Долгий поцелуй: Разбить машину, чтобы сохранить человека

Зоны деформации автомобиля, разработанные Белой Барени, привели к преждевременной кончине множества машин, зато спасли сотни тысяч человеческих жизней.
Популярная механика
Популярная механика редакция

Книга «Бела Барени, отец пассивной безопасности», которую лет пять назад прислал мне из Германии ее автор — штатный историк DaimlerChrysler Гарри Ниман, содержит много любопытных историй. Например, из нее я узнал, что настоящим отцом легендарного Volkswagen Beetle был Бела Барени, а вовсе не Фердинанд Порше-старший, как принято считать. Причем его приоритет как автора конструкции был закреплен в ходе судебного процесса, закончившегося осенью 1954 года победой Барени.

Еще в этой книге опубликованы любопытные довоенные фотографии разбитых машин. Несмотря на то, что многие из этих автомобилей испытали на себе фронтальный удар, передняя часть у них оставалась практически нетронутой, зато где-то посередине автомобили были сломаны пополам, словно спички. Но, пожалуй, самая интересная фотография в этой книге датируется 1986 годом. На ней Бела Барени с несвойственным ему угрюмым видом стоит рядом с разбитым автомобилем Mercedes 220 S Ponton. Чем же так недоволен изобретатель? Оказывается, на устроенной в его честь выставке — «Барени и его прототип будущего Volkswagen» — произошла историческая фальсификация.

Для того, чтобы продемонстрировать посетителям действие разработанных Барени энергопоглощающих зон, компания Daimler-Benz (ныне DaimlerChrysler) решила достать из запасников заводского музея первый в мире серийный автомобиль с деформируемыми зонами, разбить его и привезти на выставку. Однако по ошибке разбили не тот Mercedes! Вместо Mercedes 220 SE c кузовом W111 разбили его предшественника — Mercedes 220 S по прозвищу Ponton, у которого никаких деформируемых зон не было!

Мягкие снаружи, жесткие внутри

«Можно ли сделать так, чтобы водитель оставался живым после столкновения на высокой скорости?» — интересовались в послевоенные годы журналисты у директоров автомобильных компаний. Но те лишь качали головами. «Разве можно спасти человека, которого бросает в сторону рулевого колеса и панели приборов с силой в несколько тонн?» — недоумевали они. Но ответ или, по крайней мере, часть ответа на этот вопрос лежал на поверхности: силу можно уменьшить!

Автором этой догадки стал конструктор Daimler-Benz Бела Барени, который в 1951 году подал заявку, а год спустя получил патент под названием: Vehicles, in particular for occupant transportation, «автомобили, предназначенные главным образом для транспортировки людей». Бела предлагал в корне изменить подход к конструированию автомобилей: по его мнению, жесткой следовало делать только «клетку"обитаемого салона, а все остальные части машины должны были быть деформируемыми и при ударе поглощать энергию. Первая идея была не нова: компания Volvo, к примеру, делала "клетку"салона жесткой еще с 1944 года. А вот предложение делать моторный отсек и багажник деформируемыми казалось безумным. Но как еще можно было уменьшить перегрузки, действующие на водителя?

Именно из-за чудовищных перегрузок (в несколько сот g) гибли люди в довоенных жестких автомобилях. При ударе головы о руль головной мозг по инерции продолжал двигаться и буквально расплющивался о черепную коробку. Деформируемые же зоны позволяли растянуть время «поцелуя» автомобиля с препятствием, к примеру, с 15 до 150 миллисекунд и тем самым на порядок снижали перегрузки, а сминающийся металл гасил кинетическую энергию, переводя ее в тепло и звук.

Одноразовые машины

Реализовывать свои идеи на практике Барени начал на предсерийном Mercedes 220 S Ponton уже в 1952 году. Конструктор изменяет структуру каркаса несущего кузова, внедряет легкие металлы в «передок» машины, чтобы сделать его более податливым. И хотя машина со сминаемой передней частью была успешно испытана, появившийся в продаже в марте 1954 году автомобиль так и остался без энергопоглощающих зон. Почему? «В начале пятидесятых проектам Белы уделяли второстепенное значение, — объясняет историк Гарри Ниман. — Во-первых, в компании Daimler-Benz в то время все были помешаны на автоспорте, а во-вторых, многие считали недопустимым рекламировать Mercedes как автомобили, в которых можно выжить при аварии: считалось, что это может вызвать у потенциальных покупателей негативные ассоциации, недопустимые по правилам рекламного бизнеса». Поэтому первый серийный автомобиль, в конструкции которого были реализованы идеи Барени, увидел свет на шесть лет позже, чем планировал изобретатель. А реклама все-таки появилась. Ведь иначе как объяснить покупателям нового Mercedes 220 SE, что машины при аварии так сильно сминаются не из-за того, что компания начала экономить на стали?

Серийные убийцы автомобилей

В том же 1959 году происходят еще два знаменательных для пассивной безопасности события: компания Volvo первой в мире пополняет стандартную комплектацию своих моделей трехточечными ремнями безопасности, а Daimler-Benz по инициативе Барени начинает регулярно проводить краш-тесты в Зиндельфингене. За один только 1959 год там разбивают 80 автомобилей.

Результаты первых ударных испытаний шокируют: оказывается, что шансы выжить в любом из тогдашних «Мерседесов» (за исключением последней модели) даже на скорости всего 50 км/ч — нулевые. Так что все новые модели конструируются уже в соответствии с принципом Барени, а опыт немецкой компании вскоре начинают перенимать и другие фирмы. Например, на Volvo энергопоглощающие зоны дебютируют в 1966 году на одном из самых безопасных автомобилей той поры — Volvo 144.

Тем временем в США выходит знаменитая книга Ральфа Найдера «Небезопасен на любой скорости"(Unsafe at Аny Speed). В ней автор, выступая в роли защитника прав потребителей, жестко критикует американские автокомпании за игнорирование проблем безопасности. Эффект от публикации оказывается ошеломляющим: тогдашний глава General Motors Джеймс Рош публично просит прощения у Найдера и народа. А несколькими годами позже правительство США издает указ, согласно которому новые модели автомобилей могут появиться в продаже только в случае успешного прохождения сертификационных испытаний на безопасность, в том числе краш-тестов. Аналогичные законы в это же время, при содействии Daimler-Benz и Volvo, принимаются во многих европейских странах. Так что если в 1970 году в Европе лишь 10% новых автомобилей имели зоны деформации, то десятилетие спустя они появляются практически на всех машинах.

В дополнение к основным силовым элементам — передним лонжеронам — конструкторы добавляют теперь верхние усилители фартука крыла с зонами концентрации напряжений, предназначенные для поглощения энергии удара. А для того, чтобы запрограммировать деформацию кузова, силовые элементы, например лонжероны, разбивают на участки повышенной и пониженной жесткости (путем гофрирования, сверления или же резкого изменения площади поперечного сечения элементов). Аналогичным образом прорабатывают и заднюю часть автомобиля, причем поверхность задних лонжеронов изменяют так, чтобы они поглощали энергию удара от столкновений без повреждения топливного бака. А для усиления салона его дооснащают мощными порогами и стойками, всевозможными усилителями. Различия в жесткости достигают также, используя материалы разной прочности. Нелегкий это труд!

Убей меня виртуально

Для того чтобы разработать кузов новой модели, отвечающий нормам пассивной безопасности, специалистам приходилось разбивать десятки, а порой и сотни автомобилей. Причем каждая из этих моделей создавалась фактически вручную и требовала внушительных трудозатрат. А тем временем отстающим производителям приходилось все тяжелее: если раньше надо было лишь соответствовать не слишком жестким сертификационным требованиям, то в конце 1980-х — начале 1990-х годов немецкие автожурналы стали проводить независимые краш-тесты. От их результатов во многом зависел успех машины на рынке. И тут на помощь автокомпаниям пришел компьютер.

Грандиозный прогресс, произошедший в этой области в 1990-х годах, позволил автокомпаниям разработать достаточно точные модели их машин и заменить реальные краш-тесты виртуальными. Конструкторы теперь вносили изменения в параметры математической модели, проводили краш-тесты, и лишь добившись оптимальных результатов на компьютере, проводили реальные испытания для проверки модели. По данным специалистов концерна Ford Motor, разница между результатами компьютерного моделирования и реального испытания сегодня лежит в пределах 5%. Так что во многом благодаря компьютерным моделям и широкому интересу к результатам независимых краш-тестов уровень пассивной безопасности автомобилей за последнее десятилетие значительно возрос.

Если в 1950-е годы шансы выжить при столкновении с другим автомобилем на скорости 50 км/ч были нулевыми, то сегодня, попав в аварию на более высокой скорости, можно не только остаться в живых, но вообще обойтись без каких-либо повреждений. Статистика аварий, происходящих в Европе и во всем мире, показывает, что, несмотря на непрерывный рост количества автомобилей, смертей на дорогах становится с каждым годом все меньше. И во многом это заслуга Белы Барени, человека, который опустошил кошельки миллионов автовладельцев, но зато многим из них спас жизни...