[P4] Phải chăng thân vỏ xe ô tô ngày càng mỏng?

Đã đến lúc thay vì bĩu môi chê bai "vỏ mềm", hãy cám ơn chiếc xe đã giúp cho chính bạn có được thêm những ngày bên gia đình và người thân.

(OTOFUN) - Nhìn vào những bức ảnh đăng tải đầy trên các mạng xã hội nói chung và cộng đồng OTOFUN nói riêng, không khó để nhận thấy những chiếc xe cổ xưa từ thế kỷ 20 hầu như không suy suyển khi va chạm trong khi nhiều mẫu xe mới lại dễ dàng bẹp dúm dó khi đụng vào thứ gì đó - dù chỉ là chiếc xe đạp hay con vật băng ngang đường. Điều này khiến nhiều người tự đặt câu hỏi - phải chăng ngành công nghiệp ô tô đang đi giật lùi về mặt công nghệ thân vỏ?

Thực tế, trong giai đoạn đầu, các nhà sản xuất đã xuất xưởng những mẫu xe với thân vỏ rất cứng - hầu như không biến dạng nhiều khi va chạm. Hệ quả tất yếu của đặc tính này là toàn bộ lực va chạm đều tác động lên người lái. Ở thời điểm đó, tỉ lệ hành khách tử vong trong các vụ tai nạn là rất lớn. Phải mãi tới năm 1953, lần đầu tiên những kỹ sư xe hơi mới đề cập tới khái niệm “vùng biến dạng” (Crumple Zone).

Sau nhiều năm nghiên cứu, kĩ sư người Áo có tên Béla Barényi của Mercedes-Benz đã thành công khi lần đầu tiên tích hợp được phát minh nói trên vào thiết kế của chiếc W120. Tới năm 1967, chiếc Mercedes Heckflosse trở thành mẫu xe thương mại đầu tiên được quảng bá với tính năng an toàn bao gồm cả vùng biến dạng. Phần cốp của xe này cũng được tăng kính thước để tạo khoảng trống hấp thu lực tốt hơn - bảo vệ cho người ngồi bên trong khoang hành khách. Vậy, vùng biến dạng là gì? ích lợi và ảnh hưởng của nó tới sự an toàn của con người như thế nào?

Khái niệm cơ bản về "Vùng biến dạng"

Để hiểu rõ hơn về vai trò của vùng biến dạng này, chúng ta sẽ cùng nhắc lại một số nguyên tắc cơ bản nhất về vật lý. Theo nguyên lý thứ nhất của Newton, một vật thể chuyển động sẽ duy trì chuyển động ấy ở cùng tốc độ và hướng cho tới khi bị tác động bởi một lực nào khác gây mất cân bằng.

Như thế, khi chiếc xe di chuyển ở khoảng 80km/giờ, cơ thể những người ngồi bên trong cũng sẽ có tốc độ tương tự. Nếu xe bất ngờ đâm vào đâu đó và dừng lại đột ngột, cơ thể sẽ vẫn di chuyển với tốc độ 80km/giờ. Kể cả khi cơ thể dừng lại (ví dụ như được giữ chặt nhờ dây bảo hiểm), nội tạng bên trong sẽ vẫn di chuyển theo đà quán tính và tiềm ẩn gây ra những chấn thương nội hết sức nghiêm trọng.

Trong khi đó, theo nguyên lý thứ hai của Newton, động lực được tính bằng khối lượng nhân với gia tốc. Nói cách khác, khi tai nạn xảy ra, lực tác động vào xe và người ngồi bên trong sẽ giảm đi đáng kể nếu khoảng thời gian để chiếc xe hay cơ thể con người dừng hẳn lại được tăng lên. Nhìn nhận ở góc độ này, chúng ta đã có thể lờ mờ nhận ra vai trò của các vùng biến dạng trong thiết kế khung-gầm-vỏ của một chiếc xe. Trong đó, quan trọng hơn cả là ba “nhiệm vụ” sau:

Thứ nhất, các vùng biến dạng - thường được đặt phía trước và phía sau xe - sẽ hấp thụ lực tác động từ các vụ đâm thông qua việc biến dạng vật liệu - thứ không hề có ở những chiếc xe đời cũ. Điều đặc biệt nằm ở chỗ trong khi hầu hết các thành phần xung quanh được thiết kế để biến dạng dễ dàng, toàn bộ khoang lái chính lại sẽ được gia cố cứng cáp hơn rất nhiều nhằm bảo vệ hành khách bên trong.

Thứ hai, vùng biến dạng sẽ giúp trì hoãn va chạm. Thay vì để hai chủ thể cứng đập thẳng vào nhau, vùng biến dạng sẽ “hãm” va chạm - tăng thời gian từ lúc va chạm bắt đầu đến khi xe dừng hẳn. Điều này sẽ giúp cho tác động giảm đi đáng kể. Theo tính toán lý thuyết, nếu sự giảm tốc được kéo dài gấp đôi thời gian, tác động lực cũng sẽ giảm một nửa. Chính vì thế, chỉ cần kéo dài thời gian giảm tốc từ 0,2 giây lên 0,8 giây, các nhà sản xuất đã có thể giảm tác động lực tới 75%.

Thứ ba, vùng biến dạng cũng sẽ giúp chuyển hướng lực tác động. Lực này sẽ phải được hướng "né" khỏi các vị trí người ngồi bên trong khoang lái. Khi chiếc xe rơi vào tình huống va chạm, mỗi thành phần của nó cũng như con người bên trong đều “hưởng” một lực tác động nhất định. Nếu xe bị lật hoặc lăn, lực tác động sẽ còn lớn và phức tạp hơn nhiều. Khung gầm bị méo mó, vỏ nhàu nát, kính vỡ… dù xót xa về tiền bạc - nhưng đều là may mắn bởi lẽ tất cả những biểu hiện ấy đều cho thấy lực tác động đã được “tiêu” vào chỗ khác thay vì cơ thể con người.

Nguyễn Thúc Hoàng Linh