Пассивная безопасность Опции

[Yuzzzik]

Авария — штука всегда неприятная. Но современные автомобили имеют целый арсенал средств, которые не дадут ей стать трагедией.

Пассивная безопасность

Автомобильная безопасность условно делится на два вида — активную и пассивную. Активная безопасность — это системы и устройства машины, которые позволяют ей избежать столкновения. А пассивная — это возможности автомобиля сохранить жизнь и здоровье пассажиров, если нештатная ситуация всё-таки произошла. В арсенале любого современного авто есть целый ряд средств для смягчения последствий аварии: ремни, подушки, деформируемые зоны.

Что случается с автомобилем и его пассажирами при лобовом ударе? Автомобиль мнётся и останавливается, а пассажиры по инерции продолжают «лететь» вперёд, навстречу рулю, торпеде и лобовому стеклу. Казалось бы, места в салоне машины немного, сильно разогнаться (и, значит, стукнуться) не получится. Если бы. Ведь ускорение достигает десятков g, и такой удар может быть равносилен прыжку с многоэтажки.

Чтобы живые остались в живых и не покалечились во время серьёзной аварии, их скорость при столкновении нужно погасить как можно плавнее (недаром, прыгающим с высоты подстилают многоярусные маты). Причём скорость гасить нужно так, чтобы внутри автомобиля оставалось достаточно жизненного пространства. А вот это уже задача, которая предъявляет к силовой структуре автомобиля взаимоисключающие требования.

Получается, что кузов должен быть и жёстким, и податливым одновременно. Так вот, жёстким делают каркас «жилой» зоны, в которой находятся водитель и пассажиры — при ударе она деформируется в последнюю очередь. Силовая «клетка» салона сделана из сверхпрочной стали, в дверях есть мощные брусья, не дающие им сминаться. А относительно податливыми изготавливают специальные зоны, за счёт деформации которых и будет гаситься скорость. Моторный отсек и багажник как раз являются так называемыми зонами запрограммированной деформации. Так автомобили делают сравнительно недавно. Раньше же никто об этом не задумывался, и машины сминались равномерно — страдал и кузов, и салон. А у современных автомобилей, попавших в аварию, как правило, можно увидеть, что передок разбит всмятку, а салон цел.

Кстати, большую проблему при лобовом столкновении может представлять двигатель. Поэтому, чтобы при столкновении он не влетал в салон (что не сулит ничего хорошего), его опоры и моторный щит делают так, чтобы он смещался как можно ниже или вообще выпадал вниз, не нанося салону никакого вреда.

Не менее страшен и удар сзади. В этом случае у пассажиров есть опасность повреждения шеи. Чтобы этого избежать, человечество придумало подголовники, а затем — и активные подголовники. Первые просто удерживают голову, не давая ей слишком сильно запрокинуться назад. А вторые сами, как только произошла авария, «прыгают» вперёд, обеспечивая мгновенную опору голове и вообще не давая ей смещаться.

Но это полдела. Чтобы люди получили наименьшие увечья, их во время аварии нужно удерживать совершенно особым способом.

Способы нам всем известны с пелёнок, но менее значимыми от этого они не становятся. Это устройства, системы и конструкции, которые преследуют всего лишь одну цель — вовремя «поймать» человека и как можно бережнее и плавнее погасить его скорость. Конечно, лучше остальных на этом поприще себя проявил бы большой батут. Он способен наиболее безвредно погасить энергию и скорость падающего на него предмета. Ведь он мягкий. Жаль, что места для батутов и многоярусных матов в автомобиле нет. Зато нашлось место для ремней и подушек безопасности.

Ремни перекочевали в автомобиль, как и множество других полезных решений, из авиации. Поначалу на автомобили ставились ремни с двухточечным креплением, которые «держали» седоков за живот или грудь. Не прошло и полувека, как инженеры смекнули, что многоточечная конструкция гораздо лучше, потому что при аварии позволяет распределить давление ремня на поверхность тела более равномерно и значительно снизить риск травмирования позвоночника и внутренних органов. В автоспорте, например, применяются четырёх-, пяти- и даже шеститочечные ремни безопасности — они держат человека в кресле «намертво». Но на «гражданке» из-за своей простоты и удобства прижились трёхточечные.

Чтобы ремень нормально отработал своё предназначение, он должен плотно прилегать к телу. Раньше ремни приходилось регулировать, подгонять по фигуре. С появлением инерционных ремней необходимость «ручной регулировки» отпала — в нормальном состоянии катушка свободно крутится, и ремень может обхватить пассажира любой комплекции, он не сковывает действия и каждый раз, когда пассажир захочет сменить положение тела, ремешок всегда плотно прилегает к телу. Но в тот момент, когда наступит «форс-мажор» — инерционная катушка тут же зафиксирует ремень. Кроме того, на современных машинах в ремнях применяются пиропатроны. Небольшие заряды взрывчатки детонируют, дёргают ремень, и тот прижимает пассажира к спинке кресла, не давая ему удариться.

Ремни безопасности — это одно из самых действенных средств защиты при аварии. И хотя им сто лет в обед, их конструкция постоянно изменяется и улучшается. Вторым по значимости после ремней изобретением можно, пожалуй, назвать подушки безопасности.

Прообраз современной подушки был запатентован ещё в 1953 году. Нужно ли говорить, что на тот момент идея надувать сложенные мешки во время аварии была более чем смелой? Самые дерзкие из разработчиков ухватились за неё, но потерпели фиаско — необходимых технологий для реализации на тот момент просто не было.

Изначально вариантов наполнения колокола подушки было несколько. Например, некоторые инженеры предлагали закачивать в колокол газ, который хранился бы под высоким давлением в баллоне. Но принцип пиротехнического наполнения подушки перевесил. Именно он позволил надувать её мгновенно — всего за 30—50 тысячных доли секунды. И пока инженеры нашли необходимое горючее, которое при небольших размерах заряда срабатывало как надо, они многое перепробовали, в том числе и ракетное топливо. Сегодня в подушках в основном используется сухое горючее — азид натрия (NaN3), который при сгорании превращается в безвредные для человека азот и углекислый газ. Причём «таблетки» из этого кристаллического вещества получаются весьма компактными и лёгкими.

Срабатывание подушки опасно резким скачком давления, который может привести к травмированию барабанных перепонок и контузии. Ведь раскрытие колокола (иногда одновременно нескольких) происходит в небольшом замкнутом пространстве автомобильного салона. Подходов к решению этой проблемы несколько. Например, скорость вылета подушки снижают до определённого предела, чтобы хоть какая-то часть вытесняемого воздуха смогла стравиться через неплотности салона. Второй, достаточно действенный способ, — применение подушек относительно небольшого объёма. Но в некоторых случаях проблем с барабанными перепонками и контузией не избежать, всё зависит от индивидуальных особенностей человека и размера машины.

Первые подушки, кстати, появились не на машинах Mercedes-Benz, как считают многие, а на «американцах». В середине 70-х годов концерны Ford и General Motors построили более 12 тысяч машин, оборудованных эйр-бэгами. Причём тогда американцы делали подушки, которые заменяли ремни безопасности. Но подушка, раскрываясь, «летит» навстречу человеку со скоростью 270—300 км/ч… И если он не пристёгнут, вред она может причинить просто огромный. Не раз фиксировались случаи перелома шейных позвонков, причиной которых была именно подушка безопасности. Вот и отказались американцы от подушек-заменителей ремней безопасности.

Возродили подушки безопасности инженеры отдела пассивной безопасности Mercedes-Benz. И надо сказать, они, не без участия специалистов компании Bosch, одни из первых довели подушки до ума. Путь был сложен и тернист, но именно Mercedes-Benz в 1980 году поставил подушки безопасности на поток и стал оснащать ими свой S-класс. Они поняли, что подушки надо делать так, чтобы они работали в паре с ремнями безопасности, а не заменяли их. И тогда всё стало на свои места, подушки начали работать с поразительной эффективностью. Кстати, до сих пор во многих автомобилях, если человек не пристёгнут, подушки безопасности просто не сработают — опасно!

Несмотря на большой прорыв в сфере «надувной» защиты, сказать, что подушки находятся на пике развития нельзя. В скором времени подушки наделят способностью раскрываться не после аварии, а за мгновения до нее, тогда пневмоудар удастся сделать несколько мягче. Сейчас электроника умеет определять наличие пассажира в кресле, но в планах разработчиков научить систему безопасности распознавать индивидуальные данные человека (вес, рост), который в момент аварии сидит в кресле. Именно тогда подушка сможет сработать максимально эффективно.

Системы «надувной» защиты уже давно не ограничиваются фронтальными подушками. Конструкторы разработали аналогичные системы для защиты человека при боковом ударе. В базовое оснащение многих современных авто уже входят боковые подушки, вмонтированные в спинки передних сидений, а также надувные «занавески», которые размещаются в рёбрах крыши. Первые защищают тело пассажира при боковом ударе, а вторые — голову. В отличие от фронтальных подушек, которые сдуваются практически сразу после срабатывания, занавески могут сохранять давление в течение нескольких секунд, то есть до тех пор, пока опасная ситуация не минует. А при опрокидывании автомобиля они не дадут непристёгнутым пассажирам вылететь из салона.

Часто предлагается оснащать машину дополнительными подушками для защиты коленей и ступней. Многие производители оснащают свои автомобили подушками и для задних пассажиров. Но какой бы суперсовременной и умной ни была бы электроника на вашем автомобиле, не забывайте пристегиваться во время поездки. Ведь разрабатывая все эти сверхсовременные средства защиты, инженеры компаний исходят из одного постулата — водитель и пассажиры пристёгнуты ремнём безопасности. А если это не так, то толку от всех эти штук будет немного.

]]>Оригинал статьи с видео и картинками]]>

[Yuzzzik]

В феврале 2007 г. европейская автомобильная отрасль отметила юбилей поистине эпохального события — 10 лет назад впервые были обнародованы результаты тестирования безопасности автомобилей по методике Euro NCAP. С тех пор к оценке потребительских характеристик автомобиля прибавилась самая важная — уровень защищенности тех, кто находится в салоне. И сейчас, в условиях жесткой конкуренции на авторынке, именно такой подход все чаще становится определяющим при выборе покупателем новой машины.
Звездная идея

Сложно поверить, что каких-то десять лет назад этот вопрос был не столь значимым для европейских автопроизводителей. Нет, защищенность водителя и пассажиров, конечно же, учитывалась при создании машины. Но то, что она интересовала автоконцерны и беспокоила покупателей на порядок меньше, чем сейчас, — несомненный факт.
Дело в том, что в отличие от США, где еще в конце 1970-х гг. проведение комплексных краш-тестов со специальными манекенами было обязательным по закону, европейская законодательная практика отличалась гораздо меньшей требовательностью. Испытания на «авариеустойчивость» проводились, однако манекены в них не использовались вообще. Естественно, технический прогресс обеспечивал лучшую защиту ездоков каждого нового поколения автомобилей. Вот только критериев безопасности, сравнительных характеристик систем защиты той или иной модели не существовало.
Потребность же в оценке безопасности автомобиля ощущалась все острее. Именно для того, чтобы обеспечить независимую информацию о надежности машин, представленных на рынке Европы, в середине 1990-х начались организационные процессы, в результате которых и возникла Европейская программа испытания новых автомобилей — EuroNCAP. В отличие от существовавших «государственных», новые испытания автомобилей проводились комплексно. В краштестах оценивались сразу три главных критерия защиты — при фронтальном ударе, при боковом ударе, а также травмоопасность машины в случае наезда на пешехода. «Лобовое столкновение» выполнялось на скорости 64 км/час в деформируемый барьер. Так имитировалась наиболее распространенная по статистике аварийная ситуация — когда два автомобиля врезаются друг в друга «внутренними» частями передка, и скорость каждого равна примерно 55 км/час.
Немаловажным стало то обстоятельство, что испытания проводила негосударственная независимая организация. Тем самым сводился к минимуму риск неизбежного засилия бюрократизма или подковерных лоббистских игр. Для потребителей представление результатов тестов было абсолютно простое и понятное: по каждому из критериев автомобиль получал от одной до пяти звезд. Четыре или пять звезд символизировали хороший уровень безопасности, меньше — неудовлетворительный. Перечеркнутая звездочка означала, что в ходе тестов был выявлен риск серьезной травмы.
EuroNCAP проинформировала все автоконцерны об идеологии и методике испытаний и пригласила их к сотрудничеству. Но те среагировали на инициативу... крайне отрицательно. Во-первых, считался достаточным и тот уровень защиты, который был, к тому же автобезопасности и так уделялось якобы немало сил и средств (многие из технических решений стоили весьма дорого и поэтому применялись только в сегменте представительских и спортивных авто). Во-вторых, воротилам автобизнеса отнюдь не улыбалась идея широкого распространения информации о том, что с безопасностью их автомобилей не все в порядке.

Полезные уроки

В 1997 г. одновременно с пресс-конференцией EuroNCAP, обнародовавшей результаты первой серии испытаний (в ней участвовали автомобили малого класса), автопроизводители организовали в дорогом лондонском ресторане как бы антипресс-конференцию. И не пожалели усилий, чтобы в пух и прах раскритиковать Euro NCAP, ее методику тестирования и полученные рейтинги, заявив, что при излишне придирчивом подходе ни один автомобиль никогда не получит положительных оценок. Столь нервная реакция объяснялась тем, что все испытанные машины не получили «четверку» или «пятерку».
Зато европейские потребители восприняли результаты тестов EuroNCAP с огромным интересом. Обнародованные результаты моментально отразились на продажах. К примеру, автомобиль Rover 100, полностью проваливший испытания (получил звезду за защиту пассажиров), столкнулся со значительным падением спроса и был снят с продаж. Так бесславно закончилась 18-летняя история этой модели, весьма популярной в Британии и пережившей несколько реинкарнаций под разными торговыми марками.
Урок номер один был усвоен: автопроизводителям пришлось считаться с программой EuroNCAP. И результаты не заставили себя ждать. Уже следующая серия испытаний, проведенная в том же 1997 г., назвала первую модель с четырехзвездочным рейтингом безопасности — Volvo S40. Маркетологи компании сделали правильные выводы и, благодаря их усилиям, Volvo поныне обладает имиджем самого безопасного автомобильного бренда. Это был второй урок: безопасные машины обладают весомым конкурентным преимуществом.
За десять последующих лет отношение европейских автокомпаний к независимому тестированию Euro NCAP изменилось самым радикальным образом. Производители активно сотрудничают с программой, охотно принимают во внимание все замечания. Среди бесспорных заслуг Euro NCAP — повсеместное внедрение подушек и шторок безопасности, радикальное улучшение защиты колен водителя и переднего пассажира, появление систем, напоминающих о непристегнутых ремнях безопасности. Но главная заслуга — спасение человеческих жизней. Статистика доказала, что каждая дополнительная звездочка в рейтинге модели означает, что вероятность смерти или увечья в этой машине снижается на 12%.

Защита на завтра

Как известно, автомобильная безопасность имеет две основные составляющие — активную и пассивную. Первая дает возможность водителю избежать аварии, а именно: эффективно затормозить или сманеврировать, избежать заноса или опрокидывания и т.д. Если же произошло столкновение, то в дело вступает пассивная безопасность. Ее задача — обеспечить максимальную защиту водителя и пассажиров, уменьшить вероятность тяжких телесных повреждений или смерти. Для этого существует обширный арсенал технических решений, который совершенствуется с каждым новым поколением машин. Так, на примере автоновинок, представленных в конце 2006-го и начале 2007 г., несложно определить, какие аспекты безопасности автомобилей сегодня развиваются наиболее активно.
Первый — буквально бум заботы о пассажирах-детях. Задние сиденья семейного седана Volvo V70 оснащены особыми приподнятыми подушками-бустерами — без них рассчитанный на взрослого пассажира ремень безопасности может представлять опасность для маленького ребенка. С той же целью боковые шторки безопасности удлинены на 60 мм. Сиденье нового Renault Espace можно оборудовать специальными «подпорками» под голову, не дающими уснувшему ребенку «вывалиться» из-под ремня. Практически любой новый автомобиль оснащен универсальной системой крепления детских кресел Isofix, что позволяет надежно и безопасно перевозить даже младенцев (кстати, оптимальная установка кресла для самых маленьких — спинкой вперед).
Второй аспект — увеличивается количество подушек и шторок безопасности, что призвано обеспечить защиту различных участков тела как при фронтальном, так и при боковом столкновении. Скажем, новая Toyota Auris оборудована девятью подушками и, впервые для этого класса, подушкой для колен водителя, входящей в стандарт оборудования. Все шире внедряются двухкамерные передние подушки, защищающие как голову, так колени и бедра (как у Volvo V70 или новых моделей Lexus).
Третий аспект — снижение риска травм пешехода в случае столкновения с машиной. Это направление работы доселе находилось на вторых ролях, поскольку улучшить подобную характеристику технически сложно. Но нынче работа активизировалась: так, в конструкции капота, бампера и креплений радиатора Toyota Auris используются специальные деформирующиеся элементы, которые смягчают удар. Еще более «продвинутые» решения применяются в Jaguar XK и Citroen C6: в случае столкновения с пешеходом электронные сенсоры включают пиротехнические устройства, которые вскидывают на определенную высоту крышку капота. Доказано, что так существенно снижается вероятность тяжелой травмы головы пешехода.
Четвертый аспект — «интеллектуализация» систем безопасности. В Lexus LS460 впервые в мире применена система «предварительной защиты»: когда бортовой радар определяет, что столкновение неизбежно, передние подголовники автоматически смещаются вперед, тем самым снижая риск травмы шеи. В этой же модели устанавливается система камер, отслеживающих положение головы водителя: если водитель отвлекся от дороги, а ситуация угрожает аварией, автомобиль самостоятельно притормаживает. Еще более продвинутыми возможностями обладает система PRE-SAFE, предлагаемая для «Мерседесов» S-класса. Определив риск столкновения, она не только сама снижает скорость, но и автоматически подтягивает ремни безопасности, переводит кресла в оптимальное вертикальное положение и даже, в случае необходимости, закрывает окна и люк в крыше.
Дальнейшие разработки в этом направлении и вовсе кажутся фантастикой. Предполагается, что вскоре системы безопасности разных автомобилей смогут обмениваться информацией между собой и предпринимать «согласованные» действия, чтобы избежать аварии или минимизировать ее последствия. В общем, идея автомобиля, оберегающего своих пассажиров, из художественной метафоры превращается в реальность.

]]>Источник]]>