Автомобили

Система защиты автомобиля при съезде с дороги

Половина ДТП, связанных со съездом автомобиля с дороги, приводит к тяжелым последствиям для водителя и пассажиров. Так, в США в результате съезда с дороги происходит половина всех ДТП с летальным исходом, в Швеции — треть. Как показывает статистика, причинами съезда с дороги являются потеря внимания, усталость водителя, а также плохие погодные условия.

Подобные сценарии ДТП не рассматриваются ни одной рейтинговой организацией (такой, как EuroNCAP), и в мире не существует законодательно утвержденного регламента или программы испытаний для оценки возможностей автомобиля обеспечить защиту людей на случай съезда с дороги.

Причиной тяжелых повреждений является то, что при съезде с дороги внутри машины возникают волны сложной направленности и люди разлетаются в разных направлениях, ударяясь о части салона и друг о друга. Чтобы предотвратить это, нужно обеспечить надежные системы фиксации пассажиров в сиденьях.

В рамках стратегии, направленной на создание к 2020 г. абсолютно безопасного автомобиля, компания Volvo Cars серьезно занимается этой проблемой. На серийных автомобилях уже внедрены системы активной безопасности, помогающие предотвратить съезд с дороги, среди которых система помощи движению по полосе (Lane Departure Warning System), система контроля усталости водителя (Driver Alert Control).

На автомобиле Volvo XС90 впервые предложена система пассивной безопасности, позволяющая снизить последствия съезда автомобиля с дороги для человека. Система защиты при съезде с дороги (Run Off Road Protection, RORP) в зависимости от ситуации предполагает последовательные действия:

  • распознавание съезда с дороги;
  • натяжение ремней безопасности;
  • срабатывание элементов защиты позвоночника;
  • активацию подушек безопасности;
  • отсоединение педали тормоза.

Распознавание съезда автомобиля с дороги осуществляется с помощью специальных датчиков, о которых компания-производитель пока не распространяется.

Если факт съезда с дороги установлен, система активирует электроприводы натяжителей ремней безопасности, которые перемещают ремень с большой скоростью (100 мм за 0,1 с). Натяжение ремня безопасности обеспечивает максимальное прижатие тела к сиденью, что снижает воздействие от удара. Электронатяжитель ремня безопасности работает до полной остановки автомобиля.

Непреднамеренный съезд с дороги, как правило, сопровождается прыжком с жестким приземлением автомобиля (рис. 1). Возникающие при этом вертикальные силы приводят к повреждению позвоночника человека, поэтому для его защиты в конструкции сиденья автомобиля между подушкой и рамой сиденья установлены специальные демпфирующие элементы, сглаживающие вертикальные удары.

Схема непреднамеренного съезда с дороги

Рис. 1. Схема непреднамеренного съезда с дороги

При столкновении автомобиля с препятствием (складками местности, деревьями, малыми искусственными сооружениями) происходит срабатывание подушек безопасности. На заключительной стадии съезда автомобиля с дороги отсоединяется педаль тормоза, что не позволяет воспользоваться тормозной системой, и таким образом предотвращает опрокидывание.

За прошедшие годы изменился характер повреждений, получаемых в результате столкновений. Совершенствование конструкции автомобиля и внедрение новых систем значительно повысили уровень безопасности ТС. Например, по сравнению с моделями 1970-х гг. новые автомобили Volvo сократили риски серьезных повреждений или летальных исходов более чем на две трети. Однако частота травм грудной клетки и поясничного отдела позвоночника не сократилась в той же пропорции. Именно такое травмирование происходит в процессе съезда с дороги ТС, когда сидящие в салоне люди перемещаются непредсказуемо.

Одним из важных факторов, способных предупредить воздействие вредных нагрузок на позвоночник, является правильная посадка пассажира. В ряде случаев нанесению повреждений способствует перемещение тела. Дробление позвонков и компрессионные переломы в результате вертикального удара и согнутого позвоночника — это наиболее часто встречающийся вид повреждений в результате съезда ТС с дороги.

Усиление натяжения ремней безопасности и снижение энергии удара является важным фактором снижения тяжести повреждений. Например, в новом легковом автомобиле Volvo XC90 внедрены два наиболее важных решения:

  • система обучена распознать факт съезда с дороги — она дает команду электроприводам натянуть ремни безопасности, чтобы максимально прижать тело к сиденью и привести посадку в вертикальное положение, при этом ремни остаются натянутыми, пока автомобиль продолжает движение;
  • для предотвращения или уменьшения тяжести повреждений позвоночника между подушками сидений и их рамами установлены деформируемые элементы, которые сглаживают вертикальный удар — результат жесткого приземления автомобиля, что позволяет на треть сократить воздействие вертикальных нагрузок на человека.

Учитывая данные, получаемые в результате изучения ДТП в реальной жизни, в Volvo были разработаны три метода краш-тестов: «канава», «вылет с дороги» и «приземление на неровную дорогу».

По сценарию краш-теста «вылет с дороги» автомобиль съезжает с дороги на скорости 80 км/ч. После свободного полета автомобиль приземляется на обочину, которая на 80 см ниже дороги. В результате удара колесами вертикальные нагрузки на сидящих в салоне людей сравнимы с ударом, который пилот боевого самолета испытывает в процессе катапультирования.

«Канава» моделирует удар автомобиля, попавшего в канаву той же глубины и дополнительно ударившегося о ее край, что также приводит к возникновению высоких вертикальных нагрузок.

Краш-тест «приземление на неровную дорогу» воспроизводит ситуацию, когда автомобиль после съезда с обычной дороги оказывается на ухабистой, что приводит к воздействию как боковых, так и вертикальных и продольных нагрузок.

В Volvo был разработан гибкий в использовании многоцелевой стенд, позволяющий оценить положение и удержание человека в сиденье. Сиденье и удерживающие системы безопасности закреплены на промышленном роботе с многоосевой структурой. Робот может быть запрограммирован для моделирования перемещения манекена в ходе каждого из трех методов краш-тестов или любого иного варианта испытаний, связанных со съездом автомобиля с дороги.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *