Перевод краш-тестов BMW E34 - Fiat Croma - Honda Legend - Mercedes W124 - Nissan Maxima - Opel Omega A - Renault 25 - Volvo 740 от французского автомобильного журнального издания L'Automobile Magazine, № 533, Ноябрь, 1990.
УДАР НА 55 КМ/Ч
СЕКУНДА, КОГДА ВСЕ ПЕРЕВЕРНУЛОСЬ
Автомобиль, движущийся со скоростью 55 км/ч, который должен будет всей своей передней левой частью врезаться в стотонный бетонный блок. Внутри два пристегнутых манекена играют роль подопытных благодаря сложному электронному оборудованию. Как бы выжили люди в тех же условиях?
Пристегивая ремень безопасности, водитель вносит свой вклад, как для себя, так и с точки зрения закона, в пассивную безопасность. Тем не менее, нет никаких оснований спокойно расслабляться на своем сиденье. Обеспечивает ли ремень в случае необходимости желаемую безопасность? Это в основном зависит от конструкции и концепции структуры автомобиля. Конечно, принцип прочного и безопасного салона, включающего деформируемые зоны, обеспечивающие снижение энергии, известен десятилетиями, но на практике существуют большие различия, поскольку безопасность не дается даром.
Таким образом можно незаметно сэкономить немало денег, тем более что в Европе не существует комплексного и единого регулирования в области безопасности. Американский стандарт безопасности FMVSS 208, который требует лобового столкновения со всем фронтом препятствия на скорости 30 миль/ч (48,3 км/ч), не считается специалистами очень надежным стандартом, учитывая, что такой тип аварий происходит на практике довольно редко. Гораздо чаще происходит лобовое столкновение с частичным перекрытием, что влечет гораздо более серьезные последствия, поскольку при такого рода столкновениях, называемых смещенными, используется только часть доступной деформируемой зоны. Кроме того, односторонний удар серьезно повреждает структуру кузова. Англо-американские исследования в области аварийности называют эту форму столкновения worst case (наихудший случай).
Auto Motor und Sport и L’Automobile Magazine выбрали этот приближенный к реальности worst case, с перекрытием 50%, чтобы в любом случае убедиться во влиянии, которое оказывает жесткий двигатель на деформацию кузова. И чтобы максимально приблизиться к истине, обычная скорость столкновения таким образом превышает 20%. Следовательно, это настоящий тест на прочность.
Бетонный блок массой более ста тонн останавливает автомобиль, который должен быть принесен в жертву столкновению. Часть, предназначенная для приема удара, расположенная по диагонали под углом 15 градусов, имеет две вертикальные балки для имитации реального зацепления. И, в отличие от обычных промышленных установок, выбранные автомобили могут свободно двигаться в направлении препятствия за счет собственного двигателя и без помощи направляющего рельса. Встроенный в стартовую дорожку длиной 200 м радиоуправляемый кабель в сочетании с антенной, регистратором и электрическим рулевым приводом гарантируют, что автомобиль будет придерживаться точной траектории. Другой компьютер, получающий импульсы от генератора скорости, гарантирует поддержание точной скорости.
Очень малые отклонения от норм, которые находятся ниже обычных промышленных стандартов, доказывают очень высокую надежность этой впервые использованной системы. Манекены относятся к типу Hybrid II. Замедление измеряется в g (ускорение свободного падения 9,81 м/с²). На основе этих значений можно рассчитать критерии травматизма, например, значение HIC (Head Injury Criterion или критерий травмы головы). Цифра 1000 соответствует критическому значению HIC. Европейские эксперты, которые считают это значение слишком низким, ориентируются на число 1500. Выше 1500 в любом случае следует ожидать черепно-мозговых травм, которые могут быть смертельными. При оценке типа HIC необходимо учитывать, что во время испытаний на столкновение значения HIC должны регистрироваться в одинаковых условиях и со значительной зоной разброса. Это связано с тем, что старты не обязательно идентичны. Биомеханическая интерпретация и оценка риска травм были возложены на Институт судебной медицины и лабораторию исследований аварийности Цюрихского университета.
BMW E34 520i
Доказано, что этот BMW является автомобилем с очень высокой активной безопасностью на дороге. Качества этого модели в области пассивной безопасности также удивляют, что и доказывают тесты. Во время удара кузов сначала демонстрирует сильно упругую деформацию. Рулевая колонка и передняя панель смещаются внутрь, в то время как рулевое колесо одновременно притягивается вниз. Остаточные деформации в области салона незначительны. Легкий изгиб крыши и стойки, которая находится в слегка вертикальном положении, представляют собой видимый невооруженным глазом результат очень серьезной нагрузки. Жизненное пространство, предназначенное для пассажиров, сохраняет почти весь свой объем. Под действием силы удара все двери — это же относится и к другим участвующим в сравнении автомобилям — остались закрытыми. Их удалось открыть без применения значительных усилий. Вытекла охлаждающая жидкость и масло. Рулевое колесо было смещено вниз. По этой причине голова водителя ударяется о мягкий обод рулевого колеса, но при этом он не подвергается чрезмерно большому замедлению. Также ноги и таз возможных пассажиров не были бы серьезно травмированы. Нагрузка на уровне грудной клетки не сигнализирует о значительных рисках. Однако следует сделать одно ограничение: именно у BMW сила натяжения ремня является самой высокой, что, с одной стороны, говорит в пользу эффективности удерживающей системы, но, с другой стороны, может привести к переломам ребер у людей определенного возраста. Как было уточнено, замеры проводились с помощью манекена Hybrid II. В своих испытательных лабораториях большинство производителей теперь используют модель, оснащенную еще большей электроникой, — Hybrid III. С помощью этого типа подопытного можно измерить риск соскальзывания под ремень (подныривание) и угловые ускорения головы. BMW 520i, как мы увидим далее, является единственной моделью, наряду с Renault 25, которая удовлетворяет всем классическим и регламентированным критериям травматизма. В целом, и несмотря на самые высокие усилия удержания ремня, BMW 520i является автомобилем, который демонстрирует самый сбалансированный результат из всех моделей, подвергшихся такому же типу смещенного столкновения.
Fiat Croma
Под воздействием удара передняя часть Fiat Croma деформируется настолько сильно, что боковая стойка, разрушаясь, отрывается от порога и опоры передней панели. Крыша, дверь и пол демонстрируют значительные деформации. Рулевое колесо смещается одновременно примерно на 30 см внутрь и вверх. Ненадежный салон оставляет мало жизненного пространства. Водитель там заблокирован. Из-за уменьшения пространства в области ног и очень сильного смещения педали ноги сдавливаются вверх. Со стороны водителя дверь заклинило. Пожарным требуется около 20 минут, чтобы открыть ее с помощью гидравлических ножниц, прежде чем извлечь манекен. Риск травматизма, зафиксированный измерительными приборами, относительно высок. Показатели HIC и результирующее значение для головы водителя и пассажира находятся в критической зоне. Еще один негативный эффект: голова водителя в момент удара сильно смещается вправо. Внутренние травмы настоящего водителя были бы значительными из-за удара о рулевое колесо. Также в области ног и стоп следовало бы ожидать высокого риска. В целом, сумма возможных травм, которые получил бы водитель Fiat в этой аварии, оставила бы ему мало шансов на выживание. Пассажир также получил бы очень серьезные повреждения. Очень сложное спасение находящихся внутри людей еще более усугубляет ситуацию.
Из всех автомобилей Croma регистрирует самый высокий уровень травм головы для пассажира. Однако очень важно подчеркнуть, и это относится ко всем протестированным автомобилям, что при краш-тестах, проведенных в идентичных условиях, наблюдаются колебания, достигающие 50%. Следует также отметить, что Croma впервые подверглась смещенному краш-тесту на скорости 55 км/ч, поскольку работа итальянских инженеров была сосредоточена прежде всего на ударах под углом 30% и на столкновениях двух движущихся автомобилей на скорости 48 км/ч. Наконец, отметим, что центр испытаний безопасности группы Fiat в Орбассано недалеко от Турина — это тот самый центр, который получил лучший результат в законодательном краш-тесте на скорости 48 км/ч (фронтальный и под углом 30°) с Ferrari F40 и который проводит испытания на прочность болидов Формулы-1.
Honda Legend
Honda Legend, ставшая в Соединенных Штатах настоящим пилотным автомобилем под маркой Acura, является первым седаном, благодаря которой японцы успешно начали завоевание премиального сегмента. Но не из-за внутренней безопасности ее следует покупать: Legend, хотя и должна соответствовать действующим американским нормам, не является в этой области по-настоящему образцовой. Согласно философии Honda, двигатель должен занимать как можно меньше места в пользу внутреннего пространства. Тогда остается мало места для создания полноценных деформируемых зон. Следовательно, Legend гасит значительную часть энергии за счет самого салона. Передняя стойка, дверь и крыша сгибаются. Сварные швы расходятся; опора передней панели частично ломается; порог отрывается от нижней части кузова. Именно у Honda деформация пространства, отведенного для ног, является самой большой: ноги манекена были зажаты. Дверь водителя можно открыть только с помощью гидравлических ножниц. Стеклянный люк на крыше, соответствующий серийному исполнению, разбился. Голова водителя сильно ударяется о рулевое колесо; вызванное этим ускорение, равное 119 g, является самым высоким среди всех сравниваемых автомобилей. Так как голова водителя повернулась примерно на 80 градусов, следует ожидать смертельных травм. В области ног и таза, из-за выраженной деформации кузова, водитель находится в сильной опасности. Ограниченные возможности спасения уменьшают шансы на выживание в аварии, которой была подвергнута Legend, хотя это не имеет репрезентативного значения. Honda доказывает, что американский стандарт безопасности не позволяет выдавать сертификат качества в области внутренней безопасности. Серьезные аварии требуют стабильной структуры кузова, которой Honda не обладает. В Соединенных Штатах, где манекен обязателен для омологации, необходимо пройти нормы с пассивной удерживающей системой, то есть ремнем, который автоматически подводится к руке водителя без реального действия с его стороны. Затем нужно соответствовать трем ударам: одному фронтальному под углом 90° и двум угловым под 30° — одному влево и другому вправо. Ни в одном случае рулевое колесо не должно проникать в салон более чем на 12,7 см.
Mercedes W124
Разветвленные лонжероны должны однородно распределять силу, действующую на одну сторону. Как доказывает тест, это работает очень хорошо. Mercedes гасит практически всю энергию в передней части. Салон, как и двери, в целом не деформирован. Рулевое колесо и передняя панель смещаются внутрь ненамного. Педали, благодаря специальной кинематике, имеют наименьшее смещение среди всех конкурентов. Двери удалось открыть без специальной помощи. Тем не менее, для открытия двери водителя потребовалось приложить значительное усилие. Побочный эффект столкновения: короткое замыкание привело к срабатыванию звукового сигнала и стартера. Опасность возгорания была близка. Относительно жесткая структура кузова Mercedes влечет за собой высокие нагрузки замедления для находящихся внутри, которые, однако, не достигают критического порога. Зато силы натяжения ремня, который срабатывает довольно рано с помощью преднатяжителя, довольно значительны, как и у BMW. Голова водителя также касается рулевого колеса в области лба. Столкновение вызывает вращение туловища, и голова ударяется о край деформируемой вогнутой пластины рулевого колеса. Результирующий пик ускорения не является критическим, и значение HIC (1238) все еще находится в разумных пределах. Грудь, таз и ноги очень хорошо защищены в Mercedes; для обеспечения полной защиты не хватает только Airbag.
С 1976 года Mercedes является практически единственным производителем, который проводит смещенные краш-тесты с перекрытием 50%. Если результаты, полученные по жесткости кузова, хорошие, как и для BMW, то, несомненно, при текущем уровне исследований нагрузка замедления, испытываемая пассажирами, выше, чем на более деформируемых моделях. Начиная с 7000 Ньютонов (700 кг) силы в области ремней безопасности, переломы ребер неизбежны, а ближе к зоне 9000 появляется феномен грудного клапана, то есть перелом грудины. Это означает, что предстоит найти идеальный компромисс между жесткостью кузова автомобиля и внутренними системами удержания пассажиров.
Nissan Maxima
Японские автомобили в целом не покупают из-за превосходства их пассивной безопасности. На первый план выходят другие качества, такие как оснащение или хорошее соотношение цены и качества. Однако японцы также принимают во внимание внутреннюю безопасность. Они продают огромное количество автомобилей в Соединенных Штатах, где они должны соответствовать предписанным нормам в области столкновений. Кроме того, по крайней мере Nissan утверждает это в своей рекламе, столкновения типа смещенного удара также практикуются в Японии с перекрытием 50%. Что касается Nissan Maxima, эта реклама принесла свои плоды. За исключением сильно согнутой стойки и двери, заметно выгнутой наружу, салон протестированного автомобиля не имеет серьезных деформаций. Рулевое колесо сместилось на 17 см внутрь и одновременно было явно прижато вниз. Моторное масло, трансмиссионное масло и охлаждающая жидкость разлились, аккумулятор вышел из строя. Обе передние двери Nissan можно было открыть без труда, приложив некоторое усилие со стороны водителя. Риск травмы головы остается относительно низким с показателем HIC ниже 1000 и результирующим замедлением 82 g. Рулевое колесо, сместившись вниз, в основном задело грудную клетку и могло вызвать внутренние травмы, которые трудно идентифицировать. Значительные силы в области бедра и замедление, измеренное в области ног, самое высокое среди всех конкурирующих автомобилей, привели бы к значительным травмам. Сильно смещенные педали увеличивают риск травмирования конечностей стоп. Как и большинство конкурентов, участвовавших в этом краш-тесте, Nissan разбивает около шестисот автомобилей в год. Очевидно, что через свою Maxima "японский номер два" находится на правильном пути, поскольку она является единственной, наряду с BMW, Mercedes и Volvo, которая никогда не входит в красную зону по одному из трех принятых жизненно важных критериев. Это позволяет ей занять четвертую позицию. Есть основания полагать, что эти результаты могут быть перенесены на другие модели в линейке, поскольку меньшие модели выделяют меньшие энергии.
Opel Omega A
Opel Omega, со своим продольно расположенным четырехцилиндровым двигателем, кажется приспособленной к хорошему сопротивлению столкновению, поскольку спереди остается достаточно места для деформируемых зон. Как показывает испытание, они не были использованы в достаточной мере. Устойчивость салона также оставляет желать лучшего. Крыша, передняя стойка, и, прежде всего, рамка двери сгибаются, сварные швы расходятся. Рулевая колонка и передняя панель проникают внутрь примерно на 15 сантиметров, что позволяет измерить только остаточную деформацию. Видеозапись скорости показывает, что рулевое колесо проникает еще дальше, но затем отталкивается головой манекена. Уменьшение салона в области ног еще более сильное: педаль приближается к водителю более чем на 30 сантиметров. Аккумулятор, трансмиссия и система охлаждения были повреждены во время столкновения; жидкость разлилась. Обе передние двери могут быть открыты без использования вспомогательного оборудования, тем не менее, для открытия двери водителя требуется определенное усилие. В любом случае, можно задаться вопросом, действительно ли быстрое и беспроблемное спасение в этом случае избавило бы водителя от опасности, поскольку оценка по данным манекена дала для него значение HIC почти 1700, самое высокое в этой серии. Кроме того, результирующее замедление в области головы является высоким. Сумма этих двух значений оставила бы водителю Omega лишь небольшие шансы на выживание. Видеозапись показывает, что водитель сильно ударяется лицом о центр рулевого колеса и его обод нижней челюстью. Сам пассажир ударяется головой о переднюю панель. Риск травмы головы в Omega настолько высок, что тот факт, что внутренние органы и грудная клетка менее подвержены угрозе, не является утешением. Как и Fiat, Opel в основном учитывает столкновения между двумя движущимися транспортными средствами, исходя из того, что столкновения со стеной составляют лишь небольшое меньшинство дорожно-транспортных происшествий. Тем не менее, Omega занимает лишь пятую позицию, наравне с Renault 25, если учитывать только три параметра.
Renault 25
Renault 25 входит в число немногих больших переднеприводных автомобилей, которые по-прежнему имеют продольно расположенный двигатель. Тем не менее, в очень вытянутой передней части остается достаточно места для деформируемой зоны. Очевидно, она не была использована оптимальным образом, потому что во время столкновения на скорости 55 км/ч салон значительно деформируется в области передних стоек и крыши. Пол также поднимается со стороны водителя и наносит повреждения сиденью. Вся передняя часть автомобиля сминается вверх, что негативно сказывается на деформации этой части. Передняя панель проникает внутрь не очень глубоко, но частично разрушается и разлетается на куски в нижней части, образуя острые края. Наиболее поразительным является то, что рулевое колесо не смещается по горизонтали, а поднимается очень высоко по вертикали (35 сантиметров). Это единственный из восьми протестированных автомобилей, на котором пришлось ликвидировать очаг возгорания. Для открытия заклинившей двери водителя требуется помощь пожарных. Дверная ручка легко ломается при приложении усилия в 180 Ньютонов (18 кг). Как показывают проведенные измерения, динамические нагрузки, испытываемые манекенами, остались в допустимых пределах. Необычным является то, что пассажир находится в том же положении, что и водитель. Он ударился головой о переднюю панель. Несмотря на средние значения замедления, водитель, однако, получил бы смертельные травмы. Как показывает анализ видеозаписи краш-теста, он ударяется подбородком и шеей о рулевое колесо в момент, когда выпрямляется, с реальными последствиями для позвонков и мягких тканей. В конце концов, голова ударяется о левую сторону передней панели. Риск более серьезных травм грудной клетки, таза и ног кажется незначительным по сравнению с этим. Только по числовым результатам Renault 25 занимает третье место, сразу за BMW Е34 и Mercedes W124. Он лидирует по усилиям, испытываемым на ремне безопасности. Инженеры Renault уточнили нам, что начало возгорания было единичным явлением, которое не проявляется ни в сотнях краш-тестов R25, ни в статистике реальных аварий.
Volvo 740
Своей рекламой, ориентированной на безопасность, скандинавский автопроизводитель создал себе имидж, с которым его конкуренты не могут соперничать на протяжении многих лет. Это подтверждается серьезной работой, что и демонстрирует смещенный удар, которому была подвергнута 740. Volvo, как и Mercedes, обладает наиболее жестким салоном. В целом, он не деформирован и обеспечивает пассажирам жизненное пространство даже в случае серьезной аварии. Смещение рулевой колонки и передней панели незначительно. Только в пространстве, отведенном для ног, появляются значительные деформации. Педали также не остаются на своем первоначальном месте. Система ремней безопасности Volvo, не обеспечивающая оптимальной адаптации, не может считаться удовлетворительной. Тот факт, что дверь со стороны водителя может быть открыта только после открытия задней двери, может, при определенных обстоятельствах, создать трудности при спасении находящихся внутри людей. Это является очевидным конструктивным недостатком. Анализ измерений, полученных от манекена, кроме того, показывает, что Volvo, безусловно, имеет жесткий кузов, но налагает на водителя немалую нагрузку замедления. Голова водителя действительно сильно ударяется о край рулевого колеса, а также о его ступицу, и, как следствие, он подвергается значительному риску травм. Это также доказывается высоким результирующим замедлением для головы (115 g) и рассчитанным значением HIC в 1349. Более совершенная система ремней и лучшее расположение рулевого колеса могли бы уменьшить риск травм головы водителя. Подобные инвестиции были бы, по крайней мере, необходимы, если Volvo хочет по-прежнему претендовать на звание одного из самых безопасных автомобилей в мире. Во всяком случае, 740 недостаточно соответствует этой репутации. Тем не менее, ей действительно совсем немного не хватило, чтобы стать очень хорошей ученицей. Она разработана в стране, где нормы безопасности строже, чем в Европе в целом, но где практикуют прежде всего смещенный краш-тест с перекрытием 30%. Что касается бамперов, иногда более объемных на шведских автомобилях, они защищают только кузов, поскольку их испытания проводятся только на скорости до 8 км/ч.
Ремень обязателен
Краш-тест, которому были подвергнуты эти восемь больших седанов, является лабораторным экстремальным случаем, поскольку он проводился на скорости, значительно превышающей обязательные нормы во всем мире. BMW и Mercedes продемонстрировали очевидное преимущество в жесткости кузовов, но взамен подвергли своих подопытных значительным силам удержания, последствия которых трудно оценить на манекенах, даже самых совершенных. В настоящее время все конструкторские бюро работают над гармонизацией международных регламентов, над оптимизацией удерживающих систем, над авариями типа смещенного столкновения автомобиль об автомобиль и над краш-тестами о бетонную стену с углом атаки 30°. Основной урок этого исключительного краш-теста заключается в том, что использование ремня безопасности абсолютно необходимо. Введение дополнительных элементов безопасности, таких как airbag (Mercedes продает её как опцию, но она есть, например, у американских Alfa 164 и Spider) или Procoten от Audi (убирающаяся рулевая колонка), еще больше уменьшит последствия аварии. Естественно, все это очень дорого стоит. От почти полного отсутствия обязательных требований к пассивной безопасности двадцать лет назад пройден значительный путь. Но дорога еще длинна.