Много ли нам известно о пассивной безопасности представительских автомобилей? Mercedes-Benz S-класса, BMW седьмой серии, Audi A8... А Rolls-Royce Phantom? Независимых краш-тестов таких машин не проводят — ни комитет Euro NCAP, ни американский Страховой институт IIHS, ни кто-либо еще. А что можно сказать о пассивной безопасности автомобилей проекта ЕМП (Единая модульная платформа), больше известного как Кортеж? Оставим пока в покое бронированный лимузин «номер один», а поговорим о «легком» базовом седане — ЕМП-412300.
На стороне крупных автомобилей, во-первых, большой вес, а во-вторых — длинные лонжероны, способные при фронтальном столкновении поглотить немало энергии. Седан ЕМП-412300 снаряженной массой чуть менее трех тонн в два с лишним раза тяжелее Весты. Такая разница означает, что при лобовом столкновении с «маленькой» машиной обитатели Кортежа испытают вдвое меньшие перегрузки (конечно, при более-менее равных прочих условиях).
Другое дело — столкновение с неподвижным бетонным кубом. Вот здесь большая масса уже выдвигает к кузову очень серьезное требование: он должен поглотить вдвое большую энергию! Это же относится и к столкновению с деформируемым барьером, который имитирует передок легковушки. Ведь энергия, поглощенная алюминиевыми сотами барьера, одинакова для всех, но если для Весты она составляет примерно четверть кинетической энергии автомобиля на скорости 64 км/ч, то для ЕМП-412300 — около 10%. «Мы на это папье-маше даже внимания не обращаем», — улыбаются конструкторы НАМИ.
А на что обращают?
Что касается рейтинга Euro NCAP, то задача звучала просто: набрать пять звезд из пяти возможных, причем по новейшим правилам, вступившим в силу в 2018-м. И конечно, с учетом того, что три года назад в программу европейских краш-тестов введен удар на 50 км/ч со 100-процентным перекрытием о жесткий барьер — для оценки работы подушек и ремней по защите водителей и пассажиров небольшого роста. А ведь рейтинг в его нынешнем виде учитывает не только результаты краш-тестов, но и эффективность систем автоторможения и удержания автомобиля в полосе (коротко — ADAS, Advanced Driver Assistance Systems)...
Разговор об «ударных» испытаниях начнем с пешеходов: их безопасность тоже часть рейтинга Euro NCAP. Благодаря высокому передку несчастные едва ли долетят до жестких стоек лобового стекла и травмоопасных поводков стеклоочистителя. А большой запас пространства между «мягким» капотом и «жестким» двигателем позволяет получить «пятизвездочный» зачет за безопасность пешеходов даже без применения хитрых петель с пиропатронами, которые приподнимают капот со стороны лобового стекла. Кстати, места для установки пиропатронов и «датчика пешехода» все же предусмотрены, но с прицелом на расширение модельного ряда на основе ЕМП.
Безопасность обитателей салона оценивается по результатам уже четырех ударов. Два из них — фронтальные со скорости 64 км/ч о деформируемый барьер с 40-процентным перекрытием и упомянутый удар всем передком со скорости 50 км/ч в жесткий бетонный куб. Еще два удара — боковые. В одном случае тележка с деформируемым барьером направляется в стоящий неподвижно автомобиль, а во втором уже саму машину ставят на тележку — и пускают в неподвижный столб. Однако число краш-тестов для седана ЕМП-412300 решили увеличить.
Во-первых, машину отправили в столб так, чтобы этот удар пришелся уже в заднюю дверь (нормами Euro NCAP предусмотрен удар о столб только передней дверью), причем когда манекен-пассажир сидит в «комфортной позиции» — с отклоненной на предельные 45 градусов спинкой заднего кресла.
Во-вторых, тележку массой 1300 кг направили на скорости 50 км/ч в неподвижный автомобиль еще и сзади — для оценки не столько безопасности пассажиров (им ничего не угрожает), сколько уязвимости расположенной в задней части машины батареи гибридной силовой установки.
Конечно, по сравнению с более чем 150 внутризаводскими краш-тестами у Мерседеса или Volvo такая программа выглядит скромно. Но, во-первых, на постсоветском пространстве ни один автопроизводитель не делал ничего подобного, а во-вторых, не будем забывать, что реальные ударные испытания все чаще играют роль «проверочных» — чтобы убедиться в корректности виртуальных краш-тестов.
С количеством подушек безопасности определились еще на раннем, «концептуальном» этапе: «в базе» у Кортежа их будет девять. Пара фронтальных, одна для коленей водителя и шесть боковых — четыре для защиты туловища (как на первом, так и на втором ряду) плюс две «занавески», протянувшиеся от передней стойки до задней.
Фронтальных подушек для задних пассажиров не будет: защитить полулежащего человека с помощью надувных мешков крайне сложно. А если он к тому же не пристегнут, то и вовсе невозможно. От особых подушек, предотвращающих подныривание (они приподнимают переднюю часть бедер при фронтальном ударе), которыми нынче козыряет Mercedes, тоже отказались, положившись на продвинутые ремни безопасности. У Кортежа они с двойным преднатягом, механическим зажимом в пряжке (он автоматически стопорит лямки при ударе) и двухступенчатым ограничением усилия. Задние ремни, в отличие, например, от тех, что используются на некоторых Мерседесах или Фордах, без надувных секций. «Надувной» ремень действительно уменьшает давление на грудь (благодаря большей площади соприкосновения с телом), но практически того же эффекта можно добиться, должным образом ослабляя натяжение диагональной лямки. Так и поступили, тем более вызванное запрограммированной слабиной ремня дополнительное перемещение вперед груди и головы задних пассажиров не представляет для них опасности.
Подушки для Кортежа тоже не самые простые. Водительская фронтальная — двухступенчатая, то есть с двумя газогенераторами (у той же Весты подушки одноступенчатые). А чтобы упаковать подушку в компактной ступице руля, применяется так называемое вакуумирование. Подушка пассажира и вовсе трехступенчатая (с тремя газогенераторами!) и с так называемой активной вентиляцией: для снижения нагрузок на пассажиров небольшого роста открывается специальный клапан.
«Дырочка в правом боку» трехступенчатой пассажирской подушки — это «клапан активной вентиляции» для снижения нагрузки на пассажиров небольшого роста
Доводкой удерживающих систем (это подушки и ремни) занималась фирма Takata, а производить почти все элементы будут в Ульяновске. Проектные же работы по кузову с самого начала делали у нас — и первому реальному краш-тесту в 2015 году предшествовали сотни виртуальных испытаний, проведенных совместно с питерской инжиниринговой фирмой CML, которая не первый год выполняет подобные заказы крупнейших автопроизводителей, включая BMW.
Математическая модель испытаний, аналогичных нашему удару по методике ARCAP (64 км/ч, 40% перекрытия). Обратите внимание на то, как сместился двигатель: он почти не деформировал моторный щит
К слову, благодаря проекту EMП произошел апгрейд лаборатории пассивной безопасности на Дмитровском полигоне, где мы проводим большую часть краш-тестов по программе ARCAP: новейшие манекены, современные скоростные камеры, в том числе для съемок из-под днища...
Так принимает на себя удар «голый» кузов без навесных деталей и силового агрегата. Складывающийся гармошкой лонжерон укорачивается почти втрое
На первом же фронтальном ударе со скорости 64 км/ч с 40-процентным перекрытием прототип ЕМП-412300 обеспечил низкие нагрузки на обитателей салона — спасибо энергопоглощающим длинным лонжеронам. И все же в нескольких точках сварка не выдержала — и теперь усилия конструкторов были направлены на то, чтобы после краш-тестов остались целыми все без исключения точки сварки. Прочная сварка, с одной стороны, должна уменьшить перемещение элементов поврежденного кузова в обитаемый отсек, но с другой — нельзя допустить, чтобы это повлекло неприемлемый рост действующих на манекены нагрузок.
Проще всего было с ударом в куб со 100-процентным перекрытием на скорости 50 км/ч, когда нагрузка между левым и правым лонжеронами распределяется поровну. Гладко прошел и боковой удар тележкой (спасибо высокому и прочному порогу). А вот «несистемный» удар о столб вновь заставил конструкторов поработать.
Когда масса автомобиля переваливает за две тонны, деформируемый барьер почти не влияет на результат испытаний
Стандартный «столбовой» удар по методике Euro NCAP проводится так. Автомобиль помещают на тележку, разгоняют ее до 32 км/ч — и направляют в жестко закрепленный вертикальный столб таким образом, чтобы эпицентр удара пришелся на вертикальную линию, проходящую через центр тяжести головы манекена-водителя. А необходимость «дополнительного» теста была продиктована тем, что вертикальная линия, которая идет через центр тяжести головы отодвинутого до упора назад заднего пассажира, проходит через уязвимую зону — между порогом и задним колесом. Так что, помимо калибровок боковых подушек, пришлось доработать и пороги, и задние арки, и подвеску с подрамником. Хотя, повторю, удар о столб задней дверью не предусмотрен ни рейтингом Euro NCAP, ни требованиями сертификации.
Любопытно, что математическое моделирование такого же удара о столб не «легкого», а бронированного автомобиля показало, что он бы обернулся краш-тестом лаборатории: стальная труба согнется, а машина почти не пострадает!
Согласно еврометодике, на задние места усаживают манекены, моделирующие детей в возрасте десяти и шести лет. Они в полной безопасности, хотя, по словам инженеров НАМИ, «зачетные» детские кресла не самым лучшим образом подходили под формы роскошных задних сидений
Еще одна проблема защиты задних пассажиров седанов — подныривание из полулежачего положения под поясную лямку ремня. Бороться с этим при помощи электроприводов ложемента невозможно: даже при обнаружении угрозы за 0,6—0,8 с до столкновения мощности электродвигателей не хватит, чтобы за полсекунды поднять спинку, вернув сиденье из «комфортного» в «боевое» положение. Применять же для этого пиропатроны — значит превращать в одноразовые роскошные, ценой с легковушку, кресла с массажем и вентиляцией. Бороться с подныриванием призваны сами ремни, а точнее — особая геометрия их прилегания, учитывающая полулежачую позу. А еще преднатяг, за доли секунды выбирающий слабину как диагональной, так и поясной лямок. Главное, опять же, чтобы ремнями пользовались.
Но, как я упомянул, пять звезд в рейтинге Euro NCAP нынче не получишь, если автомобиль не оснащен современными средствами превентивной безопасности. Об этом тоже поговорим — тем более что на Дмитровском полигоне совместно со специалистами и студентами МАДИ мы провели увлекательную работу, результаты которой сейчас обрабатываются.
