见见 NASA 用来模拟和研究飞机坠毁的测试假人

在美国宇航局兰利研究中心，工程师们让飞机经历他们所谓的“严重但可幸存”的撞击。他们可以让飞机的一部分垂直坠落，让一架小型飞机坠落地面，让一架直升机机身坠毁，或者让太空舱的测试版本（猎户座飞船的一部分）坠入 20 英尺深的水池。这些注定要坠毁的飞船里面有碰撞测试假人，里面装有传感器，用于测量撞击力如何转化为人体伤害。

在进行这些测试时，航天局希望了解“机身在碰撞环境中的表现——它们如何坍塌、发生的损坏程度，以及有多少负荷会转移到乘员身上，”该设施的结构冲击动力学工程师马丁·安内特 (Martin Annett) 说。他们将把测试车辆从 80 英尺高的地方扔下。

假人乘客由橡胶、塑料和金属制成，形状类似真人。每个假人都装有传感器，用于测量重力、头部和颈部在碰撞中移动或扭动的幅度以及下背部的压缩程度等变量。传感器包括加速度计以及检测脊柱压缩的“称重传感器”。虽然假人有胳膊和腿，但手和脚上没有传感器。相反，测量仪器位于骨盆和颈部等位置。该装置类似于汽车碰撞测试假人，但不同的力需要对布置进行调整。例如，在研究飞机坠毁时，由于飞机与地面垂直撞击，下背部的压缩力更为重要。

造成伤害的力量来得很快。安妮特感兴趣的关键数据是在撞击后的一瞬间产生的——即最初的 0.1 到 0.4 秒。所有这些数据都需要从飞机上传下来进行分析。

“我们将从每个假人身上接出一整套电缆，”安内特说。“我们将这些电缆捆扎在一起，然后将它们连成一个数据采集系统。”这个坚固的、由电池供电的数据收集节点位于假人附近，在准备坠毁的飞船上。然后，工程师们会将所有有价值的数据从该机载系统下载到笔记本电脑上，以便在飞船与地面粗略会合后进行分析。

两个因素会影响受伤的可能性，一个是撞击前的速度，另一个是撞击发生的时间。“速度的变化才是真正决定你重力大小的因素，”他说。目标是“防止非常高的重力和短时间的负荷。”这些情况可能会导致颈部或头部受伤。

撞击机舱内的物体对身体也非常不利，原因显而易见——减速很快。安内特回忆起一次测试，测试中假人代表一名飞行员和一名副飞行员。“飞行员的安全带松开了，假人撞到了仪表盘，”他说，“另一名飞行员的安全带被拉住了。”安全带松开的假人承受的重力要大得多，因此受伤的几率也大得多。

虽然他们已经放下了支线飞机的横截面，但安内特表示他们还想着更大的部分。“我们想让这架飞机坠毁，这架飞机大约是一架通勤飞机，”他说。“如果一切顺利，我们可能会在里面放 30 到 40 个碰撞测试假人——我们会放各种假人，从 3 岁到 6 岁，从小个子女性到大个子男性。”换句话说，这些假人代表了典型商业航班上的人群。

“我们通过一次测试就能获得大量信息，”他补充道。“我们尽量普及尽可能多的信息，因为实际上只有一次机会。”