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在所有的汽車設計中，設計師們都是先確定座椅的設計。準確點說，設計師們先考慮的是車內(nèi)成員的坐姿。對于SUV車型來說，駕駛員的坐姿會更直立一些，位置也會更高；而對于轎車來說，駕駛員的坐姿會低很多，并且微微后仰；對于一些賽車（比如各級別的方程式），駕駛員其實是“躺”在車內(nèi)的。之所以要先設計座椅，是因為確定了駕駛員的坐姿以后，才能根據(jù)人體的H點來設計座椅，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、踏板、中控臺、車門等等這些位置才能夠終確定。要想設計一款舒適的座椅，光靠各種理念來支撐肯定不行，重要的是得知道具體的人體數(shù)據(jù)。一般來說，設計師們會利用人體百分比模板來做參考。也就是說，設計出來的座椅可以讓百分之多少的人能夠正常乘坐。這個聽起來簡單，給你們看張圖就知道座椅設計的復雜了：

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

千萬別以為座椅舒適度指的就是長時間乘坐不會累，實際上，座椅設計時要解決的另外一個問題就是應對加速度。對汽車來說，無論是急加速還是急轉彎，其縱向或是橫向的加速度基本可以達到0.7G、0.8G左右。因此，座椅除了要具備一定的側向支撐，從而限制住駕駛員身體的來回移動，同時還要能夠消除在合成加速度狀態(tài)下車上成員的不適感。

一般座椅由表層材質(zhì)、填充物、骨架、調(diào)節(jié)裝置和車身連接件構成。雖然看似不是很復雜，但是由于座椅的使用頻度*，又和安全息息相關，因此每一部分在設計時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，基本上跟整車是同步的。工程師告訴我，就表鏈式座椅而言，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。這些都是極為專業(yè)的內(nèi)容，需要數(shù)據(jù)和開發(fā)經(jīng)驗的積累，也需要專業(yè)的實驗驗證設施和技術。

座椅除了舒適性和支撐，更重要的是安全。人給座椅一個壓力，座椅就會給人一個反作用的支持力，這是我們在中學時學到的知識。因此，在正常駕駛狀態(tài)時，座椅要能保證給駕駛者很好的支撐，同時靠合理的設計將支持力分散到身體的各處，保證長途駕駛的舒適性。而在特殊情況時，例如發(fā)生碰撞，座椅要通過結構設計保證車內(nèi)成員的人身安全，這才是座椅結構設計的一大難點。

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

座椅的體量比較大，也因此在設計時一定要考慮到輕量化，當然前提是不能喪失安全性。比較直觀的方法是減少金屬材質(zhì)的運用，比如采用較薄較輕的材質(zhì)，或是依靠打孔來減重，不過這需要進行大量的模擬分析計算，以確保座椅的安全性。

由于座椅是重要的安全部件，因此設計師們在設計時往往要將座椅、安全帶和氣囊作為一個系統(tǒng)綜合考慮，這個系統(tǒng)叫做成員約束系統(tǒng)。聽上去雖然簡單，但實際上有N多試驗要做，否則不能通過國家的法規(guī)及碰撞測試要求。

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

很多車型的坐墊會有一定的角度，滿足舒適性的同時，也可以限制車內(nèi)成員在追尾時不至于下體過度前移。目前有一種裝置可以在發(fā)生追尾時將膝部的坐墊再度頂起，從而對下肢起到更強的限制滑動的作用。

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

在頭枕的設計過程中要進行鞭打試驗，實際上就是模擬現(xiàn)實生活中的低速后碰情況。之所以叫做鞭打，是因為在巨大的沖擊力下，由于慣性，頭部會向后甩動，就像揮鞭子一樣。如果沒有對頭部的合理支撐，就會導致頸椎受力過大而折斷。