WorldSID

WorldSID — это семейство антропоморфных манекенов (краш-тестовых кукол), предназначенных для оценки травм, получаемых человеком при боковом ударе в дорожно-транспортных происшествиях. Разработка ведётся международным консорциумом WorldSID Task Group, в который входят представители автомобильной промышленности, правительственных организаций и научных институтов. Манекены WorldSID пришли на смену более ранним моделям (например, EuroSID и US-SID) и считаются наиболее современным и точным инструментом для сертификационных и исследовательских краш-тестов боковой направленности.

История создания

Предпосылкой к разработке WorldSID стала гетерогенность существовавших в начале 2000-х годов стандартов боковых краш-тестов. В Европе использовался манекен EuroSID-1 (ECE R95), в США — SID (FMVSS 214) и его модификации, в Японии — JARI. Эти манекены имели разную конструкцию, биомеханические характеристики и зоны измерений, что затрудняло сравнение результатов испытаний и препятствовало гармонизации глобальных требований безопасности.

В 1997 году Международная организация по стандартизации (ISO) инициировала проект по созданию единого «мирового» манекена для бокового удара. В 2001 году был сформирован консорциум WorldSID Task Group, куда вошли автопроизводители (в том числе Toyota, Ford, General Motors, Volkswagen), поставщики систем безопасности (Autoliv, TRW) и исследовательские центры (например, Национальное управление по безопасности движения на трассах США — NHTSA, и Европейская программа оценки новых автомобилей — Euro NCAP).

Первая версия манекена — WorldSID 50-го процентиля (соответствующая среднему мужчине) — была представлена в 2004 году. После серии валидационных испытаний и доработок, в 2015 году она была официально принята в качестве эталонного инструмента для новых краш-тестов Euro NCAP по боковому удару. В 2020-х годах началось внедрение WorldSID в нормативы США и Японии.

Конструкция и особенности

WorldSID создан с использованием современных биомеханических данных, полученных при аутопсиях, добровольных экспериментах и компьютерном моделировании. Его конструкция призвана максимально точно имитировать скелет, внутренние органы и мягкие ткани человека при боковом ударе.

Основные компоненты

Голова и шея: оснащены акселерометрами для измерения ускорений, а также датчиками изгибающего момента в нижней части шеи.
Грудная клетка: состоит из стального позвоночника и ребер из алюминиевого сплава, покрытых полимерной оболочкой. Каждое ребро имеет тензодатчики, измеряющие деформацию (прогиб) при ударе. В отличие от предшественников, WorldSID имеет асимметричную конструкцию грудной клетки, повторяющую анатомию человека.
Брюшная полость: содержит четыре независимых датчика давления (по два с каждой стороны), которые регистрируют сжатие органов брюшной полости.
Таз: оснащен датчиками силы и момента в тазобедренных суставах, а также акселерометрами.
Конечности: руки и ноги имеют сочленения, имитирующие суставы, и датчики для измерения сил и моментов при контакте с дверью, сиденьем или другими элементами салона.

Ключевые отличия от предшественников

Улучшенная биомеханика: WorldSID точнее воспроизводит реакцию человеческого тела на боковой удар, особенно в области грудной клетки и брюшной полости.
Большее количество измерительных каналов: манекен оснащён более чем 150 датчиками (у EuroSID-1 — около 50), что позволяет детально анализировать распределение нагрузок.
Модульность: отдельные части (голова, грудная клетка, таз) могут заменяться для имитации людей разного размера — существуют версии 5-го процентиля (маленькая женщина) и 95-го процентиля (крупный мужчина).
Стандартизация калибровки: процедуры проверки и калибровки WorldSID унифицированы, что обеспечивает воспроизводимость результатов в разных лабораториях.

Версии и модификации

WorldSID 50M (50-й процентиль мужчины)

Базовая версия, соответствующая мужчине ростом 175 см и массой 78 кг. Используется в большинстве сертификационных и рейтинговых испытаний (Euro NCAP, C-NCAP, KNCAP).

WorldSID 5F (5-й процентиль женщины)

Версия, имитирующая женщину ростом 150 см и массой 50 кг. Разработана для оценки риска травм у наиболее уязвимой группы пассажиров. Внедрена в протоколы Euro NCAP в 2020 году.

WorldSID 95M (95-й процентиль мужчины)

Крупный манекен (рост 188 см, масса 100 кг), используемый в исследовательских целях для изучения влияния ожирения и высокого роста на травмы при боковом ударе.

WorldSID Advanced

Модификация с дополнительными датчиками для измерения нагрузок на позвоночник и внутренние органы. Применяется в научных исследованиях, но не входит в обязательные нормативы.

Применение

WorldSID используется в следующих областях:

Сертификационные испытания: проверка соответствия автомобилей требованиям правил ООН № 95 (Единообразные предписания, касающиеся защиты водителя и пассажиров при боковом ударе) и FMVSS 214 (США). В России требования к боковой защите установлены Техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011), где предписано проведение испытаний с манекенами, соответствующими стандартам ISO.
Рейтинговые программы: Euro NCAP, C-NCAP (Китай), KNCAP (Корея) и другие используют WorldSID для оценки защиты при боковом ударе и боковом ударе о столб. Результаты влияют на итоговую звездную оценку.
Разработка систем безопасности: автопроизводители и поставщики (например, Autoliv, ZF, Joyson Safety Systems) применяют WorldSID для оптимизации боковых подушек безопасности, шторок безопасности, сидений с интегрированной защитой и конструкций дверей.
Научные исследования: изучение биомеханики травм, разработка новых критериев травмирования (например, критерий для брюшной полости — Abdomen Injury Criterion, AbIC), валидация компьютерных моделей человека.

Критика и ограничения

Несмотря на значительные улучшения, WorldSID имеет ряд недостатков:

Высокая стоимость: один манекен стоит около 200–300 тысяч долларов США, что ограничивает его доступность для небольших лабораторий.
Сложность калибровки: требует специального оборудования и квалифицированного персонала.
Ограниченная репрезентативность: манекены 50-го процентиля не отражают разнообразие реального населения (пожилые люди, люди с избыточным весом, дети). Версии 5F и 95M частично решают эту проблему, но их использование пока не является обязательным во всех нормативных документах.
Не учитывает мышечный тонус: манекен пассивен, тогда как в реальной аварии мышцы человека могут напрягаться, изменяя динамику удара.

Перспективы развития

В настоящее время ведутся работы по созданию манекена WorldSID следующего поколения, который будет:

Интегрировать данные о мышечной активности (активные манекены).
Иметь улучшенную модель позвоночника для оценки компрессионных травм.
Включать датчики для измерения нагрузок на внутренние органы (печень, селезёнка) с более высокой точностью.
Поддерживать беспроводную передачу данных для упрощения испытаний.

Параллельно развиваются компьютерные модели человека (Human Body Models — HBM), которые постепенно дополняют, а в некоторых исследованиях и заменяют физические манекены. Однако для сертификационных испытаний WorldSID остаётся основным инструментом на ближайшие десятилетия.

Источники

ISO 15830:2013 «Road vehicles — WorldSID 50th percentile male side-impact dummy — Design and performance requirements».
ECE R95 — Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to the protection of the occupants in the event of a lateral collision.
FMVSS No. 214 — Side impact protection (U.S. Department of Transportation).
Euro NCAP Side Impact Testing Protocol, Version 8.0 (2023).
Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011).
WorldSID Task Group — официальные отчёты и публикации (2001–2023).
«Biomechanics of Side Impact: Injury Criteria and Anthropomorphic Test Devices» — SAE International, 2019.
«Development and Validation of the WorldSID Dummy» — Stapp Car Crash Journal, Vol. 48, 2004.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →