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好端端的产品,为什么非要把它们撞得稀巴烂呢?其实,这都是出于以人为本的考虑而进行的破坏性测试。大到空中客车巨无霸,小到生活中的电源插头,所有的产品在定型之前,都要经过无数次的破坏性试验,又在一次次的改进后才成为我们生活中不可缺少的好帮手。
从今天开始,我们将向您介绍一系列的破坏性试验。
1999年6月12日,法国巴黎航展上,一架编号为01的苏-30MKI战斗机正在飞行表演,它做出令人眼花缭乱的高难度动作,从大攻角盘旋转入小坡度下降,以接近垂直的角度连续向下做出蛇形翻滚的特技飞行。不料尾部触到地面,尾锥摩擦出火花,在擦过地面30多米后,又重新上升至70多米。正在这危急关头,只见两名飞行员的弹射座椅弹出机舱,10多秒钟后打开降落伞安全着陆。而飞机最终坠毁燃起熊熊大火(图1)。
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是科学的逃生装置——弹射座椅挽救了飞行员的生命。到目前为止世界上已经有1万多名飞行员靠弹射座椅获救。
那么,当飞机遇险时,弹射座椅是怎样帮助飞行员逃生的呢?
原来,在弹射座椅下面装有大约3公斤的爆炸物和3枚火箭筒,飞行员拉动两腿间的拉手点火,即可产生2050公斤的冲力,在半秒钟内以每小时160公里的速度将座椅向上弹射出机仓。然后飞行员身上的降落伞打开帮助其安全降落到地面。这一过程不到2秒钟(图2)。
弹射座椅是保护飞行员生命的护身符,它的安全可靠关系到飞行员的生死存亡。以在弹射过程中能够产生高度、速度和加速度的火箭来推动座椅,这是基本的要求。为此,专家们在滑车上对座椅和座舱罩等其他装置进行模拟实验。滑车启动了,当加速到每小时大约1200公里时,随着一道火光闪起,安装在座椅下面的点火装置点火,首先抛掉了座舱罩;1/4秒后,座椅后面的爆破筒点火,瞬时一股强大的力量将座椅向上高高弹起,同时火箭点火,再次推动座椅加速至离滑车更远的距离(图3)。
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如果我们以每小时48公里的速度乘车前进,当你将头伸出车顶窗时就会感受到呼呼作响的风有力地扑打在脸上,想象一下比这个速度大20倍的风力有多么猛烈,因为从飞机里弹升起来的飞行员面对的风力是每小时900多公里,这相当于飞机的速度。这样的风力足以把飞行员的脸皮撕掉。可见飞行员的保护服同样重要。
滑车试验同时也检验飞行员保护服的效果,在距离地面60多米的高度时,模拟座椅以每小时317公里的速度向上飞行。在降落伞打开前模拟飞行员已经安全脱离座椅(图4)。防护服的防护效果也令人满意。
各项测试结果完全达到要求。经过鉴定合格的座椅才能用于新型的战斗机。
电器最怕水,进水就会导致漏电,这会对人身产生严重危害。因此,要对它们进行防水试验。
割草机的测试完全浸泡在水中进行,经过一定时间后打开电动机盖,检查电源连接附近是否进水,这样才能确保使用时不会漏电。为检验发动机和刀片的牢固、持久性,割草机还要连续空转120个小时,这比5年当中实际使用的时间还长(图5)。
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一位技术人员将一根铁杆突然插入正在运转中的刀片轨道中,刀片顿时被撞得弯弯曲曲,但并没有散架,还是一个整体。保证了割草机在工作中意外撞到固体物时刀片不会被震碎。
为避免割草机撞到石头后,刀片刺破套壳飞出来伤人,专家用专门设计的气枪将100个球体发射进正在旋转的刀片中。结果刀片弯曲凹陷了,但没有从套壳里飞脱出来。
接下来还要在颠簸起伏的路面进行50个小时的模拟试验。最后还要用8名园丁组成的小组进行一年的割草,总共工作7000个小时,割草的面积足以覆盖3000块标准的足球场。
通过以上这些试验证明割草机是安全的,现在人们可以放心地使用了。
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一辆高速运行中的小汽车撞上了一根柱子,车头被撞得面目全非,惨不忍睹(图6)。
不要以为这是我们在日常生活中看到的撞车事故,也不要以为是电影大片里淋漓尽致渲染的汽车撞击瞬间的拍摄场景。实际上这是美国加利福尼亚州运输局的专家们正在对小型汽车进行一系列的撞击试验——撞击10米高的易碎柱子,以检验汽车的安全性能。
测试结果发现,以每小时30公里的速度撞击所造成的破坏非常小; 以每小时90多公里的速度撞击对柱子和汽车都造成了较严重的破坏,但乘客只会受轻伤。在木质标牌上进行了同样的试验,结果大一点的车容易撞断20多厘米厚的木柱,对司机的伤害极小,但再小一些的汽车却撞不断木柱子。解决的方法是用中空的弹性材料作为防撞击缓冲物。
在英国高速路的卡车行驶道上,经常能看到这些防撞击缓冲物。试验中,一辆卡车以每小时80多公里的速度进行撞击,结果缓冲物倒塌了,卡车只受轻伤。受撞击的卡车只需略加维修即可继续使用。根据这个试验结果,1997年英国强制性在高速路上设置了这种防撞击缓冲物。
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我们知道家用电器离不开电,离开电就等于一堆废铁。但电可不是温顺的小绵羊,一旦发生漏电就是人命关天的大事了。
不少人每天的生活是从早上用电烧一壶开水,饮上一杯咖啡开始的。如此经常地使用电源插头和开关,就必须保证它们是安全的。专家将电源插头和电源开关安装在一个机械手上,拔下插上1.5万次(图7)。因为每天使用插头、插座时,插头、插座受击打的力量相当于一个蹒跚学步的小孩受到小汽车撞击的力量,所以要确保电源插头、插座可以承受这种不经意中的击打而安全。
电熨斗是人们常用的家电之一,专家测验电熨斗底盘的新材料时,不断地给它喷水喷雾。甚至将电熨斗不停地摔到地上,至少要摔5000次。这是模拟不当操作试验,以保证它摔到地上后不会产生变形漏电等不安全的后果。
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对食物搅拌机也要进行各种各样的试验,这台搅面机加入了少量的面粉和水,它启动后开始摇摇晃晃地转动,继而转为上下颠簸,然后掉到桌子下面。这说明搅拌的面粉小于一定量时,工作中的搅拌机会处于不稳定状态。这就是为什么生产厂商通常会在说明书中注明面粉搅拌的建议用量。
电热水壶的试验是在水壶中装满特殊的硬水,一次又一次地烧开又倒出并冷却,如此反复5000次,这相当于2年的正常损耗。以此检验水壶的使用寿命(图8)。
人们在下雨天出门通常会带雨具,雨具是否能够防雨也是要经过严格测试的。在实验中,由低到高逐步给防水织物增加水压,当水压超过每平方米20公斤,防水织物才裂开并有水透过,这说明这个产品是完全可靠的。
此外,专家还要模拟防水织物褶皱、弯曲和折叠至少5000次,以检验防水织物的耐久性(图9)。接下来雨具要在暴雨中接受检验,直到没有一滴雨透过才合格。
在试验室里,雨鞋被浸泡在水里,连续反复不断地弯曲。这是因为雨鞋内部的防水织物不但要确保雨鞋浸泡在水中不透水,还要确保可以透气。试验的雨鞋最终要在水中弯曲50万次,需要2周时间。这样可以保证产品2年内不让渗入一滴水。
可以说,我们使用的每一个产品都是经过了各种复杂的测试,厂家最后才能提供让我们放心的商品。