Khi va chạm, xe bị bẹp càng nhiều thì xe càng tốt ?

Khi va chạm, xe bị bẹp càng nhiều thì xe càng tốt ?

Xe có khung cứng vững chắc chưa hẳn đã là tốt. Những chiếc xe tối tân bây giờ mỗi khi chỉ bị tai nạn không đến nỗi nào mà trông thấy xe bị móp méo một cách thảm hại, tốn rất nhiều tiền sửa chữa. Nếu ta không hiểu lý do thì ta sẽ cho là chiếc xe dở quá, mới có một tí thế mà đã dúm dó lại. Thực tế thì những chiếc xe đó được cố tình thiết kế để truyền lực phát sinh bởi tai nạn vào các bộ phận của chiếc xe cách xa các hành khách trong xe, nhờ đó bảo vệ được họ.

Về an toàn thì nhớ có lần tôi đọc đâu đó thấy nói máy xe xăng nằm ở đầu xe, trước người tài xế. Khi đụng, máy xe “ép” vào người tài xế (nói ngược lại mới đúng) gây thương tich nặng. Mấy mươi năm trước hãng Toyota đã chế tạo chiếc Camry làm cho khi đụng máy xe rơi xuống đất, tránh “đập” thẳng vào ngực tài xế. Sau đó nó được sắp hạng an toàn hàng đầu.

Cũng như vậy, nhiều người Việt Nam thích mua xe có sườn thép càng rắn chắc càng tốt, cho rằng khi đụng thì an toàn hơn. Chuyên viên nói điều đó sai. Người ta chế tạo xe sao cho người ngồi trong đó không bị “sốc” nặng khi va chạm. Nghĩa là làm như người đó ngồi trong “đống bông gòn”.

Bàn thêm một chút về khía cạnh vật lý và kỹ thuật của an toàn xe cộ khi chẳng may bị đụng xe. Khi hai xe đụng nhau với một vận tốc tương đối (relative velocity) cao thì động năng và động lượng thay đổi trong một khoảng thời gian rất ngắn, chỉ một tích tắc thôi. Điều này tạo ra một lực rất lớn tác động lên cả hai chiếc xe. Định luật thứ ba của Newton cho ta biết hai xe đều chịu một lực bằng nhau nhưng ngược chiều, xe nào "yếu" thì bị thiệt hại nhiều hơn.

Về mặt khái niệm mà nói thì phần lớn động năng bị mất đi phải được hấp thụ bởi chiếc xe và các hành khách ở trong. Ngày xưa các kỹ sư có quan niệm là xe làm bằng thép càng cứng thì càng ít hư hại và, do đó, an toàn hơn trong tai nạn. Dần dà họ suy luận ra rằng điều đó không hoàn toàn đúng. Nếu chiếc xe làm bằng thép tốt, không bị biến dạng (tức là hư hỏng) nhiều trong tai nạn thì động năng của xe sẽ đi đâu? Ai sẽ phải hấp thụ cái động năng đó? Chiếc xe không hỏng thì chỉ có tài xế và hành khách lãnh đủ.

Từ đó họ phân biệt ra có hai sự an toàn, thứ nhất là an toàn cho chiếc xe và thứ nhì là an toàn cho những người trong xe. Lẽ tất nhiên là an toàn cho những người trong xe là quan trọng hơn cả. Xe hỏng thì còn có thể chữa được, chứ người chết làm sao cứu cho sống lại? 

Vì lý do đó mà những đời xe về sau được thiết kế sao cho chiếc xe phải hấp thụ năng lượng mất đi bởi tai nạn, càng nhiều càng tốt, thay vì hành khách trong xe. Những chiếc xe tối tân bây giờ mỗi khi chỉ bị tai nạn không đến nỗi nào mà trông thấy xe bị móp méo một cách thảm hại, tốn rất nhiều tiền sửa chữa. Nếu ta không hiểu lý do thì ta sẽ cho là chiếc xe dở quá, mới có một tí thế mà đã dúm dó lại. Thực tế thì những chiếc xe đó được cố tình thiết kế để truyền lực phát sinh bởi tai nạn vào các bộ phận của chiếc xe cách xa các hành khách trong xe (direct the force of the crash to the frame of the car, away from the passengers).

Quý vị nào giỏi về vật-lý thì biết rằng lực (force) là đạo hàm của động lượng (momentum), F = dP/dt » DP/ Dt. Nếu sự thay đổi về động lượng trong một tai nạn là một đại lượng nhất định thì thời gian hai xe va chạm nhau (Dt) càng nhỏ bao nhiêu thì lực tác động càng lớn bấy nhiêu.

Nói thí dụ nếu sườn xe tốt quá, hai xe chỉ va chạm nhau trong vòng 1 ms mà thôi, trong khi nếu sườn xe được thiết kế để bị hư hại đúng cách trong tai nạn thì hai xe va chạm nhau trong 10 ms. Thời gian va chạm tăng gấp 10 thì lực tương tác giảm đi 10 lần.

Đại khái nguyên tắc là như vậy. Còn thiết kế làm sao mà sườn xe phải chịu phần lớn lực tương tác để các hành khách trong xe được an toàn hơn thì các kỹ sư gạo cội cần dùng computer để làm "finite-elements model." Các hãng xe ngày nay đều trả lương cho những anh kỹ sư này khá hậu hĩ.

Nguồn: Trên mạng