Официальный сайт клуба любителей автомобилей семейства "ТАВРИЯ" tavria.org.ua


ПРЕССА

Капот как орудие убийства

2004-03-19
"Авторевю" №3 2004 г. Л. ГОЛОВАНОВ

Действующие ныне стандарты, описывающие требования к пассивной безопасности автомобилей, предусматривают лобовой удар о неподвижное препятствие со скорости 50 км/ч. Меж тем большинство фронтальных аварий в жизни происходит по другому сценарию. Водитель, осознав опасность столкновения, тормозит и пытается уйти в сторону, но не успевает, и удар приходится на левую или правую часть передка. Такой тип столкновения называется ударом с перекрытием или смещенным ударом (offset) и представляет для автомобиля более тяжелое испытание, нежели фронтальный удар — ведь тогда на смятие работает лишь часть силовой структуры кузова. Именно поэтому 50-процентный offset, то есть удар, когда автомобиль врезается в препятствие ровно половиной передка (как правило, водительской), взяли на вооружение те из производителей, кто сильнее заботится о пассивной безопасности (первой была фирма Mercedes-Benz). А когда авторитетные автомобильные издания и независимые исследовательские центры решили проводить собственные краш-тесты, они тоже выбрали этот тип удара.
Мы пошли по такому же пути, задумав провести серию краш-тестов наиболее распространенных в России автомобилей и сравнить степень их безопасности в случае аварии.
Первой была Ока. Она врезалась в препятствие левой половиной передка на скорости 51,4 км/ч. На передних креслах сидели пристегнутые ремнями безопасности манекены, а голова и грудь водителя были оснащены датчиками-акселерометрами, измеряющими перегрузки, действующие на тело. Напомним, что удар водителя о рулевую колонку был так силен, что приборы зафиксировали смертельно опасный уровень замедления. Кстати, уже потом, разобрав манекен, специалисты с удивлением обнаружили, что прочная пластиковая грудная клетка манекена от удара лопнула!
Что же покажет краш-тест Таврии?

УДАР

В распахнутые настежь ворота ангара вливается февральский воздух, но никто не замечает холода: объявлена минутная готовность перед испытанием.
Таврия, заправленная и снаряженная всем необходимым, включая накачанную запаску под капотом, стоит в ста метрах от цели. Манекены на передних сиденьях туго притянуты ремнями безопасности — они у машины не инерционного типа, как были на Оке, а обычные.
Бегут секунды, объективы теле- и кинокамер направлены на залитое светом софитов лобное место.
Старт. Машина пошла! Тишину напряженного ожидания нарушил легкий шорох скользящего вдоль направляющей троса, разгоняющего автомобиль до заданной скорости.
Грохот от удара был таким, что многим стало не по себе. В этих считанных долях секунды уместились все самые страшные для автомобилистов звуки — яростный хруст сминаемого металла, треск лопнувшего стекла... Ока погибала тише.
Когда умолкло эхо грохота, в ангаре воцарилась неловкая тишина. Мы только что наблюдали трагедию, и разговаривать сейчас или просто пошевелиться казалось кощунством. Пауза длилась бесконечно долго — словно минута молчания.

САМ ПОГИБАЙ, А ХОЗЯИНА ВЫРУЧАЙ

Автомобиль разбился. Если первой реакцией после удара Оки было радостное удивление (Надо же, жива малютка!), то характер и тяжесть повреждений, полученных Таврией, не оставляли сомнений в исходе столкновения для этого автомобиля. Но это, как ни странно, вселяло надежды на то, что уровень пассивной безопасности Таврии окажется более высоким! Ведь задача передка кузова при столкновении и состоит в том, чтобы смяться и аккумулировать, принимать на себя основную энергию удара, оставляя на долю обитателей салона как можно меньше опасных перегрузок.
Передок Таврии действительно смялся основательно — на 62 см с левой стороны. При этом вся передняя часть заметно сместилась влево, на крыше появились две солидные складки — кузов пошел винтом. От удара разбилось и вылетело лобовое стекло, водительскую дверь заклинило в проеме. Из поврежденных двигателя, коробки передач и системы охлаждения вылились тосол и масло, а аккумуляторная батарея, расположенная на Таврии впереди и слева, превратилась в лепешку.


Kрюк фиксатора выглядит хлипким.
Тот, что справа, — выдержал...

Настораживало то, что основание передней стойки кузова сместилось назад на 33 см (на Оке это перемещение составляло всего 4 см), а значит, значительно уменьшилось жизненное пространство салона. Вновь, как и на Оке, в ухудшение ситуации внесла свой вклад запаска — она продвинула в салон часть моторного щита, и панель приборов из твердого пластика сместилась назад и треснула чуть левее центра, образовав острые травмоопасные кромки.
С рулевой колонкой и водительским сиденьем и вовсе произошли чудеса. Колонка ушла вправо так, что рулевое колесо оказалось почти посередине и при этом сместилось внутрь на 14 см! С одной стороны, оказавшись посередине, баранка ушла из опасной для водителя зоны и осталась недеформированной (если манекен и ударился о нее, то вскользь и несильно). Но как поведет себя такая блуждающая рулевая колонка при правостороннем ударе: может быть, она вонзится в водителя? Левое кресло сместилось вперед на 13 см, а вдобавок его сильно перекосило влево. Произошло это из-за того, что силовая структура пола кузова в районе крепления передних кресел оказалась слишком хлипкой — пол пошел волнами, изогнул салазки сиденья, и те раскрылись, не удержав кресло. Вместе с деформацией пола это уменьшило пространство для ступней и ног, а вдобавок после отскока манекена назад его голова промахнулась мимо подголовника, что чревато повреждением шейных позвонков. А если сразу после такой аварии в Таврию врежется идущая сзади машина, и ускорение от второго удара совпадет с отскоком тела на сиденье? Перелома шеи тогда не миновать...
Неприятно и то, что замки-фиксаторы спинки заднего сиденья от удара раскрылись и позволили ей сложиться.


...а левый крюк оторвался с мясом в местах точечной сварки. И концевик сигнализации, расположенный на крюке, вряд ли тому виной

Но, судя по первым впечатлениям, для манекенов этот удар все же закончился не слишком плохо — жестких ударов головы, похоже, не было, а сильная деформация передка аккумулировала значительную часть энергии удара.
Теперь осталось расшифровать показания акселерометров и проявить кинопленку.

А СЧАСТЬЕ БЫЛО ТАК ВОЗМОЖНО...

Первым делом мы вместе со специалистами по пассивной безопасности просмотрели графики замедления манекена-водителя. И очень удивились. Получалось, что удар головой все же был, о чем говорит пик показаний приборов между 90 и 100 миллисекундами после начала столкновения. Но вот вопрос: обо что? Руль ушел в сторону и остался нетронутым, панель приборов перед водителем тоже цела. Может быть, голова ударилась о смещенную стойку кузова?


Начало столкновения.
Удар происходит на скорости 50,4 км/ч

Каково же было наше удивление, когда при просмотре кадров скоростной киносъемки мы увидели странную и страшную картину: тем твердым предметом, о который ударился головой водитель, оказался... капот! Еще при первом осмотре кузова мы заметили, что не сработал аварийный фиксатор капота с левой стороны. На Таврии капот крепится на передних петлях, а для того, чтобы он не ушел при аварии назад, к его внутренней поверхности слева и справа приварены две мощные проушины, а к моторному щиту — два крюка. При нормальной эксплуатации крюки бездействуют, а во время лобового столкновения капот наезжает на них проушинами и фиксируется от дальнейшего смещения. Так вот, правый крюк свою работу выполнил, а левый при ударе просто оторвался с мясом! В общем, это неудивительно — крюк приварен к моторному щиту консольно, и при столкновении все места точечной сварки (их четыре) работали на отрыв.
Крюк оторвался уже после 30 миллисекунд, а в течение следующих 60 мс острый край капота пробил лобовое стекло (вот почему оно вылетело из проема!) и сместился в салон навстречу манекену. Удар головой был слабее, чем в Оке о рулевое колесо, но все же сильнее, чем того требуют нормы травмобезопасности. К тому же (это видно на кадрах скоростной киносъемки) манекен ударился лицом об острую кромку капота, а убойная сила такого режущего удара, конечно же, очень высока. И это при том, что ремни были натянуты так сильно, как это вряд ли возможно при обычной езде. Ведь человек не будет пристегивать себя к сиденью намертво, а отрегулирует ремень посвободнее, чтобы не мешал. Так что случись такая авария в реальной жизни, сила удара головой о капот может оказаться намного больнее. И скоростной киносъемки на месте столкновения не будет, и никто не узнает, что виновником смертельной черепно-мозговой травмы оказался оторванный крюк, маленькая незаметная деталька, на которую раньше и внимания никто не обращал.
Всего лишь плохо рассчитанный (или сделанный?) фиксатор капота... При заводских и сертификационных испытаниях, когда Таврию били в лоб, энергия удара приходилась поровну на оба крюка, и капот не съезжал в салон. Но стоило нашей машине принять удар только одной стороной (как чаще всего это и происходит в жизни!), и фиксатор оторвался. А сколько еще в автомобиле таких мелочей?..


40 мс — передок смят. Замедление обрушивается на манекены. Фиксатор не выдержал,
и капот пробил лобовое стекло

90 мс. Вот он, самый трагический момент аварии, — удар головой о капот. Кузов смят окончательно

130 мс. Кузов, словно сжатую пружину, отбрасывает назад и вправо. Манекены откидываются на спинки сидений

ОПАСНА ЛИ ТАВРИЯ?

Итак, после двух краш-тестов, проведенных в одинаковых условиях, мы уже можем подвести некоторые итоги. Анализ остаточной деформации кузовов обеих машин показал, что пятидверная Таврия имеет более слабую силовую структуру кузова. Плюс этого в том, что энергия столкновения поглощается передком эффективнее, чем в Оке. Но из-за конструктивных недостатков и непродуманной (и не испытанной при смещенных краш-тестах) конструкции кузова он в реальной жизни может повести себя непредсказуемо, о чем свидетельствуют блуждающие капот, сиденье и рулевая колонка. И поэтому шансы пассажиров автомобиля ЗАЗ-1105 не получить серьезных травм при лобовом столкновении с перекрытием, увы, слишком малы. Так что мы ничуть не жалеем о том, что разбили нашу Таврию, и о том, что в редакции больше нет ни одной такой машины.
Этот удар еще более убедил нас в правильности выбранной методики испытаний. Посмотрим, что будет дальше, — ведь серия краш-тестов, запланированных Авторевю, только началась. На очереди автомобиль, имя которого у всех на слуху...

Как определяют степень тяжести столкновения

Во время аварии на человека действуют перегрузки, вызванные резким замедлением тела ремнями безопасности и ударами о руль, панель приборов или, как в случае с нашей Таврией, о детали кузова. Какую величину замедления считать опасной, а какую допустимой?
Этим вопросом впервые задались военные специалисты, которые после второй мировой войны исследовали воздействие перегрузок на летчиков реактивной авиации. Эксперименты с относительно небольшими перегрузками проводились на добровольцах, а при опасных замедлениях в роли камикадзе выступали свиньи и шимпанзе. Было выяснено, что величина переносимых без риска для жизни и здоровья перегрузок зависит от времени, в течение которого они действуют на организм. Человек способен выдержать большую перегрузку кратковременно, на несколько миллисекунд, или меньшую суммарную величину перегрузки, но действующую дольше.
Сейчас в мировой практике оценки травмозащищенности головы от перегрузок базируются на так называемой кривой Уэйн-Стейта, описывающей, как пороговое значение перегрузки, при которой не наступает сотрясения мозга, зависит от длительности удара. При анализе выбирается отрезок времени, при котором суммарные действующие перегрузки были максимальны. Например, если перегрузка в 80 g (g — ускорение свободного падения) действовала на человека в течение 3 мс, то, отложив 3 мс на оси абсцисс кривой Уэйн-Стейта и 80 g — на оси ординат, мы получим значение, лежащее ниже пороговой кривой, то есть безопасное (именно это значение упоминается в Правилах пассивной безопасности № 12 и 21 ЕЭК ООН).
Увы, суммарный уровень перегрузок, действовавших в течение 20 мс на голову манекена при краш-тестах Оки и Таврии, оказался выше допустимого. Конечно, кривая Уэйн-Стейта определяет лишь примерную зависимость для среднестатистического человеческого организма. А в жизни все значительно сложнее: одно и то же замедление для физически крепкого человека будет допустимым, а для более слабого или пожилого может оказаться роковым.

Л. ГОЛОВАНОВ