Какие бывают краш-тесты и чем различаются

Краш-тест (crash test) помогает проверить, насколько безопасен автомобиль для водителя, пассажиров и других участников дорожного движения. В этой статье мы разберемся в истории появления краш-тестов, их разновидностях, составе и многом другом.

Содержание

• История краш-тестов

• Какие испытания включены в краш-тесты

  • Фронтальный удар

  • Смещенный удар

  • Боковой удар

  • Удар сзади

  • Наезд на пешехода

• Очистка салона из натуральной кожи

  • NCAP

  • ANCAP

  • Euro NCAP

  • C-NCAP

  • JNCAP

  • KNCAP

  • Global NCAP

  • Asean NCAP

  • Latin NCAP

  • ARCAP

  • IIHS

  • NHTSA

• Манекены в краш-тестах: как их готовят и как считывают повреждения

• Модели современных манекенов

• Как изучать результаты краш-теста

• Заключение

История краш-тестов

Первая авария со смертельным исходом произошла 12 февраля 1898 года. В тот день предприниматель из Брайтона Генри Линфилд ехал из Лондона домой, не справился с управлением, пробил проволочный забор и врезался в дерево. Скорость автомобиля, по оценкам экспертов, составляла 25-27 км/ч. В те времена говорить о безопасности машин еще не было принято. Этот вопрос станет актуальным спустя 30 лет, когда выпуск автомобилей приобретет массовый характер.

Первый краш-тест. Автопроизводители начали задумываться над улучшением безопасности своей продукции в 1930-х годах. В то время в машины устанавливалась передняя панель из металла, рулевая колонка имела жесткую конструкцию, повсюду можно было увидеть выступающие металлические элементы (клавиши, ручки, рычаги, педали). Все эти элементы могли нанести при ДТП серьезные травмы водителю и пассажиру. Первой начала изучать процессы, происходящие с телом человека во время аварии, американская компания General Motors. Она же провела первый официальный краш-тест в 1934 году. Машины разбивали и до этого, но обычно это делали для того, чтобы проверить, насколько крепкие используются материалы. Ни одно из таких испытаний не был официально зафиксировано.

Выводы из первого краш-теста. Вплоть до 1934 года производители были уверены, что конструкция автомобиля должна быть как можно более прочной. Якобы только в этом случае достигается безопасность водителя и пассажиров. Тесты General Motors доказали обратное – жесткая конструкция с высокой прочностью снижает выживаемость в ДТП, потому что ударная сила не гасится, а передается на салон. Исследователи пришли к выводу, что у машины должны быть сминающиеся зоны, которые бы принимали на себя энергию удара, ведь важнее сохранить жизнь человека, чем целостность кузова. Также специалисты заметили, что руль и педали очень часто наносят травмы, поэтому нужно перерабатывать их конструкцию.

Первые исследовательские организации. Уже в скором времени после первого краш-теста появилась независимая компания, которая начала делать их для всех производителей. Ею стала «Национальная ассоциация производителей автомобилей США» (NAMA). Учрежденный ею в 1939 году «Комитет по безопасности автотранспорта» запустил испытания с участием десятков машин разных моделей и марок. Специалисты проводили краш-тесты, в которых экспериментировали со скоростями и углами столкновений, а также изучали их последствия для конструкции транспортных средств и размещенных внутри объектов. Полученные данные легли в основу многих стандартов безопасности в будущем.

Развитие краш-тестов. Главной проблемой в течение всего срока существования краш-тестов является работа с объектами внутри машины. Индустрия прошла долгий путь от совершенно непригодных для таких испытаний вещей до современных манекенов, которые очень точно имитируют тело человека и наполнены множеством датчиков.

Создание организаций и стандартов по всему свету. Сейчас в мире действует множество компаний, которые выполняют краш-тесты: общеевропейская Euro NCAP, немецкая ADAC, североамериканские NHTSA и IIHS и другие. Все они выполняют испытания независимо друг от друга и руководствуются разными требованиями, которые адаптированы под конкретный регион.

Какие испытания включены в краш-тесты

Цель любого краш-теста – проанализировать, как конструкция авто реагирует на различные столкновения и способна ли она защитить находящихся внутри людей. Исследования проводятся на специальных полигонах, оборудованных большим количеством аппаратуры: камеры для высокоскоростной съемки, тележки для автомобилей и для ударов, имитации стен, осветительные приборы, датчики и т. д. Каждое столкновение фиксируется большим количеством устройств, чтобы в дальнейшем исследователи могли сделать вывод о безопасности автомобиля.

Внутри автомобиля размещают специальные манекены (crash test dummy), в тела которых встроены датчики, отслеживающие силу удара, ускорения, и предназначенные для оценки последствий столкновения для организма. «Тела» манекенов сделаны из материалов, имитирующих скелет, кожу, мышцы, внутренние органы человека. Так что у специалистов есть возможность ориентироваться не только на данные техники, но и на визуальные результаты: внешние повреждения, сломанные «конечности» и «суставы». Например, для определения эффективности подушек безопасности на лицевую часть манекена наносят незасыхающую краску, которая оставляет отпечатки в местах контакта.

Во время краш-теста автомобиль разбивают по-разному. Ниже опишем основные типы ударов, которые используются по всему миру.

Фронтальный удар

Лобовое столкновение с полным перекрытием, когда разбита вся передняя часть – самый распространенный и простой тип краш-теста. Автомобиль разгоняется до скорости в 50-64 км/ч, а затем врезается в стену или специальную тележку с плитой, на фронтальной части которой располагается ячеистый материал, частично гасящий удар (имитация ДТП с другим авто).

Эта разновидность краш-теста подвергается критике и не может сама по себе свидетельствовать о безопасности машины. Во время фронтального столкновения силу удара поглощает большое количество элементов конструкции. Из-за этого пройти такой тест довольно легко. В реальных условиях абсолютно лобовых ударов почти не случается, поэтому в дополнение к таким исследованиям начали разбивать машины со смещением или неполным перекрытием.

Смещенный удар

Это разновидность фронтального удара, когда передняя часть автомобиля не полностью сталкивается с препятствием, а лишь частично. Такой краш-тест намного более точно имитирует реальное ДТП, в котором участвуют два автомобиля. Водитель всегда старается избежать столкновения, выкручивает руль, чтобы уйти от него. В этом случае удар с полным перекрытием практически исключен.

В зависимости от региона действия стандартов перекрытие при столкновении будет разным. Например, в Европе обычно используется показатель 40%. Однако в Северной Америке после изучения множества страховых случаев пришли к выводу, что даже такое перекрытие – это слишком много. Поэтому в США площадь соприкосновения при смещенном ударе сокращена до 25%. Как выяснилось, далеко не все машины, ранее получившие высший балл в предыдущих краш-тестах, способны выдержать такой удар.

Боковой удар

Очень опасный тип удара, потому что зона деформации кузова при нем очень маленькая. Деформироваться в этом случае могут только центральная стойка, двери и пороги (в отличие от капота, бампера, крыльев, крашбокса и лонжеронов при фронтальном столкновении). Из-за этой особенности гораздо сложнее защитить людей.

Во время краш-теста в статичный автомобиль врезается специальная тележка с ударной плитой из ячеистого материала, которая разгоняется до 50-60 км/ч. Масса тележки может доходить до 1907 кг и зависит от стандарта, по которому испытывают авто.

Также некоторые программы включают боковое столкновение со «столбом», чтобы понять, как ведет себя автомобиль при ударе о неподвижный узкий объект.

Удар сзади

Этот тест позволяет определить, насколько безопасны кресла. Их помещают на движущуюся платформу, разгоняют до 16-32 км/ч, а затем резко останавливают. Кресла вместе с ремнями безопасности должны удержать человека и защитить его от хлыстовой травмы головы. Она возникает из-за резкого движения вперед и назад, как у кончика хлыста, и приводит к смещению шейных позвонков и возможному летальному исходу.

Наезд на пешехода

Строго говоря, в этом случае не разбивают автомобиль. Наоборот, проверяют, как реагирует электроника на наличие пешехода на проезжей части и какие предусмотрены технологии, чтобы при столкновении человек пострадал как можно меньше.

О программах краш-тестов простыми словами

В мире существует большое количество компаний, которые проводят краш-тесты автомобилей, дают оценку их безопасности и составляют рейтинги. Их стандарты постоянно меняются, адаптируясь к условиям рынка и данным исследований. Например, одним из нововведений 2023 года в IIHS было увеличение массы тележки при боковом столкновении – оно стало ответом на популярность тяжелых кроссоверов, ведь теперь в ДТП попадают более тяжелые автомобили.

NCAP

New Car Assessment Program – программа, разработанная для оценки безопасности авто. Ее особенность в том, что тестируются только новые модели. У каждой страны или региона собственная программа, определить ее можно по приставке перед аббревиатурой NCAP. Например, собственные версии есть в США, Китае, Южной Корее, Японии, Европе, Австралии, Латинской Америке. По итогам испытаний машины могут получить от 1 до 5 звезд безопасности.

ANCAP

Организация, которая с 1993 года тестирует автомобили в Австралии и Новой Зеландии. Стандартная программа краш-тестов включает лобовое столкновение при скорости 64 км/ч, а также удар с перекрытием 40%. Также в ANCAP входят два боковых удара (об тележку и «столб»), удар сзади и проверка на безопасность для пешехода.

Euro NCAP

Общеевропейский комитет работает с 1997 года и пользуется поддержкой общественных организаций по всей Европе. Например, ему помогают немецкие ADAC и DEKRA, австрийская ÖAMTC, швейцарская TCS.

Программа Euro NCAP непрерывно модернизируется и постоянно ужесточается. Например, с 2020 года фронтальный тест проводится не с бетонной стеной, а с двигающейся навстречу тележкой. В связи с этим изменением скорость снизили до 50 км/ч вместо старых 64 км/ч. Также добавился тест с наездом на пешехода задним ходом (ранее тестировалось только движение вперед). Также в программу входят традиционные боковые и задние удары.

По этой программе тестируются не только европейские, но и многие другие машины, поступающие на рынок Старого Света.

C-NCAP

Китайская программа, которая появилась в 2006 году. В 2012 году методики значительно ужесточили и привели их к уровню европейских. В программу входят:

• лобовой удар на скорости 50 км/ч;

• удар с перекрытием 40% на скорости 64 км/ч;

• боковой удар в район центральной стойки на скорости 50 км/ч;

• задний удар на 15,65 км/ч;

• наезд на пешехода при скорости 40 км/ч.

Самую новую программу приняли в 2020 году, она отличается от Euro NCAP только тем, что в последней есть отдельная графа оценки безопасности детей. В C-NCAP она включена во «взрослую» безопасность. Все испытания проводит научный центр автопромышленности CATARC.

JNCAP

Японскую программу создали в 1995 году, всеми испытаниями занимается агентство NASVA. Тесты совпадают со старыми стандартами Euro NCAP, когда фронтальный удар выполнялся об статическое препятствие на скорости 56 км\ч, а не об тележку. По JNCAP проверяют преимущественно японские автомобили.

KNCAP

Южнокорейская программа краш-тестов появилась в 1999 году. Метод оценки корейцы позаимствовали у японской программы JNCAP.

Global NCAP

Программа Global NCAP призвана объединить разрозненные мировые методики и ввести единый стандарт для всех краш-тестов. Появилась она в 2011 году. Штаб-квартира находится в Великобритании. Благодаря Global NCAP могут проводить испытания страны, где нет собственных стандартов. Например, именно по этой программе проверяют автомобили, произведенные в Индии и Африке.

В Global NCAP входит фронтальный удар с перекрытием 40%, боковой удар об тележку и «столб», наезд на пешехода.

Asean NCAP

Созданная в 2011 году программа, которая объединяет государства Юго-Восточной Азии. В нее входят 10 стран, в том числе Таиланд, Вьетнам и Филиппины. В создании ответственной за тестирования организации участвовали Global NCAP и Малазийский институт исследований безопасности.

Критерии оценки и проводимые тесты в Asean NCAP совпадают с Global NCAP.

Latin NCAP

В 2010 году появилась южноамериканская программа краш-тестов. По ней тестируют машины для Латинской Америки и стран Карибского бассейна. Требования к автомобилям в Latin NCAP несколько мягче, чем в Euro NCAP, поскольку для снижения цены на рынок поставляются авто вообще без подушек безопасности и ряда других обязательных в Европе систем безопасности.

В программу входят два фронтальных удара (100% и 40%), боковые удары об движущийся объект и «столб». Другие тесты не проводятся.

ARCAP

Зарегистрированная российским журналом «Авторевю» программа, в которую входит только фронтальный тест с перекрытием 40%. В испытании используются только 2 манекена на передних сиденьях.

Специалисты журнала разбивают автомобили, представленные на российском рынке, и делают упор на машины, произведенные в РФ.

IIHS

Созданная в США программа, которую разработал Страховой институт дорожной безопасности еще в 1995 году. С тех пор организация постоянно ужесточает стандарты с целью сделать автомобили еще более безопасными.

С 2012 года в IIHS входит один из самых суровых и сложных краш-тестов в мире – фронтальный удар с перекрытием 25%. Исследователи рассудили, что большинству водителей удается выкрутить руль достаточно сильно в попытке избежать столкновения, чтобы площадь соприкосновения была намного меньше 40%. После появления такого теста многие машины с идеальной безопасностью потеряли высшую оценку – при ударе с минимальным перекрытием они не обеспечивали защиту водителя и пассажиров. Еще одним важным нововведением IIHS является увеличение массы и скорости тележки при боковом столкновении.

Автомобили, которые заслужили высшие баллы по итогам краш-тестов, получают маркировку Top Safety Pick и Top Safety Pick +.

NHTSA

Вторая программа из США, которая появилась в 1978 году. Представляет собой аналог NCAP для рынка Северной Америки. Все требования разрабатывает Американское управление дорожной безопасности, оно же проводит испытания. Важным отличием от NCAP является то, что в список краш-тестов входят не только фронтальные и боковые удары, но и проверка устойчивости к опрокидыванию.

Манекены в краш-тестах: как их готовят и как считывают повреждения

Опишем стандартную процедуру работы с манекеном. В зависимости от конкретной программы могут быть различия, но в целом процесс тестирования обычно выглядит так.

Проверка перед краш-тестом. Калибровка – обязательный этап. Сначала наладку проходят приборы в голове манекена, затем ее возвращают обратно на тело, раскачивают и резко останавливают. Так исследователи проверяют изгиб шеи. На многих манекенах есть искусственная кожа. Например, на одной из самых популярных моделей – Hybrid III – ее имитирует мягкая замша. Чтобы убедиться в ее правильном натяжении, по коленям муляжа бьют заостренным металлическом зондом. Затем исследователи смотрят на получившийся прокол, чтобы понять его анатомичность. Когда манекен полностью собран, его бьют тяжелым маятником в грудь, чтобы убедиться в правильном сгибе искусственных ребер.

Подготовка манекена к тесту. На голову муляжа крепят калибровочные метки. Они помогают определить положение головы при последующем просмотре видеозаписей краш-теста. Манекен усаживают внутрь автомобиля и наносят краску ему на голову и колени.

Краш-тест. Во время столкновений манекен может сильно повредиться, но все его детали впоследствии можно заменить. Один муляж может пережить множество аварий и служить исследовательскому центру несколько лет.

Сбор показателей. В зависимости от выбранного манекена количество точек для сбора данных может быть разным. В Hybrid III установлено до 58 каналов передачи данных, которые рассредоточены по разным частям его туловища и конечностей. За период, когда происходит типичное столкновение (100-150 миллисекунд), манекен успевает записать от 30 до 35 тыс. единиц данных. Они хранятся на защищенном диске, который расположен в груди. После теста их выгружают на ПК и анализируют.

Модели современных манекенов

Существует два актуальных семейства манекенов, которые используются в большинстве краш-тестов. Их применяют как при фронтальных, так и при боковых столкновениях.

Hybrid III. Модель впервые появилась в 1976 году. Это был мужской манекен ростом 175 см и весом 77 кг. С тех пор семейство Hybrid III значительно выросло: появилась женская версия (152 см, 50 кг), «дети» 3, 6 и 10 лет, «большой брат» (188 см, 100 кг). Именно это семейство используется во всех тестах, проводимых IIHS. Его важным достоинством является очень точная имитация поведения человеческой шеи при ДТП. Однако к Hybrid III предъявляются заслуженные претензии в области тестов с «детьми» в салоне. Манекен ребенка несовершенен из-за отсутствия достаточного количества информации, поэтому исследователи при краш-тестах в первую очередь смотрят на то, как повела себя шея манекена, а остальные данные рассматривают с большими допущениями. Hybrid III оснащены 58 каналами записи информации.

THOR. Эта аббревиатура расшифровывается как Test device for Human Occupant Restraint – испытательное устройство для системы удержания пассажиров. Это продвинутые манекены, которые призваны улучшить получаемые данные с моделей Hybrid III. Самые популярные модели – THOR-50M (мужчина среднего размера) и THOR-5F (маленькая женщина). Впервые эти манекены появились в 2013 году, хотя разработка велась еще с 1990-х. Первыми их начали использовать в программе Euro NCAP. Модели THOR записывают данные с помощью более чем 150 каналов.

SID. Семейство манекенов, которое специально разработали для боковых ударов. Они помогают получить более точные данные о воздействии на ребра, позвоночник, внутренние органы. Семейство SID используется в США, а для Европы разработаны EuroSID.

BioRID. Модель, которая используется при краш-тестах с ударом сзади. Главная задача BioRID дать максимум информации о хлыстовых травмах, возникающих в разных креслах и при фиксации разными удерживающими средствами. С помощью этих манекенов разрабатываются более безопасные кресла и подголовники. В позвоночнике BioRID 24 подвижных позвонка – это больше, чем у Hybrid III и соответствует их количеству у живого человека (у него подвижны 24 из 32-33 позвонков). Благодаря такой особенности BioRID намного лучше имитирует реальное поведение шеи при столкновениях сзади.

CRABI. Муляж ребенка, который предназначен для испытаний детских удерживающих устройств (кресел, ремней безопасности, подушек безопасности). CRABI существует в 3 исполнениях: ребенок в возрасте 18, 12, 6 месяцев.

FGOA. Манекен, имитирующий человека с ожирением. Эту модель разработали, поскольку люди с лишним весом подвергаются большей опасности при ДТП.

Как изучать результаты краш-теста

Исследователи опираются на большой набор данных, когда анализируют краш-тесты. Они получают в свое распоряжение следующее:

• видеозаписи с высокоскоростных камер (выглядят как замедленная съемка);

• визуальные данные повреждений манекенов и отпечатки окрашенных частей;

• данные с десятков датчиков, установленных на манекене.

Все это позволяет в мельчайших подробностях узнать, как повели себя автомобиль и искусственный пассажир во время столкновения.

Найти отчеты о краш-тестах можно на сайтах программ (Euro NCAP, IIHS и т. д.). Обычно на них выкладывают и записи, и тексто-графические отчеты.

Видеоролики. Не обязательно обладать обширными знаниями, чтобы сделать некоторые выводы по видео. Вы можете смотреть на следующее:

• степень деформации кузова;

• срыв двигателя с опор и его перемещение в салон;

• попадание головы на подушку безопасности;

• траектория головы и деформация шеи;

• переворот автомобиля;

• открытие дверей.

Подушка безопасности – яркий показатель. При идеальных условиях голова в нее попадает и «утопает» в ней. Если настройки выставлены неправильно, манекен соскользнет с нее и ударится о твердые части автомобиля.

Отчет. Почти все отчеты предоставляются на английском языке, но даже человек, не владеющий им, может сделать некоторые выводы. Например, при лобовом, боковом и заднем столкновении предоставляется графика, где отмечаются наиболее уязвимые места, на которые придется самая большая нагрузка при столкновении.

Исследователи выставляют оценки по ряду категорий, которые могут различаться в зависимости от программы. Например, в Euro NCAP проводят тесты на манекенах THOR и руководствуются 4 категориями: взрослые люди, дети, уязвимые участники дорожного движения, встроенные ассистенты по безопасности (считывание знаков, обнаружение препятствий и пешеходов). По каждой из них автомобиль получает оценку в процентах.

Заключение

Краш-тесты – способ показать производителям уязвимости в конструкции их автомобилей и мотивировать на исправление проблем. Также это отличный способ продемонстрировать покупателям, какое транспортное средство обеспечит лучшую выживаемость в ДТП. Однако нужно понимать несколько важных фактов о краш-тестах и рейтингах безопасности.

• Несмотря на свою показательность, тесты далеко не всегда близки к реальности. Обычно они проводятся на скорости 50-64 км/ч. Например, в России в городской черте разрешено двигаться на скорости 60 км/ч и существует нештрафуемый порог 20 км/ч, которым пользуются многие участники дорожного движения. За городом разрешенный лимит возрастает до 90 км/ч. На скорости 79 км/ч в городе или 110 км/ч на трассе результаты краш-тестов будут неактуальны.

• После глобального изменения ассортимента на российском рынке доминируют кроссоверы. По данным Autostat, они занимают все места с 3 по 10 в топе продаж за май 2024. Это значит, что при реальном столкновении на автомобиль будет оказываться большая сила, чем во время краш-тестов. Например, масса снаряженной Geely Tugella 1815 кг, а во время тестов тележка весит от 950 до 1400 кг (за редкими исключениями). Выходит, сила удара в реальности будет больше.

• Результаты краш-тестов, проведенных по разным программам, будут различаться из-за методик оценки. Например, Euro NCAP может выставить более низкие баллы автомобилю, получившему высший результат в Latin NCAP.

• Методики краш-тестов постоянно совершенствуются и ужесточаются, чтобы автомобили становились более безопасными. Именно поэтому нужно искать только самые свежие отчеты.

Данные краш-тестов помогут сделать выводы о безопасности конструкции автомобиля. Это важная часть комплексного подхода к покупке.