Пассивная безопасность вступает в работу в сам момент ДТП и помогает снизить тяжесть последствий столкновения.
К системам безопасности относят ремни безопасности с преднатяжителями, подушки, подголовники, безопасные стёкла. Также пассивная безопасность - конструкция педального узла, руля и мотора, которая позволяет им не влетать в салон при аварии. Важнейший элемент пассивной безопасности - жёсткость кузова и зоны его деформации, заложенные при конструировании, чтобы гасить силу удара.
Почему в серьёзном ДТП выживут только Грэмы
В 2016 году Австралийская транспортная комиссия по ДТП представила модель человека, который выживет в любой аварии. Знакомьтесь, это Грэм, и его не назовёшь симпатягой.
- Голова Грэма - как огромный мягкий защитный шлем.
- Внутри большого черепа - много спинномозговой жидкости и связок, которые удерживают мозг от удара о черепную коробку.
- Нос Грэма меньше, уши защищены от травм тоже.
- Шеи нет, рёбра переходят в шею - это защищает от перелома позвоночника.
- Грудная клетка Грэма напоминает бронированный жилет с «мешками» вроде подушек безопасности под каждым ребром, которые снижают импульс движения тела вперёд при столкновении.
- Жир защищает кости и также поглощает энергию удара.
Создатель Грэма - художник Пиччинини. Перед рисованием макета он несколько месяцев консультировался с ведущими хирургами и травматологами в стране и анализировал случаи автоаварий.
Грэм - отражение того, чего не хватает человеческому телу, чтобы противостоять силам и энергии, которые действуют на него в момент аварии.
При столкновении на скорости, когда одна машина бьёт другую или машина врезается в стену (ограждение, дерево), происходит на самом деле три вещи.
Сначала удар от столкновения принимает машина, затем импульс разрушительной силы принимает тело водителя, затем внутренние органы водителя бьются изнутри о череп или грудину.
- Сила этого удара такова, что происходит разрыв аорты, несовместимые с жизнью повреждения внутренних органов или мозг бьётся о черепную коробку так, что разрываются аксоны - части нейронов, которые передают нервный импульс. Внешне такие повреждения не очевидны, но после них не выживают.
Тело человека, в отличие от тела Грэма, не рассчитано на колоссальные перегрузки и ускорения, которые испытывают люди в машине в момент аварии на скорости.
Причём убивают не сами разрушения, а их скорость. Чем более концентрирован импульс во времени, тем он мощнее.
Импульс от удара машины дойдёт до водителя за миллисекунды - буквально, моргнуть не успеешь. Если бы удалось растянуть время, за которое машина входит в другую или в препятствие, буквально на 5 секунд - люди бы выживали.
Банальный пример - ремень безопасности. Многие считают, он нужен, чтобы удержать людей внутри салона, не дать вылететь через окна.
На самом деле главное предназначение пристёгнутого ремня - дать телу водителя чуть больше времени до полной остановки, чем у машины.
- Автомобиль во время катастрофы может остановиться за 50-100 миллисекунд, у тела водителя, пристёгнутого ремнём, на обработку удара будет 150-200 миллисекунд - это мало в цифрах, но много в прогнозе выживаемости.
Такие расчёты приводит Джоэл Ститцель, эксперт Центра биомеханики травм Виргинского политехнического университета в статье «Как не погибнуть в автокатастрофе».
Устройство систем безопасности отражает этот принцип.
Всё, что находится между водителем и ударом - бампер, зона смятия кузова, стойка, ремень безопасности - сконструировано так, чтобы передавать ударный импульс как можно дольше.
Иными словами - при столкновении в автоаварии людей убивает не скорость, а резкая остановка. И чем более плавно получится остановиться у тел людей в салоне - тем больше шансов выжить.
Другая проблема - в момент столкновения в салоне автомобиля всё становится потенциальным орудием убийства.
- Двигатель, влетев в салон, оставит водителя калекой или трупом.
- Педальный узел - перебьёт ноги.
- Рулевая колонка может сломать рёбра.
- Ремень безопасности ломает ключицу, отбивает селезёнку и мочевой пузырь.
- Передняя и средняя стойки кузова пройдется по телу как бейсбольная бита.
- Выстреливающая подушка безопасности способна сломать руки, нанести щелочные ожоги глаз, а в случае брака - даже убить водителя, как это было с подушками Takata.
Поэтому система пассивной безопасности в автомобиле продумана так, чтобы, с одной стороны, погасить скорость при столкновении, а с другой - оставить пространство для выживания людей и не травмировать их узлами и конструкциями самого автомобиля.
Система пассивной безопасности автомобиля - шансы есть?
Представим лобовое столкновение двух машин на высокой скорости. Машина получает удар, сминается и останавливается. Люди в салоне по инерции летят вперёд, навстречу лобовому.
Ускорение их «полёта» определяется в основном скоростью, на которой произошло столкновение, и может достигать десятков g: это равносильно прыжку с многоэтажного дома.
Принцип спасения тоже аналогичен: нужно погасить скорость, причём делать это так, чтобы внутри машины оставалось достаточно жизненного пространства. То есть чтобы деформированные при ударе узлы и детали машины не зажали людей насмерть.
Для погашения энергии удара современные машины конструируют так, чтобы при аварии передняя и задняя часть машины сминалась по запрограммированным зонам деформации.
Целым должен остаться салон, «жилая зона». Его и людей внутри защищает жёсткий каркас - он выполнен из сверхпрочной стали, двери усилены брусьями. Каркас деформируется при аварии в последнюю очередь.
Можно долго упирать на маркетинг и пристрастность краш-тестов Euro NCAP, но суперпрочные «Волги», Audi и BMW из 1980-х останутся «капсулами смерти» именно потому, что их кузов из толстой стали при ДТП, оставался в целостности и не сминался, читай - не гасил силу удара, что приводило к смерти людей.
Современный автопром выбирает жертвовать машиной. Производители делают каркас кузова жёстким, а остальные зоны сминаемыми специально, чтобы гасить скорость при столкновении - это важнейший и сложнейший элемент пассивной безопасности.
Поэтому на фотографиях в сводках аварий часто видно, что перед кузова раскурочен, или багажник стал короче на полметра - а салон уцелел.
Но одного складывания кузова гармошкой для выживания людей внутри авто недостаточно
Большую угрозу при лобовом столкновении представляет собой двигатель. Чтобы он не влетел в салон при аварии, его опоры делают так, чтобы он уходил вниз или вообще выпадал из машины. При этом стойки, передняя панель и педальный узел остаются на месте, чтобы оставить пространство для людей.
Рулевая колонка при столкновении поглощает частично энергию удара и складывается, кронштейн педального узла ломается, чтобы водитель не получил увечий рук и ног.
В случае удара сзади самая распространённая травма, которая угрожает жизни - повреждения шейного отдела позвоночника. Для защиты шеи в автомобиле придуманы подголовники и даже активные подголовники, которые срабатывают в момент удара, предотвращая смещение головы. Подголовники - тоже элемент пассивной безопасности автомобиля.
Автомобильные стёкла, даже разбившись, не должны ранить людей. Поэтому триплексное лобовое стекло остаётся на удерживающей плёнке, а боковые закалённые стёкла высыпаются осколками с неострыми гранями.
Подушка безопасности работает как нужно только в паре с ремнём: если сидящий не будет пристёгнут, вылетевший на скорости 270-300 км/ч аирбег травмирует водителя вместо того, чтобы эффективно замедлить тело.
Сейчас производители выпускают целую палитру подушек безопасности - от классической внутри рулевого колеса до центральной, которая предотвращает столкновение рядом сидящих людей при перевороте машины или боковом ударе. Подушки встраивают прямо в ремни безопасности, на их основе выпускают разнообразные шторки, которые защитят головы пассажиров сзади при столкновении. Надуваются подушки азотом.
Внутреннее давление и степень раскрытия адаптивных подушек безопасности регулируется. Такие аирбеги могут быть открыты до 10 секунд, чтобы защитить водителя и пассажиров от травм при перевороте или повторном столкновении.
- Современные подушки безопасности срабатывают по команде датчика удара и полностью надуваются за 20-50 миллисекунд, это примерно в 2-4 раза быстрее, чем моргает человек.
Ремни безопасности призваны вовремя «словить» человека, который начинает движение по инерции от удара, и плавно погасить его скорость.
- Трёхточечная конструкция ремня за счёт достаточной площади взаимодействия с телом безопасно гасит удар и удерживает человека в салоне.
- В автоспорте применяются 5- и 6-точечные ремни, которые держат пилота в кресле накрепко.
Ремень плотно прижимает седока любой комплекции к креслу и не сковывает его движений, а если срабатывает датчик удара или электроника, фиксирующая критическое ускорение (занос, экстренное торможение) - преднатяжители ремня срабатывают и вжимают водителя и пассажира в кресло.
Ремень безопасности - простое, но действенное средство при аварии, которое снижает риск летального исхода при ДТП на 45-60%. Для сравнения - подушка безопасности лишь на 12%.
- Кроме того, у оставшихся внутри автомобиля при аварии шансов выжить больше, тем у тех, кто вылетает через стекло. В трёх из четырёх случаях вылететь из автомобиля при ДТП - значит погибнуть.
Тому, как ремень безопасности спасает жизни, посвящён проект транспортного агентства Новой Зеландии. На фото водители, чудом выжившие в авариях, примерили грим по мотивам реальных ситуаций и рассказали свои истории.
Итого
Система пассивной безопасности в автомобиле закладывается ещё на этапе его конструирования. Это и материалы кузова, и программируемые сминаемые зоны деформации, которые гасят силу удара, и множество конструктивных решений - от уходящего вниз двигателя до срабатывающих по датчикам аирбегов и преднатяжителей ремней.
Но несмотря на то, что система пассивной безопасности в автомобилях всех классов постоянно совершенствуется, а краш-тесты всё больше приближаются к реальным условиям, у современных машин практически не осталось резервного запаса, чтобы повысить показатели выживаемости. 80 км/ч - предельная скорость, при которой системы пассивной безопасности ещё дают шанс выжить в ДТП.
Помните об этом, когда захочется «притопить» по трассе.
Качественные запчасти для вашего автомобиля предлагает наша разборка
Метки: Безопасность, ДТП, Система безопасности
