Hur Crash Testing fungerar

  • Yurii Mongol
  • 0
  • 4174
  • 1243
Bildbilsgalleri för bilsäkerhet

Insurance Institute of Highway Safety / AP
Krasstestprogram räddar liv. Se fler bilsäkerhetsbilder.

Crash test dummies har varit föremål för public service tillkännagivanden, tecknat, parodier, till och med namnet på ett band. Verkliga kraschtestdummier är emellertid sanna livräddare som en integrerad del av bilkraschtest. Trots att bilar blir lite säkrare varje år, och dödsfallet sjunker, är bilolyckor fortfarande en av de främsta orsakerna till dödsfall och skador i USA.

En av anledningarna till att bilar har blivit säkrare är på grund av ett väletablerat testprogram. I den här artikeln kommer du att lära dig allt om bilkörningstest, inklusive kraschtestprogram, betyg, dummies och framtida förbättringar. Du kommer att bli förvånad över hur mycket tanke och förberedelser som går till att se till att säkra bilar är på vägarna!

- Dummys jobb är att simulera en människa under en krasch, samtidigt som man samlar in data som inte skulle vara möjligt att samla in från en mänsklig beboare.

Alla frontala kraschtester i USA utförs med samma typ av dummy, Hybrid III-dummy. Detta garanterar konsekventa resultat. En dummy är byggd av material som efterliknar fysiologin i människokroppen. Den har till exempel en ryggrad tillverkad av växlande lager av metallskivor och gummikuddar.

Dummierna finns i olika storlekar (klicka här för att se några av dummierna), och de hänvisas till av percentil och kön. Till exempel representerar den femtionth-percentilen manliga dummy den medianstora hanen - den är större än hälften av den manliga befolkningen och mindre än den andra hälften. Detta är den dummy som oftast används i kraschtestning. Den väger 77 kg och är 70 tum (5 fot 10 tum eller 1,78 m) lång.

Dummierna innehåller tre typer av instrumentering:

  • accelerometrar
  • Ladda sensorer
  • Rörelsessensorer

accelerometrar
Dessa enheter mäter acceleration i en viss riktning. Dessa data kan användas för att bestämma sannolikheten för skada. Acceleration är hastigheten med vilken hastigheten ändras. Om du till exempel slår huvudet i en tegelvägg ändras huvudets hastighet mycket snabbt (vilket kan skada!). Men om du slår huvudet i en kudde ändras huvudets hastighet långsammare när kudden krossar (och det skadar inte!).

Kraschtestdockan har accelerometrar överallt. Inuti gummihuvudet finns en accelerometer som mäter accelerationen i alla tre riktningarna (fram-bak, upp-ner, vänster-höger). Det finns också accelerometrar i bröstet, bäcken, ben, fötter och andra delar av kroppen.


En graf över huvudets acceleration under ett kraschtest

Grafen ovan visar accelerationen av förarens huvud under en 35 km / h (56,3 km / h) frontal krasch. Lägg märke till att det inte är ett stabilt värde, utan fluktuerar upp och ner under kraschen. Detta återspeglar hur huvudet saknar ner under en krasch, med de högsta värdena när huvudet slår hårda föremål eller krockkudden.

Last sensorer
Inuti dummy finns belastningssensorer som mäter mängden kraft på olika kroppsdelar under en krasch.


Foto med tillstånd NHTSA
En graf över kraften i förarens lårben under en krasch

Grafen ovan visar kraften i Newton i förarens lårben (lårbenet), under en 35 mph frontal krasch. Den maximala belastningen i benet kan användas för att bestämma sannolikheten för att det bryter.

Rörelsessensorer
Dessa sensorer används i dummys bröst. De mäter hur mycket bröstet avleder under en krasch.


Foto med tillstånd NHTSA
Bröstets avböjning under en 35-mph frontal slag

Skanningen ovan visar förarens bröstavböjning under en krasch. I denna krasch komprimeras förarens bröst ca 46 mm. Denna skada skulle vara smärtsam, men förmodligen inte dödlig.

Låt oss nu titta på ett verkligt kraschtest.

National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) genomför två typer av krocktester som en del av det nya bilbedömningsprogrammet.

  • Främre slag på 35 mph - Vid 35 km / h kör bilen rakt in i en solid betongbarriär. Detta motsvarar en bil som rör sig vid 35 km / h och träffar en annan bil med jämförbar vikt som rör sig vid 35 km / h.

  • 35 km / h sidpåverkan - En 3 015 pund (1 368 kg) släde med en deformerbar "stötfångare" går in på testfordonets sida. Slädens däck är vinklade. Testet simulerar en bil som korsar en korsning som sidotorkas av en bil som kör rött ljus. Släden rör sig faktiskt vid 38,5 mph, men när du gör matte motsvarar det en sidoeffekt på 35 mph på grund av hur hjulen på släden är vinklade.


Foto med tillstånd NHTSA
Klicka på den här bilden för en video av ett verkligt kraschtest.
(Videotid: 2 min, 33 sek)

Crash Test Paint
Innan kraschtestdummorna placeras i fordonet använder forskare färg på dem. Olika färgfärger appliceras på de delar av dummies kroppar som troligtvis träffar under en krasch. Dummys knän, ansikte och skalar är målade var och en med en annan färg. På följande foto kan du se att den blå färgen från dummys ansikte smetas på krockkudden och att hans vänstra knä (målade rött) träffade rattstången.


Foto med tillstånd NHTSA
Den mångfärgade färgen på dummy visar var de olika kroppsdelarna träffar bilen.

Om forskare noterar en särskilt stor acceleration i uppgifterna från accelerometrarna i dumförarens huvud, kommer färgmärken i bilen att indikera vilken del av kroppen som träffade vilken del av fordonet som finns i kabinen. Denna information hjälper forskare att utveckla förbättringar för att förhindra den typen av skador i framtida kraschar.


Foto med tillstånd NHTSA
Den främre passagerarsidans knä träffade instrumentbrädan under kraschen. Observera också att ingenting från motorrummet trängde in i kabinen. Motorn på de flesta bilar är monterad så att den i en krasch tvingas bakåt och nedåt så att den inte kommer in i kabinen.

Låt oss nu titta på ett 35-km / h-provtest på frontal.

Fordonsinställning
Bilden nedan visar en skåpbil som är redo att krascha. Dummorna har placerats i bilen och är på plats. Allt instrumentet på bilen och dummies har kopplats upp och kontrollerats. Ballast läggs till bilen så att krocktestens vikt - och fördelningen av den vikten - är lika med det för ett fulladdat fordon. En hastighetssensor har monterats på bilen och placerats så att den passerar genom en pickup precis som bilen träffar spärren.


Foto med tillstånd NHTSA
En minivan framför en barriär (notera kamerans hastighetssensor)

Det finns 15 höghastighetskameror, inklusive flera under bilen pekade uppåt. De skjuter runt 1 000 bilder per sekund. Därefter backas bilen bort från barriären och är beredd att krascha. En remskiva, monterad i ett spår, drar bilen ner på banan. Bilen träffar barriären vid 35 km / h. Det tar bara cirka 0,1 sekunder från det att bilen träffar spärren tills den stannar.

Efter kraschen
Låt oss ta en titt på några bilder. Denna bil fick fyra stjärnor för båda passagerarna i detta frontal-kraschtest.


Foto med tillstånd NHTSA
Fronten på samma bil, före och efter testet

Som ni ser är bilens främre del helt krossad efter testet. Detta är bra, eftersom bilen måste krossas och kollapsa för att absorbera den kinetiska energin och stoppa bilen.


Foto med tillstånd NHTSA
En bättre bild av den främre krossningen

Skåpbilens framdel krossas upp till framhjulen, som skjuts tillbaka. I denna krasch blev vanen faktiskt 23 cm (58 cm) kortare!

Uppenbarligen skulle den ideala kraschen vara ingen krasch alls. Men låt oss anta att du kommer att krascha, och att du vill ha bästa möjliga överlevnadschanser. Hur kan alla säkerhetssystem samlas för att ge dig en så smidig krasch som möjligt?

Att överleva en krasch handlar om rörelseenergi. När din kropp rör sig på 56 km / h har den en viss mängd kinetisk energi. Efter kraschen, när du kommer till ett fullständigt stopp, kommer du att ha noll kinetisk energi. För att minimera risken för skador vill du ta bort den kinetiska energin så långsamt och jämnt som möjligt. Några av säkerhetssystemen i din bil hjälper till att göra detta.

Helst har din bil säkerhetsbältesförspännar och kraftbegränsare; båda drar åt säkerhetsbälten mycket snart efter att din bil träffar spärren, men innan krockkudden drar ut. Säkerhetsbältet kan sedan ta upp lite av din energi när du går framåt mot krockkudden. Millisekunder senare skulle kraften i säkerhetsbältet som håller dig tillbaka börja skada dig, så kraftbegränsarna sparkar in nu och ser till att kraften i säkerhetsbältet inte blir för hög.

Därefter avlägsnar och absorberar krockkudden lite mer av din framåtrörelse samtidigt som du skyddar dig från att slå något hårt.

I denna hypotetiska krasch arbetade säkerhetssystemen i bilen tillsammans för att bromsa dig. Om du inte bär din säkerhetsbälte går det första steget i ditt skydd förlorat och det kommer att skada mycket mer när du smällar in i krockkudden. Många bilar har säkerhetsbältesspännare och kraftbegränsare, men det finns några ännu mer spännande säkerhetsförbättringar som kommer.

Det verkar som att krockkuddar växer från nästan överallt i bilar. Och om de hjälper till att hålla din kropp från att slå hårda föremål under en kollision, gör de sitt jobb. Men det finns alltid utrymme för förbättringar. Just nu (och i överskådlig framtid) är betoningen på säkerhetsutrustning att göra den "smartare".

Den senaste utvecklingen inom säkerhetsutrustning är känd som en smart airbag. Dessa krockkuddar kan distribueras med olika hastigheter och tryck, beroende på passagerarens vikt och sittplats, och även på kraften.

Tyvärr kan ibland installation av en krockkudde orsaka allvarliga skador och till och med dödsfall för föraren eller passageraren. Den nya tekniken i avancerade frontal airbag-system är utformad för att minska denna möjliga risk och för att förbättra själva airbagens prestanda. Implementeringen av denna nya teknik tas på allvar - så mycket att en ändring har gjorts av Federal Motor Vehicle Safety Standard No. 208. Denna ändring kräver att tillverkarna under de närmaste åren installerar detta nya airbag-system i alla deras nya modellfordon avsedda för försäljning, så att senast den 1 september 2005 kommer alla 2006 modellfordon att vara utrustade med systemet.

I framtiden kommer vi att se säkerhetsbälten som också känner passagerarnas vikt och läge och justerar spänningen och maximal kraft i enlighet därmed.

Teknik gör det möjligt för biltillverkare att designa och tillverka säkrare, smartare fordon, och konsumenterna stöder helt klart denna trend, vilket återspeglas i köpmönstret. Det kan behöva förstöra massor av bilar och kraschtestdummier, men informationen från kraschtest för bilar innebär att du och dina nära och kära kan överleva en bilolycka med liten eller ingen skada.

Avancerade frontalkrockkuddar
Enligt NHTSA är dessa fordon antingen för närvarande certifierade enligt de avancerade luftkudden i frontal luftkudden eller, vid någon tidpunkt före eller före 1 september 2004, kommer de att certifieras enligt de avancerade luftkudden i frontkedjan.
  • BMW 525i, 530i, 545i
  • BMW 645Ci & 645Ci konvertibla
  • BMW X3 (2.5i & 3.0i)
  • BMW Z4 roadster (2.5i & 3.0i)
  • Dodge Durango
  • Jeep Liberty
  • Ford Escape
  • Ford F-150
  • Ford Oxe / Sable
  • Mazda 3
  • Mazda hyllning
  • Mazda MPV
  • Jaguar S-TYPE
  • Jaguar XJ
  • Jaguar X-TYPE
  • Cadillac Escalade
  • Cadillac Escalade EXT
  • Cadillac Escalade ESV
  • Chevrolet Avalanche
  • Chevrolet Silverado
  • Chevrolet förorts
  • Chevrolet Tahoe
  • GMC Yukon, Yukon XL, Yukon Denali, Yukon XL Denali
  • GMC Sierra
  • Honda Accord
  • Honda Odyssey
  • Acura MDX
  • Hyundai Elantra
  • Kia LD
  • Mitsubishi Galant
  • Nissan Pathfinder Armada
  • Nissan Quest
  • Nissan Titan (King Cab & Crew Cab)
  • Subaru Legacy
  • Subaru Outback
  • Suzuki Grand Vitara XL-7
  • Lexus RX330
  • Lexus ES330
  • Toyota Camry
  • Toyota Highlander
  • Volkswagen New Beetle
  • Volkswagen New Beetle Cabriolet
Källa: National Highway Traffic Safety Administration

Under de senaste åren har bilar blivit mycket säkrare. En anledning är att säkerheten nu är en försäljningsplats för nya bilar - människor söker faktiskt och köper säkrare bilar. I USA kraschar NHTSA bilar och analyserar data med målet att förbättra bilsäkerheten.

Biltillverkarna kraschar själva många fordon varje år. Biltillverkare måste bekräfta att deras bilar uppfyller de federala motorfordonssäkerhetsstandarderna (FMVSS). Dessa regler täcker allt från hur ljusa blinkljuslamporna måste vara till kraven för krocktestning. Biltillverkare måste vara säkra på att om NHTSA går till någon återförsäljare i USA, köper en bil och kraschar den på 30 km / h, kommer bilen att klara alla FMVSS-krav. För att säkerställa att alla de olika kombinationerna av motorer, växellådor och tillbehör passerar, kan tillverkare krascha 60 till 100 fordon själva.

Det är sällsynt att en bil misslyckas med FMVSS-kraven, så att utmana biltillverkarna ännu mer - och att ge värdefull information till konsumenter som köper bilar - NHTSA startade sin Nytt bilbedömningsprogram (NCAP). NCAP kraschar bilar på 35 km / h (56 km / h) i både frontal och sidopåverkan, och betygsätter bilarna baserat på hur troligt att passagerarna ska skadas under en krasch. Du kan hitta betyg online, ett bra första stopp när du letar efter en ny bil.

Vilka är mina chanser att bli allvarligt skadade?
Det här är en ganska tuff fråga. För att kunna svara på det måste vi definiera en allvarlig skada. Mycket forskning har gjorts (och fortfarande görs) för att klassificera skador. Crash-test forskare kom med en standard som heter Förkortad skada (AIS) för klassificering av olika skador. Samma forskare publicerade en manual som innehåller detaljerade beskrivningar av alla skador som normalt finns i bilolyckor. Varje skada tilldelas en rangordning baserad på hur allvarlig den var: 1 är bara mindre snitt och blåmärken; 3 indikerar en allvarlig skada som kräver omedelbar medicinsk behandling och kan vara livshotande; 6 är dödligt.

Betygssystem
Forskare har använt krocktestdata för att bestämma sannolikheten för skador som kan uppstå i en krasch. Dessutom användes dessa data för att skapa NHTSAs stjärnsystem. Detta system gör det lättare för kunder att förstå när de köper en bil.

I frontalkrascher, stjärnklassificeringen bestäms av den sämsta poängen på dessa tre kriterier:

  • Huvudskadekriterier (HIC)
  • Bröstcentral
  • Femur belastning

För att få ett femstjärnigt betyg måste alla dessa kriterier vara under den nivå som indikerar en 10-procentig risk för allvarlig skada. Det finns en stjärnklassificering för var och en av passagerarna på framsätet, för varje typ av test som kördes (front- eller sidokollision).

Betyg för Frontal-Impact Tests
Antal stjärnor Resultat
5 10% eller lägre risk för allvarlig skada
4 11% till 20% risk för allvarlig skada
3 21% till 35% risk för allvarlig skada
2 36% till 45% risk för allvarlig skada
1 46% eller större risk för allvarlig skada

I sidoeffekter kraschar, det finns två kriterier:

  • Thoracic Trauma Index (TTI)
  • Lateral bäckenacceleration (LPA)
För att uppnå ett femstjärnigt betyg vid krasch i sidoeffekter måste båda kriterierna ligga inom intervallet som indikerar mindre än en 5-procentig chans för allvarlig skada.

Betyg för sidoeffekttester
Antal stjärnor Resultat
5 5% eller lägre risk för allvarlig skada
4 6% till 10% risk för allvarlig skada
3 11% till 20% risk för allvarlig skada
2 21% till 25% risk för allvarlig skada
1 26% eller större risk för allvarlig skada

Relaterade hur saker fungerar länkar

  • Hur kraft, kraft, moment och energi fungerar
  • Hur bilmotorer fungerar
  • Hur Champ Cars fungerar
  • Hur luftkuddar fungerar
  • Hur NASCAR racerbilar fungerar
  • Så fungerar NASCAR-säkerhet
  • Hur akutrum fungerar

Fler bra länkar

  • Att köpa en säkrare bil
  • Crash Test Video Vault
  • Försäkringsinstitut för motorvägsäkerhet: Fordonsbetyg
  • Bilen träffar en betongvägg på 200 miles per timme - Ingen förarskada!
  • IPSM-huvudskador
  • GM Goodwrench videor




Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar