Интернет журныл о промышленности в Украине

Системи пасивної безпеки: вчора і сьогодні

  1. система оцінок
  2. модернізація скелета
  3. Затягнути паски!
  4. Чи не м'якше, але більше
  5. Російська спеціфіка

Пожовклі сторінки одного з журналів 1969 року демонструють, безсумнівно, прогресивні розробки тих років в області пасивної безпеки

Пожовклі сторінки одного з журналів 1969 року демонструють, безсумнівно, прогресивні розробки тих років в області пасивної безпеки. Розвинену силову структуру кузова у вигляді дуг, укладених в стійки даху. Спеціальну травмобезпечну оббивку інтер'єру і камеру замість дзеркал заднього виду. Паливний бак, відокремлений від салону герметичною перегородкою, і систему пожежогасіння в моторному відсіку. Апофеозом технічної думки кінця 70-х сприймається передній бампер, за допомогою гідроопори здатний поглинати енергію зіткнення. Загалом, такий собі аналог нинішніх SRS - Supplementary Restraint System - систем пасивної безпеки. Правда, без звичних сьогодні атрибутів на кшталт ременів з преднатяжителями і подушок.

Так, уявлення про безпеку тоді були вельми своєрідні. Втім, як і замовники, виконавці, а також реакція з боку громадськості і політиків. Наприклад, наведеними вище рішеннями був напханий автомобіль з пафосною назвою New York. Розробляла його авіаційна компанія Republic aviation, відома винищувачами часів Другої світової і війни у ​​В'єтнамі. Замовником в 1962 році виступав NHTSA - американський Комітет з безпеки руху на автомобільних дорогах. Машина в серію не пішла, більше того, швидше за все, існувала тільки в макетах. А вже в 1970-му та ж організація спробувала зобов'язати всі автокомпанії через три роки оснастити свої моделі подушками безпеки. На нормальному рівні технологічно виконати це було неможливо. Відмова виробників підтримали ЗМІ і політики. В результаті обов'язкове використання подушок ввели тільки 20 років по тому.

В результаті обов'язкове використання подушок ввели тільки 20 років по тому

Судячи з усього, автомобіль New York не був втілений навіть у вигляді повнорозмірного макета
Судячи з усього, автомобіль New York не був втілений навіть у вигляді повнорозмірного макета. У всякому разі, достовірної інформації про те немає. Зате є опис і схеми, які красномовно говорять - в кінці 60-х років майбутня SRS перебувала в зародковому стані

У 70-х роках компанією Republic Aviation і купила її авіакомпанією Fairchild все-таки були створені два прототипи під назвою ESV, які були розбиті при фронтальному краш-тесті про жорсткий бар'єр на швидкості 50 миль / год
У 70-х роках компанією Republic Aviation і купила її авіакомпанією Fairchild все-таки були створені два прототипи під назвою ESV, які були розбиті при фронтальному краш-тесті про жорсткий бар'єр на швидкості 50 миль / год. Серійно автомобіль не випускався

система оцінок

Показово, що зараз саме американська методика проведення краш-тестів найбільш прогресивна і жорстка. У середини 2012 року Американський страховий інститут IIHS провів першу серію випробувань за такими правилами: 64 км / год, 25% перекриття і жорсткий бар'єр . В цьому випадку удар доводиться в колесо, можливо, повз лонжерона і тим більше інших деформуються зон передньої частини автомобіля. Всю навантаження сприймає силова клітка салону. В результаті майже провалили тест такі автомобілі, як Mercedes-Benz C-класу, Lexus IS 250/350, Acura TSX, Audi A4, Volkswagen CC, Lincoln MKZ, Lexus ES 350, BMW 3-ї серії і Toyota Camry. Тобто ті, в хорошій безпеки яких за підсумками випробувань Euro NCAP сумніватися не доводиться.


Краш-тест Lexus IS 250/350 з 25% -м перекриттям

Але в середині 90-х років минулого століття ситуація була набагато гірше. Державних стандартів не існувало. Повномасштабні випробування з безпеки проводили тільки найзаможніші виробники. Лише в 1996 році законодавчо вдалося примусити фірми до виконання норм ЄЕК ООН №94: 56 км / год, 40% перекриття і удар об м'ятий бар'єр. Всього через рік незалежний європейський комітет (Euro NCAP - The European New Car Assessment Programme) провів серію краш-тестів по тим же правилам, але на швидкості 64 км / ч. Незважаючи на те що швидкість зіткнення виріс менш ніж на 15%, кінетична енергія від удару зросла більш ніж на 30%. Що цікаво, випробування Euro NCAP досі не носять державного статусу (офіційно існують ті ж стандарти №94), хоча і спонсоруються низкою країн. І все-таки саме вони - відправна точка при розробці автомобілів усіма цивілізованими виробниками. Так уже склалося (причому досить швидко), що без нормального рейтингу від Euro NCAP марці шлях на європейський ринок заборонений. Це сталося, наприклад, з китайцями, яких здивувало подібне цивілізоване ставлення споживачів Старого світу до своєї продукції.

Краш-тест Audi A4 останнього покоління за методикою Euro NCAP
Краш-тест Audi A4 останнього покоління за методикою Euro NCAP. П'ять зірок або 93% захисту передніх пасажирів. Габарити салону практично не змінилися, двері відкриваються без зусиль, у водія і пасажира хороший захист всіх частин тіла

Краш-тест Audi A4 за методикою IIHS - ті ж 64 км / год, але жорсткий бар'єр і 25% перекриття
Краш-тест Audi A4 за методикою IIHS - ті ж 64 км / год, але жорсткий бар'єр і 25% перекриття. Порушена силова структура салону, зім'ята двері, порвана колісна арка. В цілому захист при фронтальному ударі оцінена як слабка

модернізація скелета

Що ж змінилося за час «реформ» в області пасивної безпеки? Перш за все, силова структура кузова. Це добре помітно на фотографіях і за звітами, якщо порівнювати моделі кінця 90-х і автомобілі, що з'явилися 10-12 роками пізніше. Відмінності - разючі! У перших майже у всіх випадках зім'ята передня стійка даху, розташована за «ударним» колесом, або навіть сам дах. Водійські двері іноді була відкрита, в деяких епізодах, навпаки, пом'ята і заблокована. Кермо "входив» в салон, туди ж подавалася майданчик статі під педалями. На ряді машин водій сильно бився об кермо головою і грудьми. У більшості випадків небезпечного контакту з передньою панеллю піддавалися коліна, гомілки і стопи водія. Найбільш кричущі ситуації - розрив колесом арки і ніші для ніг водія.

Між Peugeot 306 (ліворуч) зразка 1993 року і його наступником з індексом 307 (праворуч) 2000-го модельного року, що пройшли через краш-тести за методикою Euro NCAP, величезна різниця
Між Peugeot 306 (ліворуч) зразка 1993 року і його наступником з індексом 307 (праворуч) 2000-го модельного року, що пройшли через краш-тести за методикою Euro NCAP, величезна різниця. У першому випадку звертає на себе увагу зім'ята стійка даху і двері. У водія виявилася погано захищеною грудна клітка, а ліва нога могла зазнати пошкоджень об передню панель. При створенні 307-го французи врахували це - автомобіль набагато краще захищає тих, хто сидить всередині, в тому числі при бічному ударі

Зараз навіть менше з цього - привід засумніватися в успіху моделі на ринку. При підвісках, нерідко що кочують з покоління в покоління, стають значно жорсткішими підрамники. А силові структури кузовів за минулі півтора десятка років серйозно еволюціонували. Мова не про вуглепластикових монокок інших спорткарів. Або про алюміній, широке вживання якого обумовлена ​​новими технологіями з'єднання деталей, наприклад, їх склеюванням. Зрештою, це прерогатива самих дорогих автомобілів. У таких вже не дивує навіть використання надлегких магнієвих сплавів, хоча ще недавно цей спірний для автомобілебудування метал застосовувався, в основному, в спорті. Нові матеріали прийшли в демократичні класи, починаючи з гольф-сегмента. З кожною новою генерацією збільшується частка міцних і високоміцних сталей, яка зараз може доходити до 50-80%. З неї виготовляються лонжерони, пороги, тунель підлоги, стійки даху, підсилювачі бамперів. В інших випадках - моторний щит, підлогу, арки задніх коліс. Як наслідок, жорсткість кузова на кручення збільшилася до 30000 Нм / град, іноді до 40000 Нм / град, тобто в півтора-два рази. А комп'ютерне моделювання дозволило ще до втілення в металі розраховувати правильну деформацію передніх силових елементів.

Силова структура сучасних автомобілів наполовину складається з високоміцних сталей
Силова структура сучасних автомобілів наполовину складається з високоміцних сталей. Але, наприклад, Volkswagen використовує до 80% таких матеріалів. З них зроблений майже весь «скелет», включаючи деякі дрібні деталі

Прогрес торкнувся навіть такий консервативний транспорт, як пікапи. Проводити їх краш-тести Euro NCAP почала в 2008 році. Тоді повторилася ситуація 1997 го по відношенню до легковиків. Тільки з поправкою на рамну конструкцію, яка дає мало можливостей для реалізації м'ятих зон. Більшість випробовуваних отримало по одній-дві зірки. І лише Mitsubishi L200, що з'явився в 2006-му, удостоївся чотирьох. Але, наприклад, остання новинка в класі - Ford Ranger - заробила вже п'ять зірок. У конструкції кабіни «Рейнджера» також використовується високоміцна сталь, з якої виконані пороги і стійки даху. Основний же удар приймають на себе лонжерони рами, тепер здатні грамотно поглинати енергію. На шкоду звичайної міцності. Не дарма ремонтники відзначають - рами пікапів, та й взагалі позашляховиків, випущених за останні роки, вже не настільки кондові, як раніше. Відновлювати їх набагато складніше, якщо в принципі таке можливе.

Результати краш-тесту Nissan Navara виявилися плачевними
Результати краш-тесту Nissan Navara виявилися плачевними. Лонжерон рами з «ударної» сторони вм'яло в підлогу, педальний вузол значно змістився назад, преднатяжители ременів і подушок безпеки спрацювали невчасно. Водій і пасажир зазнали високі навантаження на голову і груди. У останнього до того ж при ударі є ризик пошкодити шийні хребці. Ноги обох манекенів жорстко контактували з передньою панеллю. В результаті всього одна зірка, та й то перекреслена

Ford Ranger довів, що і пікап може бути «п'ятизірковим»
Ford Ranger довів, що і пікап може бути «п'ятизірковим». Гарне розподіл кінетичної енергії, ціла кабіна, відмінний захист водія і пасажирів

Затягнути паски!

На відміну від силової структури кузова, яка під психологічним впливом від краш-тестів Euro NCAP стрімко змінювалася останні півтора десятиліття, один з видимих ​​елементів пасивної безпеки пройшов куди більш довгий шлях. Перші прообрази ременів з'явилися ще в кінці XIX століття, пропонувалися вони для кучерів. З початку XX століття ременями почали обзаводитися рідкісні тоді автомобілі. Та й не ременями зовсім - так, поясними лямками. Подібні, до речі, проіснували на задніх сидіннях до 80-х років. Передні ж змінили свою конструкцію на нинішню трьохточкову в 1957-му. Через пару років зі Швеції і Volvo почався поступовий перехід на них в інших країнах і у інших провідних автовиробників.

Нічого більш прогресивного поки не придумано. Більш того, до нинішнього свого вигляду ремені еволюціонували поступово. Наприклад, тільки в 1972 році був сконструйований інерційний механізм натягу, що визначає свободу переміщень в нормальних умовах, але при різкій зупинці блокував ремінь. Завдяки йому вдалося різко скоротити ймовірність травм черевної порожнини і грудної клітки, а також виключити можливість «піднирювання» людини під лямки.

Подальшим удосконаленням інерційного ременя стала поява в 1987 році преднатяжители. Попередній механізм обмежував переміщення тільки по факту зіткнення. Преднатяжитель же спрацьовує в перший момент удару і на те, щоб «затягнути паски міцніше», у нього є «цілих» 250-300 мілісекунд - стільки «триває» сам контакт з перешкодою. Але все відбувається в 20-25 разів швидше - пристрою потрібно підготувати водія і пасажира до зустрічі з подушками. Є різні варіанти преднатяжителей - кулькові, рейкові, роторні, тросові. Їх об'єднує два нюанси. У всіх основним робочим інструментом виступає пиропатрон. І у будь-якого є обмежувач зусилля натягу, що дозволяє не допустити критичних навантажень на організм людини: приспускає ремінь або має варіанти його подовження.

Поясна лямка на зразок тієї, що використовується в літаках, застосовувалася на передніх сидіннях автомобілів до кінця 50-х років
Поясна лямка на зразок тієї, що використовується в літаках, застосовувалася на передніх сидіннях автомобілів до кінця 50-х років. А ззаду проіснувала ще 30 років, в основному в Америці

Чи не м'якше, але більше

І за часом дії, і за своєю суттю подушки безпеки - останній редут оборони сидять усередині людей. Необхідність у чомусь подібному авіаконструктори усвідомили ще в 40-х роках. Однак про подушках для автомобілів задумалися тільки до кінця 60-х, коли для влади і громадськості США стало очевидно - рівень смертності на дорогах можна порівняти з втратами при бойових діях. Наявність систем безпеки в автомобілях затвердили законодавчо, навіть згадали про ідею подушки, яку в 1953 році одночасно запропонували два інженера по різні боки океану. І про ключове, як згодом виявилося, елементі системи - кульковому сенсорі (винайдений в 1967-му), зобов'язаним повідомляти про різке уповільнення. Скасування цієї ініціативи швидко пролобіювали. Але про розробки не забули. В тій чи іншій мірі подушками зацікавилися Ford, Chrysler, GM. У останнього концерну в 1972 році навіть з'явився Oldsmobile Toronado з air bag за доплату. Але популярною ця опція не стала. А ось з Mercedes-Benz 500SEL зразка 1983 року справа пішла швидше. З 1993-94 років всі серйозні виробники почали оснащувати свої автомобілі мінімум водійських подушкою, а часто ще й пасажирської. Тоді ж з'явилися бічні надувні елементи, трохи пізніше шторки.

Принципово з часів своєї появи схема спрацьовування подушок не змінилася. Момент зіткнення фіксується датчиками прискорення (раніше кульковими, механічними, тепер електронними), у яких під впливом сил інерції, грубо кажучи, замикаються контакти. Сигнал надходить до пиропатрон, а він, у свою чергу, надуває подушку. По дорозі від винаходу до масового споживання вирішувалося, перш за все, два технологічних питання - матеріал самої подушки і паливо в пиропатрон. У першому випадку зупинилися на нейлон товщиною в півміліметра, зсередини для герметичності покритому гумою. Саме ця «тканину» при швидкості розгортання подушки в 250-300 км / ч виявилася оптимальною по травмобезопасности. Ну а в якість палива після низки невдач вибрали азид натрію, який в процесі горіння перетворюється в азот і вуглекислий газ. Перший не представляє небезпеки, другий в порожнину подушки не пропускає фільтр.

Ці елементи, як незмінні, були прийняті ще до епохи повальних краш-тестів, тим більше під егідою Euro NCAP. Останнім же час фахівці працюють над самим процесом відкриття подушок. Міняють загальний час (від 20 до 30 мілісекунд), роблять його поетапним, щоб пом'якшити зустріч голови з куполом. Регулюють проміжок між етапами, прив'язуючи другу стадію відкриття до сили удару. Нещодавно з'явилися системи здатні враховувати вагу і габарити людей, а також відстань особи до місця установки подушки. Є варіанти передніх пасажирських air bag, які, в першу чергу, беруть на себе плечі і грудну клітку, і тільки потім голову. Ведуться роботи над тим, щоб розвантажити від ударних навантажень черевну порожнину. Нікого вже не дивує подушка для колін водія. На деяких моделях бічні подушки і шторки здатні не здуватися до 10 секунд, забезпечуючи безпеку при перекиданні. На новому S-класі задні пасажири захищені «ейр бегом», вбудованим в ремінь, при цьому маленька подушка під колінами захищає їх від прослизання під лямками. А Volvo V40 CC став першим автомобілем, що захищає пішоходів не тільки піднімається капотом, але і цілим надувним «матрацом», що прикриває низ лобового скла і стійки даху.

Обсяг водійської подушки безпеки лежить в межах 60-80 літрів
Обсяг водійської подушки безпеки лежить в межах 60-80 літрів. Пасажирський air bag досягає обсягу до 130 літрів. Однак зараз виробники збільшують розміри подушок і змінюють їх форму так, щоб приймати спочатку плечі і груди, і тільки потім голову

Відстань між задніми пасажирами і спинками передніх крісел досить велике
Відстань між задніми пасажирами і спинками передніх крісел досить велике. Тому, щоб захистити людей, зараз стали використовувати подушки, вбудовані в ремені безпеки

Volvo V40 і V40 Cross Country першим отримав пішохідну подушку безпеки
Volvo V40 і V40 Cross Country першим отримав пішохідну подушку безпеки. Ховається вона у лобового скла і вистрілює тільки після того як завдяки пиропатрон підскочить задній край капота

Російська спеціфіка

В Европе Шість подушок безпеки, включаючі шторки, стали стандартне оснащення даже на Деяк представник сегмента B, Не кажучи Вже про гольф-класі. У нас ситуация Інша. Поки ми НЕ Готові платіті за БЕЗПЕКА, и виробникам про це відомо. Максимум, на що можуть розраховувати російські споживачі C-класу, - дві фронтальні подушки, іноді навіть одна. Решта пропонуються або в верхніх оснащеннях, або за доплату в рамках відповідних пакетів.

Та й при покупці автомобіля з розряду second hand на працездатність всієї системи, на наявність подушок мало хто звертає увагу. Хоча як мінімум ці дані повинні бути в сервісних книжках, якщо вони є. Або, як максимум, визначатися елементарної діагностикою. Звичайно, вартість повного відновлення SRS обійдеться недешево. Скажімо, ціна кожної з передніх подушок в залежності від марки та моделі лежить в межах 7000-12000 руб. Датчики, яких (включаючи бічні) може набратися до десяти, оцінюються в 2500-6000 руб. Втім, тут уже виникає питання, чи варто взагалі займатися ремонтом автомобіля, - при таких-то пошкодженнях. Але після невеликого ДТП SRS можна «оживити» за ціною хорошою «музики» від дилера або навіть дешевше.

Skoda Rapid, яка повинна з'явитися в Росії в квітні цього року, для європейського ринку вже в «базі» має фронтальні і бічні подушки безпеки, а також шторки
Skoda Rapid, яка повинна з'явитися в Росії в квітні цього року, для європейського ринку вже в «базі» має фронтальні і бічні подушки безпеки, а також шторки. Але у нас навіть флагман Superb в стандартному оснащенні має тільки двома «ейр бегамі». Та ж ситуація і з іншими новими моделями, пропонується на нашому ринку. На повний пакет безпеки можна розраховувати лише в D або E класах

Про мінуси того комплексу, який називається пасивною безпекою, говорити начебто не доводиться. Природно, він не безкоштовний. Вкладені в нього кошти піднімають вартість автомобіля. Але, наприклад, те саме можна сказати і про різні мультимедіа, бортових комп'ютерах, деяких сервісних функціях, часто безпосередньо не пов'язаних ні з управлінням автомобілем, ні з його комфортом, ні тим більше з безпекою. Адже вибір, якщо так ставити питання, на користь подушок, ESP і інших систем очевидний, чи не так? А ще, що принципово, безпеку автомобіля, кількість і якість електронних помічників, якими він напханий, ніяк не позначається на надійності і ресурсі його агрегатів. Хіба що кузовний ремонт далеко не завжди фінансово доцільний і точно не здатний «автентично» відтворити колишню силову структуру. Цілком адекватна плата за збереження здоров'я і життя.

PS Зіткнення двох автомобілів з різницею у віці в 50 років: 1959 Chevrolet Bel Air проти 2009 Chevrolet Malibu:

Адже вибір, якщо так ставити питання, на користь подушок, ESP і інших систем очевидний, чи не так?