi)設(shè)計(jì)過(guò)一種彈射座椅,這種座椅在危急情況下把駕駛員彈出機(jī)艙以保障生命安全,這和汽車(chē)安全帶在緊急時(shí)刻把人固定在座位上完全相反。一固一彈,同樣是挽救生命的重大發(fā)明。
1959年8月13日,沃爾沃將三點(diǎn)式安全帶配備在了Volvo Amazon(120)與PV 544車(chē)款上,這個(gè)決定,讓VOLVO成為全世界第一家將安全帶列為標(biāo)準(zhǔn)配備的車(chē)廠。從此之后每一輛從VOLVO出廠的汽車(chē),都將這種防護(hù)效果更佳、設(shè)計(jì)更先進(jìn)的安全帶列為標(biāo)準(zhǔn)配備。
裝備三點(diǎn)式安全帶的沃爾沃P120型和PV544型汽車(chē):
1961年,TAKATA在日本東京首次發(fā)布安全帶
1962年,日本首次汽車(chē)碰撞試驗(yàn)
1963年,三點(diǎn)式安全帶第一次用于volvo量產(chǎn)車(chē),沃爾沃Amazon(1963量產(chǎn))成為首款標(biāo)配三點(diǎn)式安全帶的量產(chǎn)車(chē)。
04 | 發(fā)展(1966~今)
20世紀(jì)60年代,沃爾沃曾對(duì)當(dāng)時(shí)市面上配備了各種類(lèi)型的安全帶做了一系列測(cè)試,結(jié)果證實(shí),三點(diǎn)式安全帶對(duì)車(chē)內(nèi)乘員的保護(hù)能力最佳。
1967年,沃爾沃在美國(guó)的一次交通安全會(huì)議上提交了《28000起交通事故報(bào)告》,這份報(bào)告引來(lái)了廣泛的關(guān)注。因?yàn)?,?bào)告表明,安全帶不但能挽救生命,還降低了50-60%的受傷幾率。于是,從1968年開(kāi)始,美國(guó)規(guī)定轎車(chē)面向前方的座位必須配備安全帶。
1967年,Autoliv公司前身GraengesWeda AB公司發(fā)明第一款卷收器Essem。
1967年,福特野馬ShelbyMustang GT350/500首次量產(chǎn)安裝帶感緊急鎖止卷收器。
1965年,美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)(SAE)首次將安全帶納入安全規(guī)范。
1967年,澳洲維多利亞省強(qiáng)制佩戴安全帶。
1967年,美國(guó)汽車(chē)安全技術(shù)法規(guī)(FMVSS)將安全帶列為“機(jī)動(dòng)車(chē)強(qiáng)制安裝配置”。
1971年,美國(guó)規(guī)定轎車(chē)前排必須安裝安全帶 FMVSS208。
1975年,瑞典強(qiáng)制要求佩戴安全帶。
1975年,大眾第一代Golf配備三點(diǎn)式安全帶,并展示帶預(yù)緊的安全帶系統(tǒng)。
1968年,大眾安全實(shí)驗(yàn)室
1981年,預(yù)緊式安全帶首次配備于第六代奔馳S級(jí)轎車(chē)。
1993年,中國(guó)對(duì)小車(chē)前排強(qiáng)制使用安全帶。
1995年,Autoliv發(fā)明限力式安全帶并用在雷諾車(chē)型上。
1996年,TAKATA申請(qǐng)限力式卷收器專(zhuān)利。
2002年,TRW發(fā)明主動(dòng)電機(jī)預(yù)緊安全帶ACR。
2003年10月28日,《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》頒布,不系安全帶違法扣分。
2008年,TRW發(fā)明主動(dòng)式安全帶鎖扣。
安全帶及其織帶主流供應(yīng)商:
安全帶主流供應(yīng)商分布
安全帶發(fā)展歷史時(shí)間軸:
1985年,尼爾斯·博林設(shè)計(jì)的3點(diǎn)式安全帶被德國(guó)專(zhuān)利發(fā)明注冊(cè)處評(píng)選為跨世紀(jì)8大發(fā)明之一。
在三點(diǎn)式安全帶發(fā)明了40多年之后,據(jù)沃爾沃的交通事故研究小組的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全世界超過(guò)10億輛汽車(chē)內(nèi),都配備了三點(diǎn)式安全帶,這項(xiàng)發(fā)明使汽車(chē)撞擊事故所造成的傷亡人數(shù)減少了75%。據(jù)推算,自三點(diǎn)式安全帶應(yīng)用以來(lái),共挽救了100萬(wàn)人的生命。這個(gè)數(shù)據(jù)證明,三點(diǎn)式安全帶是非常有效的汽車(chē)安全設(shè)備。
這就是安全帶的發(fā)跡史,隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)代汽車(chē)裝備的安全帶已經(jīng)變得越來(lái)越好用、越來(lái)越人性化,且為了進(jìn)一步增強(qiáng)安全帶的保護(hù)作用,更多的安全技術(shù)也應(yīng)用于安全帶上。
想了解更多關(guān)于安全帶的新技術(shù)和應(yīng)用,請(qǐng)持續(xù)關(guān)注——
第四章:揭開(kāi)安全帶的神秘面紗——汽車(chē)安全帶的分類(lèi)結(jié)構(gòu)和基本原理
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