Кузов — это сложнейший и, пожалуй, самый недооцененный механизм автомобиля, который может по‑настоящему сработать только один раз в жизни. Процесс его создания напоминает хитроумное программирование металлических конструкций, которые в случае аварии сминаются по строго определенному сценарию.

Высокоскоростные камеры, установленные в лаборатории краш-тестов Volvo, снимают до 200 000 кадров в секунду. В 2008 году дополнительные камеры появились под прозрачным полом зоны столкновения. С их помощью инженеры могут наблюдать, что происходит с днищем автомобиля во время аварии.
Разрушение по сценарию Силовая структура кузова SPOC сконструирована таким образом, чтобы энергия фронтального удара преобразовывалась во вращательный момент и направлялась в стороны. В системе последнего поколения форма передней части салона поддерживается поперечной балкой, которая работает на разрыв, а не на сжатие.
Лаборатория краш-тестов Volvo, будучи недвижимым имуществом, тем не менее имеет подвижные части. Один из разгонных коридоров здания сделан поворотным. Это позволяет специалистам компании сталкивать автомобили друг с другом под самыми разными углами. Автомобиль можно разгонять по поворотному рукаву и в другую сторону. В зависимости от угла поворота машину впереди будут ждать скалы, лес, грунтовая дорога, канава и прочие природные препятствия для симуляции съезда с дороги.
Обратите внимание на поперечную балку под передней панелью салона: она работает на разрыв и сохраняет форму пространства для ног при столкновениях. Похожая балка встроена в сиденье, в районе соединения подушки и спинки.
Радуга прочности В силовой структуре кузова используется сталь пяти различных степеней прочности. Самая мягкая — серая «штамповка». Синий, желтый, оранжевый и красный цвета — высокопрочные стали в порядке возрастания жесткости.
Силовая структура кузова SPOC сконструирована таким образом, чтобы энергия фронтального удара преобразовывалась во вращательный момент и направлялась в стороны. В системе последнего поколения форма передней части салона поддерживается поперечной балкой, которая работает на разрыв, а не на сжатие.
Активно-пассивная безопасность Грань между активной и пассивной безопасностью сегодня далеко не так очевидна, как раньше. Система автоматического торможения City Safety способна полностью предотвратить столкновение при скорости сближения до 15 км/ч. Однако даже если скорость больше, система предпримет экстренное торможение, чтобы свести к минимуму последствия аварии.

Компания Volvo пригласила нас в Гетеборг, чтобы мы могли посмотреть своими глазами на то, как работает кузов. Мы, журналисты, расположились в удобных зрительских креслах лаборатории безопасности. Краш-тест — это зрелищный театр разрушения, спектакль в котором длится всего 30 секунд. Из них почти 20 занимает прелюдия обратного отсчета. Немая сцена прерывается стрекотом катапульты, вспыхивают ослепительно яркие прожектора (высокоскоростная видеосъемка любит свет). Действие развивается за считаные мгновения, грохочущая кульминация разрешается в грустный эпилог: в мертвой тишине останки автомобиля степенно откатываются в сторону телекамер.

Непрофессионалу это стремительное шоу скажет мало. К счастью, с нами был режиссер спектакля, главный специалист Volvo по пассивной безопасности Томас Броберг, который готов бесконечно говорить о своем инженерном искусстве.

Вести с полей

Непосвященному зрителю может показаться, что на работе Томас только и делает, что бьет машины об стену и смотрит, что получится. На самом деле высший пилотаж — свести количество реально разбитых машин к минимуму.

Работа специалистов по пассивной безопасности начинается со сбора статистических данных. Инженеры Volvo стараются выезжать на все ДТП с участием автомобилей марки вместе с полицией. Разумеется, речь идет об окрестностях Гетеборга. Получать оперативную информацию об инцидентах им помогает Volvo On Call — встроенная в автомобили система связи, которая автоматически (без участия водителя или пассажиров) сообщает об аварии в компетентные службы, ориентируясь на срабатывание подушек безопасности или преднатяжителей ремней. Для сбора оперативной информации инженерам важно как можно скорее прибыть на место происшествия: инциденты лучше всего расследуются по горячим следам.

Сбор данных «в полях» позволяет увидеть работу систем безопасности в самых разных ситуациях, а не только в строго регламентированных условиях краш-теста. Разные аварии требуют разных конструктивных мер. Далеко не все виды столкновений тестируются в рамках программы Euro NCAP, на оценки которой привыкли ориентироваться потребители. Делать больше, чем предписано комиссарами, — выбор и ответственность каждого производителя.

К примеру, в автомобилях Volvo применяется система защиты от плетевых травм шеи при ударе сзади. В случае столкновения спинка сиденья откидывается назад, компенсируя направленное вперед ускорение кузова, а подголовник поддерживает голову водителя, чтобы амплитуда движений в позвоночнике была минимальной. Тест на удар сзади появился в программе Euro NCAP лишь в 2009 году.

А вот столкновение с крупным животным не тестируется ни в одной из официальных программ. А между тем в окрестностях Гетеборга лоси то и дело выходят на дорогу в темноте. Туша весом более полтонны при встрече с машиной летит прямиком в салон. Уберечь водителя и пассажира в этом случае могут лишь специально усиленные стойки крыши, мощная кромка крыши и прочное стекло.

Боковое столкновение — одно из самых сложных, так как точка контакта в нем располагается в считаных сантиметрах от тела водителя или пассажира. Правда, в этом случае сминаемые зоны не так важны. Скорость движения самого автомобиля в боковом направлении, как правило, равна нулю или около того. То есть рассеивать приходится лишь энергию «атакующего» автомобиля, причем удар во многих случаях приходится по касательной.

От боковых столкновений человека могут защитить усилительные балки в дверях из высокопрочной стали. Критически важна прочность петель и замков, которые должны передать энергию удара с усилителя на основную силовую структуру кузова. Самые прочные поперечные усилители располагаются, как это ни неожиданно, под подушкой сиденья. Именно они будут отвоевывать жизненное пространство для человека, если кузов вокруг будет сминаться.

Весьма экзотический элемент пассивной безопасности был впервые применен на Volvo XC90. Это поперечная балка, соединенная с лонжеронами и спрятанная за передним бампером на минимальной высоте от земли. Она предназначена для активации силовой структуры встречного легкового автомобиля, которому не посчастливится столкнуться с большим кроссовером. Без специальной балки низкая легковушка подъехала бы под внедорожник, получив неконтролируемые повреждения.

В салоне все SPOCойно

В 2012 году Американский институт страхования и дорожной безопасности IIHS застал многих автопроизводителей врасплох, представив новую методику проведения краш-тестов. Если ранее, как и в Euro NCAP, фронтальный тест проводился с 40%-ным перекрытием о сминаемый барьер, то по новой методике стена стала жесткой, а перекрытие уменьшилось до 25%. Скорость сохранилась на уровне 64 км/ч, но ужесточение барьера фактически означает увеличение нагрузки.

Тест стал неприятным сюрпризом для многих марок, в том числе большинства люксовых. Дело в том, что удар в самый край автомобиля приходится мимо силового лонжерона, который приводит в действие сложную цепочку сминаемых конструкций. Вместо этого энергия столкновения падает на жесткое и подвижное колесо, которое без труда проталкивается в салон, съедая драгоценное жизненное пространство. Когда тест проводился впервые, с ним справились лишь две модели из люксового сегмента — Volvo S60 и Acura TL. В последующих тестах с задачей легко справились все модели Volvo.

Причина проста — над подобной методикой краш-тестов шведы работали с 1982 года, изучая столкновения с малым перекрытием как с барьером, так и со вторым автомобилем. Ведь по статистике в реальных авариях четверть летальных исходов приходится именно на такие случаи: водители всегда пытаются уйти от столкновения, но не всегда успевают. Начиная с первого поколения модели 850 применяется и совершенствуется система SPOC, специально предназначенная для защиты людей в таких ситуациях.

Идея SPOC состоит в следующем: продольные лонжероны располагаются под таким углом, чтобы при ударе в них создавался вращающий момент, направляющий энергию удара в стороны, а не в салон. В стороны направляют инерцию и силовые балки салона, расположенные в порогах. Усилие сосредоточивается на поперечной балке, спрятанной под передней панелью салона. Балка работает на разрыв — это наиболее надежный и хорошо контролируемый вид нагрузки.

При столкновениях с малым перекрытием вращение кузова автомобиля становится дополнительным травмирующим фактором. Для таких аварий необходима особая программа управления подушками безопасности и преднатяжителями ремней, ориентирующаяся на датчики угловой скорости. Также важную роль играют подушки безопасности для коленей, мягкое покрытие педального тоннеля и легко ломающиеся педали, не способные зажать ноги водителя.

Именно такой краш-тест продемонстрировали нам в Гетеборге под руководством Томаса Броберга. Огни погасли, техники деловито засыпали песком лужу масла, подмели осколки и позвали нас ознакомиться с останками автомобиля. Хетчбэк Volvo V40 представлял собой довольно грустное зрелище. Зато манекен на водительском сиденье выглядел на миллион долларов — ему осталось вполне достаточно места и в плечах, и в ногах.

Статья «Металл гибнет за людей» опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2014).