Краш-тест

Краш-тест — это практическое испытание транспортного средства (автомобиля, мотоцикла, поезда, самолёта) или его компонентов на безопасность, проводимое путём имитации столкновения в контролируемых условиях. Основная цель краш-теста — оценка уровня защиты водителя, пассажиров и пешеходов при дорожно-транспортном происшествии, а также выявление конструктивных недостатков кузова, ремней безопасности, подушек безопасности и других систем пассивной безопасности.

История

Первые задокументированные краш-тесты проводились в начале XX века. В 1930-х годах компания General Motors начала использовать испытания на падение автомобилей с высоты для изучения деформации кузова. Систематический подход к краш-тестам сформировался в 1950–1960-х годах, когда рост автомобилизации в США и Европе привёл к резкому увеличению числа жертв ДТП.

В 1966 году в США был принят Закон о безопасности дорожного движения и автотранспортных средств (National Traffic and Motor Vehicle Safety Act), который обязал производителей проводить стандартизированные испытания. В 1978 году в США начала работу программа New Car Assessment Program (NCAP), которая ввела систему рейтингования автомобилей по пятизвёздочной шкале. В Европе аналогичная программа Euro NCAP была запущена в 1997 году. В России собственная программа краш-тестов под эгидой Авторевю (ARCAP) существует с 1999 года, а с 2015 года действует система оценки по методике, близкой к Euro NCAP.

Виды краш-тестов

Краш-тесты классифицируются по нескольким признакам: по типу столкновения, по объекту испытания и по методике проведения.

По типу столкновения

• Фронтальный удар — автомобиль на полном ходу (обычно 50–64 км/ч) врезается в недеформируемый или деформируемый барьер. Имитирует лобовое столкновение с другим автомобилем или неподвижным препятствием. В Euro NCAP используется удар с перекрытием 40 % на скорости 64 км/ч, а в американском IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) — удар с малым перекрытием (25 %).
• Боковой удар — имитация наезда другого автомобиля на боковую часть. Проводится путём удара тележкой с деформируемой поверхностью (массой около 950–1500 кг) со скоростью 50–60 км/ч. Также существует тест на столкновение со столбом (pole test), где автомобиль боком врезается в узкий жёсткий объект.
• Удар сзади — тест на защиту шеи и позвоночника при наезде сзади. Оценивается эффективность подголовников и кресел. Часто проводится на низких скоростях (16–32 км/ч).
• Опрокидывание — испытание на устойчивость к перевороту. Автомобиль устанавливают на платформу, которая наклоняется с заданной угловой скоростью. Оценивается прочность крыши и работа боковых шторок безопасности.
• Наезд на пешехода — имитация удара автомобиля по манекену пешехода. Оценивается травмоопасность капота, бампера, лобового стекла и стоек кузова.

По объекту испытания

• Полномасштабный краш-тест — испытание целого автомобиля со всеми системами. Является наиболее дорогим и трудоёмким, но даёт полную картину безопасности.
• Компонентный тест — испытание отдельных узлов: подушек безопасности, ремней, сидений, детских кресел. Проводится на специализированных стендах.
• Слэд-тест (sled test) — испытание салона на ударной тележке. Позволяет многократно тестировать одну и ту же конструкцию без разрушения всего автомобиля.
• Тест на совместимость — столкновение двух автомобилей разных классов для оценки взаимной безопасности. Проводится редко из-за сложности и стоимости.

По методике

• Разрушающий — автомобиль после теста не подлежит восстановлению. Является основным видом сертификационных испытаний.
• Неразрушающий — имитация удара с помощью компьютерного моделирования или низкоскоростных столкновений. Используется на этапе проектирования.

Оборудование и методика

Манекены

Центральным элементом краш-теста является антропоморфный манекен (ATD — Anthropomorphic Test Device). Манекены оснащены датчиками (акселерометрами, датчиками силы, момента и перемещения), которые регистрируют нагрузки на различные части тела. Наиболее распространённые модели:

• Hybrid III — стандартный манекен для фронтальных ударов (50-й процентиль мужчины, 5-й процентиль женщины). Разработан в 1970-х годах.
• WorldSID — манекен для боковых ударов, более точно моделирующий анатомию человека.
• THOR (Test device for Human Occupant Restraint) — современный манекен с улучшенной биомеханикой, используется в программах NCAP с 2010-х годов.
• Q-серия — манекены детей разных возрастов (от 1,5 до 10 лет) для тестирования детских удерживающих устройств.

Измерительная система

Данные с датчиков манекенов записываются с частотой до 10 000 Гц. Анализируются следующие показатели:

• HIC (Head Injury Criterion) — критерий травмы головы, рассчитывается по ускорению головы за определённый интервал времени (обычно 15 или 36 мс). Значение HIC ниже 700 считается безопасным.
• NIC (Neck Injury Criterion) — критерий травмы шеи.
• Критерии для грудной клетки — сжатие грудной клетки (не более 50 мм для взрослого) и ускорение.
• Критерии для ног — сила на бедренной кости, изгибающий момент на колене.
• Критерии для пешеходов — HIC для головы, изгибающий момент для голени.

Условия проведения

Краш-тесты проводятся в специальных лабораториях с использованием:

• Ударной тележки — платформа, разгоняемая до заданной скорости с помощью гидравлики, пневматики или рельсовой системы.
• Барьеров — неподвижных или деформируемых конструкций из алюминиевых сот, имитирующих переднюю часть другого автомобиля.
• Высокоскоростных камер — съёмка ведётся со скоростью 1000–2000 кадров в секунду для детального анализа деформации.
• Осветительного оборудования — мощные прожекторы для качественной записи.

Программы оценки безопасности

Euro NCAP (Европа)

Одна из наиболее авторитетных организаций, основанная в 1997 году. Оценка выставляется по четырём категориям: защита взрослых пассажиров, защита детей, защита пешеходов и системы активной безопасности. Максимальная оценка — 5 звёзд. С 2020 года методика ужесточена: для получения 5 звёзд требуется высокий уровень защиты во всех категориях, включая обязательное наличие систем автоматического экстренного торможения (AEB).

IIHS (США)

Страховой институт дорожной безопасности (Insurance Institute for Highway Safety) проводит краш-тесты с 1995 года. Использует собственную шкалу: «Good» (хорошо), «Acceptable» (допустимо), «Marginal» (погранично), «Poor» (плохо). Известен жёсткими тестами с малым перекрытием (25 %) и тестом на прочность крыши при опрокидывании.

NHTSA (США)

Национальное управление безопасностью движения на трассах (National Highway Traffic Safety Administration) — государственная программа. Проводит фронтальные (56 км/ч, полное перекрытие) и боковые (61 км/ч) удары. Оценка — от 1 до 5 звёзд.

ARCAP (Россия)

Программа Авторевю (с 1999 года). Использует методику, близкую к Euro NCAP, но с некоторыми упрощениями. Фронтальный удар проводится на скорости 64 км/ч с 40 % перекрытием. Результаты публикуются в журнале «Авторевю» и на сайте издания. В 2015–2020 годах проводились также тесты по методике Euro NCAP на базе лаборатории НАМИ (Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт).

C-NCAP (Китай)

Программа, запущенная в 2006 году. В целом следует методике Euro NCAP, но с национальными особенностями: учитываются особенности китайского рынка, включая тесты на электромобили и автомобили с альтернативными силовыми установками.

Критика и ограничения

Краш-тесты не лишены недостатков. Основные претензии:

• Неполное моделирование реальных ДТП — в реальности столкновения происходят под разными углами, с разными скоростями и с участием нескольких объектов. Краш-тесты стандартизированы, но не охватывают все сценарии.
• Различия в манекенах — стандартные манекены (Hybrid III) разработаны для взрослых мужчин среднего роста и веса. Женщины, пожилые люди, дети и люди с избыточным весом подвержены иным травмам, которые могут не выявляться тестами.
• «Натаскивание» на тесты — производители могут оптимизировать конструкцию автомобиля под конкретные методики NCAP, что не всегда улучшает реальную безопасность. Например, усиление передней части для прохождения теста с малым перекрытием может ухудшить защиту при других типах ударов.
• Высокая стоимость — один полномасштабный краш-тест стоит от 100 000 до 500 000 долларов США. Это ограничивает количество испытаний и делает их недоступными для небольших производителей.
• Этические аспекты — использование манекенов, а не живых людей или трупов (последние использовались в 1960–1970-х годах), является этическим компромиссом. Однако некоторые исследования требуют данных о биомеханике реальных тел, что вызывает споры.

Влияние на автомобильную промышленность

Краш-тесты оказали значительное влияние на конструкцию автомобилей. С 1990-х годов произошли следующие изменения:

• Усиление кузова — внедрение силовых элементов (лонжеронов, поперечин), зон программируемой деформации, высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов.
• Обязательное оснащение подушками безопасности — с 1998 года в США, с 2006 года в Европе, с 2012 года в России (для новых моделей) подушки безопасности стали обязательными.
• Системы активной безопасности — антиблокировочная система (ABS), система курсовой устойчивости (ESP), автоматическое экстренное торможение (AEB) и другие стали стандартом.
• Улучшение защиты пешеходов — изменение формы капота, бампера, установка активных капотов (поднимающихся при ударе) и подушек безопасности для пешеходов.
• Разработка детских удерживающих устройств — системы Isofix и LATCH стали обязательными для крепления детских кресел.

Интересные факты

• Первый в мире краш-тест с использованием манекена был проведён в 1949 году компанией General Motors. Манекен представлял собой деревянную фигуру с грузами.
• В 1970-х годах в США использовались трупы добровольцев (с согласия родственников) для изучения биомеханики травм. Эта практика была прекращена в 1990-х годах.
• Самый дорогой краш-тест в истории — испытание суперкара Bugatti Veyron в 2009 году. Стоимость автомобиля составляла около 1,5 миллиона евро, и он был полностью разрушен.
• В 2018 году компания Tesla провела краш-тест своего пикапа Cybertruck с использованием пулемётной очереди для демонстрации прочности бронированного стекла. Испытание провалилось — стекло треснуло.
• В России в 2010 году был проведён краш-тест автомобиля Lada Kalina с использованием манекена, одетого в форму сотрудника ГИБДД, для привлечения внимания к безопасности на дорогах.

Источники

• Euro NCAP. Test Protocol — Frontal Impact. Version 8.2, 2021.
• Insurance Institute for Highway Safety (IIHS). Crashworthiness Evaluation Program. 2023.
• National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). Laboratory Test Procedure for FMVSS 208. 2020.
• Авторевю. Методика краш-тестов ARCAP. 2019.
• ГОСТ Р 41.94-99 (Правила ЕЭК ООН № 94). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении защиты водителя и пассажиров при лобовом столкновении. 1999.
• ГОСТ Р 41.95-99 (Правила ЕЭК ООН № 95). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении защиты водителя и пассажиров при боковом ударе. 1999.
• C-NCAP. Management Regulation. 2021 Edition.