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在所有的汽車(chē)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師們都是先確定座椅的設(shè)計(jì)。準(zhǔn)確點(diǎn)說(shuō)，設(shè)計(jì)師們先考慮的是車(chē)內(nèi)成員的坐姿。對(duì)于SUV車(chē)型來(lái)說(shuō)，駕駛員的坐姿會(huì)更直立一些，位置也會(huì)更高；而對(duì)于轎車(chē)來(lái)說(shuō)，駕駛員的坐姿會(huì)低很多，并且微微后仰；對(duì)于一些賽車(chē)（比如各級(jí)別的方程式），駕駛員其實(shí)是“躺”在車(chē)內(nèi)的。之所以要先設(shè)計(jì)座椅，是因?yàn)榇_定了駕駛員的坐姿以后，才能根據(jù)人體的H點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)座椅，包括位置、造型、薄厚、可調(diào)角度等等。也只有確定了坐姿之后，方向盤(pán)、踏板、中控臺(tái)、車(chē)門(mén)等等這些位置才能夠終確定。要想設(shè)計(jì)一款舒適的座椅，光靠各種理念來(lái)支撐肯定不行，重要的是得知道具體的人體數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)師們會(huì)利用人體百分比模板來(lái)做參考。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)出來(lái)的座椅可以讓百分之多少的人能夠正常乘坐。這個(gè)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，給你們看張圖就知道座椅設(shè)計(jì)的復(fù)雜了：

人體的脊柱是有自然S型彎曲的，也因此座椅靠背要設(shè)計(jì)成上半部分凹陷、下半部分突出的造型。一般來(lái)說(shuō)，要想讓人坐起來(lái)比較舒適，座椅要對(duì)胸上部、后背中部和上部以及腰椎的下部有著比較強(qiáng)的支撐才可以。

千萬(wàn)別以為座椅舒適度指的就是長(zhǎng)時(shí)間乘坐不會(huì)累，實(shí)際上，座椅設(shè)計(jì)時(shí)要解決的另外一個(gè)問(wèn)題就是應(yīng)對(duì)加速度。對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是急加速還是急轉(zhuǎn)彎，其縱向或是橫向的加速度基本可以達(dá)到0.7G、0.8G左右。因此，座椅除了要具備一定的側(cè)向支撐，從而限制住駕駛員身體的來(lái)回移動(dòng)，同時(shí)還要能夠消除在合成加速度狀態(tài)下車(chē)上成員的不適感。

一般座椅由表層材質(zhì)、填充物、骨架、調(diào)節(jié)裝置和車(chē)身連接件構(gòu)成。雖然看似不是很復(fù)雜，但是由于座椅的使用頻度*，又和安全息息相關(guān)，因此每一部分在設(shè)計(jì)時(shí)都必須考慮到安全性及耐用度。所以座椅的研發(fā)周期很長(zhǎng)，基本上跟整車(chē)是同步的。工程師告訴我，就表鏈?zhǔn)阶味?，研發(fā)周期大概在2年左右。

座椅是重要的安全部件，其性能由骨架、材料、樣式等因素綜合決定。這些都是極為專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容，需要數(shù)據(jù)和開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的積累，也需要專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)施和技術(shù)。

座椅除了舒適性和支撐，更重要的是安全。人給座椅一個(gè)壓力，座椅就會(huì)給人一個(gè)反作用的支持力，這是我們?cè)谥袑W(xué)時(shí)學(xué)到的知識(shí)。因此，在正常駕駛狀態(tài)時(shí)，座椅要能保證給駕駛者很好的支撐，同時(shí)靠合理的設(shè)計(jì)將支持力分散到身體的各處，保證長(zhǎng)途駕駛的舒適性。而在特殊情況時(shí)，例如發(fā)生碰撞，座椅要通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證車(chē)內(nèi)成員的人身安全，這才是座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。

在1960年以前，主流的座椅內(nèi)部支撐構(gòu)造為卷線(xiàn)式彈簧，主要考慮到舒適性。但是，這種卷線(xiàn)式的彈簧的重量較大，并且很占空間，因此，設(shè)計(jì)師們研發(fā)出了S型彈簧，作為卷線(xiàn)式彈簧的替代。后來(lái)設(shè)計(jì)師們經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，如果將卷線(xiàn)式和S型彈簧一起使用，既能提高舒適性，又能保證足夠的支撐，同時(shí)重量上也沒(méi)增加太多，因此這種并用的設(shè)計(jì)開(kāi)始出現(xiàn)在一些高檔車(chē)型中。

座椅的體量比較大，也因此在設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮到輕量化，當(dāng)然前提是不能喪失安全性。比較直觀(guān)的方法是減少金屬材質(zhì)的運(yùn)用，比如采用較薄較輕的材質(zhì)，或是依靠打孔來(lái)減重，不過(guò)這需要進(jìn)行大量的模擬分析計(jì)算，以確保座椅的安全性。

由于座椅是重要的安全部件，因此設(shè)計(jì)師們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)往往要將座椅、安全帶和氣囊作為一個(gè)系統(tǒng)綜合考慮，這個(gè)系統(tǒng)叫做成員約束系統(tǒng)。聽(tīng)上去雖然簡(jiǎn)單，但實(shí)際上有N多試驗(yàn)要做，否則不能通過(guò)國(guó)家的法規(guī)及碰撞測(cè)試要求。

當(dāng)出現(xiàn)來(lái)自后方的沖擊時(shí)，人體會(huì)給座椅靠背一個(gè)向后的作用力，作用力的分布呈倒“T”字型，此時(shí)大的壓力點(diǎn)在于腰椎附近。因此，座椅工程師們對(duì)靠背內(nèi)部的彈簧形式和分布做了改進(jìn)，從而減輕在碰撞中座椅對(duì)身體的壓力。

很多車(chē)型的坐墊會(huì)有一定的角度，滿(mǎn)足舒適性的同時(shí)，也可以限制車(chē)內(nèi)成員在追尾時(shí)不至于下體過(guò)度前移。目前有一種裝置可以在發(fā)生追尾時(shí)將膝部的坐墊再度頂起，從而對(duì)下肢起到更強(qiáng)的限制滑動(dòng)的作用。

有研究人員做過(guò)交通事故方面的調(diào)查，其中有30%的事故來(lái)自于追尾，而在追尾事故中，90%的人都會(huì)頸部受傷。這種傷害雖然不至于致死，可一旦頸部受傷，就需要比較長(zhǎng)期的治療，并可能會(huì)有一系列的并發(fā)癥。而頭枕的設(shè)計(jì)，就是為了防止頸部在追尾時(shí)受到傷害。

在頭枕的設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行鞭打試驗(yàn)，實(shí)際上就是模擬現(xiàn)實(shí)生活中的低速后碰情況。之所以叫做鞭打，是因?yàn)樵诰薮蟮臎_擊力下，由于慣性，頭部會(huì)向后甩動(dòng)，就像揮鞭子一樣。如果沒(méi)有對(duì)頭部的合理支撐，就會(huì)導(dǎo)致頸椎受力過(guò)大而折斷。