Искусство разбивать автомобили

Во время краш-тестов приходится жертвовать дорогостоящей техникой — манекены «погибают», чтобы в настоящих авариях люди остались живы. Вопросам безопасности автомобиля сегодня уделяется огромное внимание, особенно в странах Европы и в США. Как только на рынке появляется новинка, вдогонку ей следует информация о том, сколько баллов модель набрала на краш-тестах. Без преувеличения можно сказать, что зачастую вся её дальнейшая судьба зависит от того, как о ней отзовутся авторитетные организации, занимающиеся контролем безопасности. Чего только стоит, например, история с европейскими краш-тестами машин из Поднебесной. После того как были объявлены результаты краш-теста китайского седана Brilliance BS6, бельгийский дилер этой марки Карл Кардоэн (Karel Cardoen) решил прекратить продажи этой модели, заявив, что принципиально отказывается продавать заведомо опасные автомобили в Европе. Но этим дело не ограничилось: вскоре европейский рынок оказался и вовсе закрыт для целого ряда китайских производителей, в частности, Brilliance Jinbei Automobile, Great Wall Motors и Jiangling Motors.

Искусство разбивать

Систему безопасности автомобиля принято разделять на активную и пассивную. Под активной безопасностью подразумевают всё то, что предотвращает аварию — работу тормозов, ABS и различных систем стабилизации движения, эргономику, обзорность, управляемость.

Чтобы понять, насколько машина безопасна, нужно разбить её вдребезги. Сегодня автомобили бьют преимущественно с помощью деформируемого барьера, но иногда устраивают и такие шоу. Фото (Creative Commons license): © GM Corp

Для того, чтобы автомобиль вышел из аварии с минимальным ущербом для водителя и пассажиров, производители тратят огромные средства на исследования и испытания. Так, рассчитывают, например, какие зоны деформации кузова должны быть сделаны из мягкого металла. Целый арсенал приспособлений призван сохранить человеческие жизни: ремни безопасности, надувные подушки, подголовники, сберегающие шейные позвонки при ударе сзади, защитные брусья в дверях, травмобезопасные рулевая колонка и педали. Всё это и составляет систему пассивной безопасности, назначение которой в том, чтобы защитить водителя и пассажиров в случае столкновения. Эффективность составляющих именно этой системы и проверяют в краш-тестах.

Первой попыткой провести нечто похожее на краш-тест можно считать эксперимент компании Citroën. В июне 1934 года с восьмиметрового обрыва была сброшена модель 7CV Traction Avant. Автомобиль перевернулся на крышу, потом снова встал на колёса. Удивительно, но после столь сурового испытания машина смогла уехать своим ходом, и даже все двери открывались нормально. Впрочем, это шоу преследовало, скорее, рекламные цели, и его устроители вовсе не намеревались удостовериться, насколько безопасна машина для пассажира и водителя. Фотографии прошедшего испытание авто вскоре были использованы в рекламной кампании модели, оказавшейся под угрозой провала из-за избытка нововведений.

На рисунке 1959 года показаны смятые зоны Mercedes-Benz 220 SE. Зоны пассажиров и водителя остаются в сохранности. Иллюстрация: Daimler AG

В 1930-е годы заметно увеличилось число людей, погибших в дорожно-транспортных происшествиях.,В США этот показатель составлял 15,6 случаев на сотню миль пробега (сегодня, несмотря на постоянно увеличивающееся количество машин, в США этот показатель равен 1,8). Всерьёз вопросами безопасности озаботились лишь в 1950-е годы. Родоначальником современных краш-тестов считают компанию Mercedes, именно они первыми начали тестировать элементы систем пассивной безопасности. Вскоре засуетились и конкуренты, краш-тесты стали показателем серьёзного отношения производителя к здоровью потенциального клиента.

Со временем были разработаны специальные методики, манекены и прочие приспособления, и тесты стали обязательными. По первым европейским промышленным стандартам автомобиль разбивали «в лоб» о бетонный куб на скорости 50 км/ч. Но в жизни лобовые столкновения случаются не так уж и часто — всё-таки водитель при виде опасности старается уклониться. Поэтому некоторые независимые потребительские ассоциации и крупные автомобильные издания начали проводить свои альтернативные тесты — стали бить машины смещённым ударом и вообще подвергали испытуемых более серьёзным экзаменам.

Со временем промышленные стандарты ужесточились: условия краш-тестов приблизились к реальной жизни. Так, жесткое препятствие уступило место деформируемому барьеру из гофрированного алюминия, имитировавшему передок автомобиля. С 1995 года в Европе действуют Правила № 94 и № 95 ЕЭК ООН, которые предусматривают сертификацию легковых автомобилей при смещённом фронтальном столкновении со скоростью 56 км/ч и боковом столкновении со скоростью 50 км/ч.

А судьи кто?

На сегодняшний день существует целый ряд независимых ассоциаций, которые проводят краш-тесты и, тем самым, не позволяют автопроизводителям расслабляться, вынуждая их решать всё новые инженерно-технические задачки. Самыми авторитетными и популярными считаются рейтинги Европейской программы оценки новых автомобилей (Euro NCAP) и Национальной администрации по безопасности дорожного движения США (NHTSA). По всей видимости, потенциальным покупателям приятно знать, что испытания проводят независимые специалисты, а результаты тестов им сообщат не позже, чем производителям.

Краш-тест автомобиля Smart fortwo по методике Euro NCAP. Фронтальный удар на скорости 64 км/ч. Несмотря на свою миниатюрность, автомобиль продемонстрировал неплохие результаты и получил четыре звезды из пяти возможных. Фото: EURO NCAP

Интересно, что иногда мнения этих компаний об одной и той же модели не совпадают. Объясняется всё достаточно просто: специалисты придерживаются разных методик — бьют машины при разных скоростях, под разным углом и при разных обстоятельствах. Например, в NHTSA фронтальный удар проводится при скорости 56 км/ч, а Euro NCAP бьёт машины на скорости 64 км/ч. Боковой удар европейцы осуществляют при 50 км/ч под углом 90°. А американская ассоциация разгоняет автомобиль до 61 км/ч и бьёт его под углом 27° к поперечной оси. Кроме этого, американцы проводят испытание на опрокидывание (чего нет в Euro NCAP), зато европейцы имитируют наезд машины на пешехода — ребёнка и взрослого.

В последнее время специалисты Euro NCAP ввели ещё один пункт испытания — боковой удар о столб на скорости 29 км/ч. Этот удар позволяет проверить эффективность работы боковых подушек безопасности. Соответственно, автомобили, оснащенные оконными надувными занавесками, могут заработать дополнительные баллы. Кроме того, европейские эксперты накидывают автомобилю дополнительные баллы за различные устройства, входящие в стандартную комплектацию и косвенно повышающие безопасность — за сигнализацию о непристегнутых ремнях, например.

В отличие от американской системы, по которой конкретная модель разбивается лишь один раз, Европейская программ, можно сказать, более лояльна и не лишает производителей шанса реабилитироваться при неутешительных результатах теста. Производитель может просить о повторном испытании после внесённых в конструкцию изменений. Результаты второго теста будут внесены в базу в том случае, если усовершенствованная модель пойдёт на конвейер.

В общем, Euro NCAP и NHTSA считают баллы по-разному и нередко расходятся во мнении. Этим не преминул воспользоваться третий игрок — в феврале 2003 года Майкл Далбергер (Michael D. Dulberger) основал некоммерческую организацию Informed For Life. В IFL посчитали, что противоречащие друг другу заключения EuroNCAP и NHTSA прекрасно друг друга дополняют; именно на них IFL и основывает свои отчёты, применяя, правда, собственные поправочные коэффициенты. Эксперты IFL при оценке автомобиля руководствуются и статистикой дорожно-транспортных происшествий: при фронтальных ударах гибнут 43% водителей, при опрокидывании — 28%, чуть меньше (26%) летальных случаев от бокового удара, а от наезда сзади погибают лишь 3% водителей. С учётом этой информации и складывается итоговый балл.

Кроме этих трёх организаций, автобезопасность изучают также Страховой институт по проблемам дорожной безопасности (IIHS), который проводит краш-тесты для страховых компаний, национальная австралийская организация Australian NCAP, японское национальное агентство по безопасности NASVA-OSA. Нередко краш-тесты проводятся по инициативе крупных журналов и автоклубов — например, немецкого журнала Auto Motor und Sport или автоклуба ADAC.

Части головы манекена покрыты разными цветами специальной краской. После краш-теста по следам этой краски, отпечатавшейся на деталях салона, специалисты смогут определить точки удара манекена. Фото (Creative Commons license): General Motors Photo/John F. Martin, © GM Corp

Куклы гибнут за людей

Однако краш-тесты потеряли бы всякий смысл, не будь у экзаменаторов возможности проследить, к каким человеческим жертвам может привести то или иное столкновение. И в этом исследователям помогают напичканные датчиками манекены. Этот неодушевленный предмет может «рассказать» о том, получит настоящий водитель травмы или нет.

Первым водителем-испытателем стал манекен Сьерра Сэм, созданный в 1949 году компанией Sierra Engineering Co для испытаний, которые проводили ВС США. Сьерра Сэм по сравнению с современными манекенами был весьма незамысловат: его шарнирные соединения, имитирующие суставы, двигались совсем не так, как у человека, да и тело было цельным.

В 1971 году специалисты General Motors создали модель Гибрид-1, а уже через год его улучшенный вариант Гибрид-2, где уделили особое внимание позвоночнику, плечевым и коленным суставам манекена. К тому же Гибрид-2 выдавал гораздо больше информации. В 1976 году появляется Гибрид-3, который в 1997-м был официально объявлен стандартным манекеном для проведения краш-тестов.

Если раньше предпочитали подвергать испытаниям преимущественно манекены мужчин, то сегодня ряды «кукол для битья» заметно пополнились. Глава кукольной семьи — манекен мужчины ростом 168 см и весом 77 кг — таковы размеры среднестатистического американца, именно этот манекен чаще всего берёт удар на себя. Как вариант иногда используют манекен более крупного мужчины, вес которого достигает ста килограмм при росте 188 см. На тестах рядом с водителем на пассажирском сидении располагается пятидесятикилограммовая «женщина» ростом 152 см. Манекены детей появились не сразу, сегодня часто используют куклы детей трёх, шести и десяти лет, а также «малышей» — полуторагодовалых, годовалых и шестимесячных.

Чтобы все эти манекены вели себя при аварии как люди, их создателям пришлось немало потрудиться. Значение имеет каждая деталь — пропорции, распределение веса, форма головы, сгибающийся благодаря эластичным «хрящам» стальной позвоночник, ребра из гибких пластин, шарниры вместо суставов. Манекены легко разбираются, что позволяет менять вышедшие из строя части тела. Так, металлопластиковые рёбра обновляют после каждых десяти ударов.

Стоимость таких игрушек впечатляет — она может доходить до нескольких сот тысяч долларов, ведь манекены буквально напичканы дорогостоящими датчиками, установленными в голове, шее, груди, руках и ногах Гибрида. Они передают информацию о переносимых манекеном ускорениях в автономный блок памяти, расположенный в грудной клетке. За тем, чтобы датчики работали корректно, строго следят — ведь от их точности в конечном счёте будет зависеть оценка автомобиля. В протокол в итоге вносятся такие параметры, как сила травмирования головы, ускорение головы, растягивающее и сдвигающее усилия в области шеи, сила сжатия грудной клетки и бёдер, смещение коленных суставов и многие другие.

Свободное от краш-тестов время куклы для битья предпочитают проводить, как самые обычные люди. Фото: Volvo Car Corporation

Манекены имеют свою специализацию. Так, Гибрид-3 предназначен для фронтальных ударов. При боковом ударе используют модель ЕвроСИД — чтобы точнее оценить степень повреждения, каждое ребро этой куклы снабжено дополнительными датчиками. В испытаниях, имитирующих наезд сзади, используют БиоРИД, который фиксирует повреждения при обратном ходе тела после удара. Для этого в хребет имплантированы 24 особых позвонка с датчиками, чтобы точно отследить движение позвоночника и шеи.

Краш-тесты — это самый достоверный способ проверки уровня безопасности автомобиля. Разбитый автомобиль тщательно изучают специалисты — на предмет степени деформации кузова и салона, возможности открытия дверей, перемещения руля и педалей и уровня нагрузок на манекен. Сегодня многие автопроизводители перед реальными краш-тестами проводят целую серию виртуальных испытаний — современные компьютерные программы способны моделировать самые разные столкновения. Специалисты компании Toyota, к примеру, усаживают в виртуальное авто манекен THUMS (Total Human Model for Safety), а в испытаниях компании Volvo участвует виртуальная беременная женщина Линда. Преимущества бестелесных марионеток очевидны — они не изнашиваются, не ломаются и, кроме того, собирают гораздо больше данных, ведь в программу можно заложить самые различные параметры.

Краш-тесты внесли весомый вклад в ужесточение требований по безопасности автомобилей. Публикуемые и широко обсуждаемые в СМИ результаты испытаний помогают потенциальному покупателю сориентироваться среди новинок и выбрать автомобиль, который сможет его защитить в случае опасности, а не станет дополнительной угрозой его жизни. Однако не стоит забывать, что все краш-тесты проводятся с обязательным применением ремней безопасности. Без них даже авария на скорости 25–30 км/ч может привести к печальным последствиям.

Марат Хабибуллин, журнал «Вокруг света»