Istoria Testelor de Impact: Cum s-a Născut Siguranța în Lumea Auto

Mașina de mâine va fi mai sigură  

Acest articol este o traducere dintr-o revistă auto publicată în anii ’70, o perioadă în care industria automobilistică făcea primii pași importanți în direcția siguranței la impact și a altor inovații esențiale. Am ales să redau acest material pentru a oferi o perspectivă asupra modului în care au evoluat tehnologiile și preocupările din domeniul auto, astfel încât să putem înțelege mai bine cum s-au schimbat prioritățile și standardele de-a lungul timpului.

Dacă vă pasionează astfel de incursiuni în trecutul automobilistic și doriți să mai traduc articole din revistele auto ale acelor ani, vă invit să-mi lăsați un comentariu. Opiniile voastre mă ajută să aleg conținutul care vă interesează cel mai mult și să continuăm împreună explorarea istoriei fascinante a lumii auto.

Disputele recente dintre cea mai puternică firmă auto din lume — General Motors — și tânărul avocat american Ralph Nader au provocat, mai întâi în Statele Unite și apoi în întreaga lume, o creștere a investigațiilor privind siguranța automobilelor. Desigur, atacurile uneori incoerente, alteori pertinente ale lui Ralph Nader se bazează în principal pe cifrele alarmante ale victimelor de pe șoselele din SUA: 49.000 de morți în 1965 și peste 50.000 prevăzuți pentru 1966. Aceste cifre sunt înspăimântătoare și ne afectează la fel de mult ca și carnagiile din Europa. Cum să combatem această hemoragie de vieți omenești? Cum să oprim acest val de lacrimi și disperare care distruge familii întregi, privează copiii de sprijinul unui părinte și răpește un suflet drag celor apropiați? Sigur, de o parte și de alta a Atlanticului, s-au încercat multe soluții, dar, din păcate, cele mai bune tratamente par a fi ineficiente. Și totuși, în laboratoarele industriei auto, oameni de știință și ingineri caută neîncetat panaceul universal care va reuși să minimizeze consecințele unui accident.

Președintele Johnson a propus Camerelor Americane o nouă lege federală pentru siguranța traficului. Această lege, pentru prima dată, va stabili pentru toate cele cincizeci de state ale Uniunii standarde de siguranță care vor fi aplicate atât mașinilor fabricate în SUA, cât și celor importate. Decizia prezidențială a părut să deranjeze constructorii americani, care privesc cu suspiciune intervenția guvernamentală în programele lor de fabricație. Ei afirmă că siguranța a fost întotdeauna preocuparea lor principală. Totuși, acești constructori recunosc că lupta împotriva morții pe șosele trebuie purtată pe trei fronturi: mașini din ce în ce mai sigure, șoferi din ce în ce mai prudenți și drumuri sau autostrăzi din ce în ce mai bine concepute.

La Washington, senatorii au examinat cu interes modelul Sigma de la Pininfarina, iar comisii de experți urmează să decidă dacă această mașină răspunde dorințelor lui Johnson și dacă soluțiile recomandate de marele carosier italian ar putea fi adoptate de constructorii americani.

Siguranța înainte de stil

Siguranța, în concepția unui automobil, costă aproximativ 500 de milioane de dolari (2,5 miliarde de noi franci) anual pentru industria auto americană, a declarat dl. Abernethy, președintele American Motors Corp., care este și președintele Asociației Constructorilor de Automobile. Fiecare producător își dezvoltă tot mai mult departamentele de testare și cercetare pentru siguranță, fără a mai menționa sumele enorme alocate facultăților, universităților și colegiilor care desfășoară, de asemenea, cercetări în domeniul siguranței rutiere. Astfel, în America, sute de mașini sunt distruse voluntar în fiecare an pentru a încerca să găsească o soluție la această problemă.

Aceste distrugeri voluntare au început la începutul anilor ’30, când General Motors efectua răsturnări ale modelelor sale pe o pistă de testare modestă din Milford, Michigan. La acea vreme, aceste răsturnări aveau un singur scop: verificarea rezistenței acoperișurilor. Ulterior, GM a început să proiecteze mașinile împotriva unor blocuri de beton pentru a testa rezistența tablei. În fiecare săptămână, GM preleva patru mașini de pe linia de asamblare pentru a le supune acestor teste. Această frecvență a fost menținută ani de zile, dar astăzi metodele nu mai sunt la fel de empirice. De exemplu, testele realizate în 1934 constau în evaluarea daunelor cu ochiul liber. Abia din 1948 echipamentele științifice din ce în ce mai avansate au permis realizarea unor teste care nu ar fi fost posibile cu un om la bord. Mașinile au fost controlate de la distanță, iar manechinele dotate cu accelerometre au luat locul pasagerilor; camere electronice ultra-rapide au înregistrat cele mai mici detalii ale impacturilor și consecințele acestora asupra „cobailor”. Totuși, toate aceste teste duceau la distrugerea completă a unei mașini pentru fiecare experiment. Astfel, pentru a putea repeta aceeași experiență în mod mai sigur și mai economic, de un număr nelimitat de ori, inginerii GM au studiat, la scurt timp după război, un amortizor hidraulic de șocuri pentru a reproduce condițiile unui impact frontal și pentru a studia decelerarea vehiculului. Decelerarea obținută era identică cu cea produsă în timpul testelor de impact pe un obstacol fix.

Deși acest amortizor de șocuri hidraulic oferea numeroase avantaje față de testele de coliziune pe pistă, avea încă unele dezavantaje. Instalarea sa în aer liber, de exemplu, supunea testele capriciilor vremii și era adesea nevoie să se aștepte soarele pentru ca camerele ultra-rapide să poată înregistra rezultatele experimentelor. Tehnicienii GM au căutat apoi o modalitate de a efectua aceste teste de siguranță într-un spațiu închis, unde condițiile de iluminare ar fi permis desfășurarea continuă a unui program de teste.

Metoda veche

În anii care au urmat sfârșitului ultimului conflict, testele realizate de GM se încheiau întotdeauna prin distrugerea modelului. Fie că era vorba de răsturnări (1) efectuate de o mașină teleghidată sau de răsturnări provocate prin urcarea pe o rampă de către o mașină tractată (2). Apoi a venit perioada amortizorului hidraulic de șocuri, care a permis o serie de teste fără a distruge automobilul (3). Mașina, atașată de un cablu în centrul său de greutate, era supusă unei decelerări a cărei forță era variabilă. Testele astfel realizate, cu o caroserie fără uși (4), în fața unei grile de referință sau pe un singur șasiu (5), au permis determinarea foarte exactă a reacției pasagerilor aflați pe locurile din față.

Metoda nouă

Înainte de a experimenta în laborator, sub supravegherea camerelor, reacțiile unui manechin proiectat împotriva unui tablou de bord sau pe un perete (1), tehnicienii de la G.M. încep prin a fabrica un craniu din aluminiu care servește drept matriță (2). Un strat de poliuretan este aplicat experimental pentru a obține o structură (3), iar partea din spate este detașată pentru a permite instalarea instrumentelor de control (5). Apoi aceste capete sunt acoperite cu adeziv pentru a primi un strat de piele de capră, care prezintă aceleași caracteristici morfologice ca pielea umană (6). Odată încheiată această operațiune delicată și după ce modelul experimental a dobândit forma sa finală, acesta este uscat pentru a obține un ansamblu omogen, asemănător cu pielea (7).

Patul de Impact

În 1961, inginerii de pe terenul de teste au dezvoltat un sistem de control al șocurilor care fusese inițial conceput pentru armata SUA. Acest sistem a fost denumit patul de impact.

Acest pat reproduce condițiile longitudinale ale unui impact, dar în sens invers. În prezent, într-un impact și în testele efectuate cu amortizorul hidraulic de șocuri, vehiculul se mișcă la o viteză constantă și este oprit brusc. Cu patul de impact, vehiculul este inițial în repaus, apoi este supus unei accelerații puternice. Rezultatul este același, deoarece caracteristicile timpului de accelerare este aceleași în ambele cazuri. Această accelerație rapidă este realizată cu ajutorul unui compresor de aer care propulsează platforma pe un ax cu o forță de 150 de tone. Un bloc de beton de 91 de tone adăpostește compresorul, al cărui debit controlat anterior permite repetarea experimentelor și ajustarea sincronizării diferitelor aparate de măsură.

Camere ultra-rapide sunt utilizate pentru a fotografia impacturile. Acestea sunt amplasate sub diverse unghiuri pentru a acoperi întreaga scenă a experimentului. Iluminarea este asigurată de șaizeci și patru de proiectoare echipate cu lămpi de 1.500 de wați, permițând astfel realizarea de imagini color pe filme de mare viteză, la un ritm de 3.000 de imagini pe secundă!

Pe lângă aceste mijloace de control cinematografic, inginerii dispun și de echipamente ultra-moderne pentru a analiza în profunzime mecanica și manechinele-robot. Este vorba despre două osciloscoape echipate cu optsprezece canale, plus o consolă de citire. Aceste două aparate sunt coordonate cu camerele ultra-rapide.

Patul de impact permite testarea siguranței întregului automobil sau doar a unui singur element al acestuia. Mașina sau partea de caroserie supusă testului poate fi montată în orice unghi, permițând astfel recrearea tuturor pozițiilor imaginabile pentru a se apropia cât mai mult de condițiile reale ale unei coliziuni. Centurile de siguranță, încuietorile ușilor, coloanele de direcție și motoarele au fost supuse testelor patului de impact pentru a determina reacțiile lor în cazul unui impact frontal.

Una dintre primele serii de teste realizate cu ajutorul patului de impact a vizat evaluarea cinematică a scaunului din față. Scopul principal era verificarea rezultatelor obținute cu metodele anterioare de testare. O parte frontală de automobil, ocupată de doi manechini, a fost instalată pe platforma patului. Marcaje au fost aplicate pe cap, umeri, talie, genunchi și pe corpul manechinilor pentru a analiza imaginile testului. Este de remarcat faptul că o astfel de experiență, care durează 120 de milisecunde, necesită doi tehnicieni și patruzeci de ore pentru a analiza rezultatele oscilografelor și filmelor. Tot ce era doar teorie este acum încadrat într-un context de accident real.

Datorită patului de impact, inginerii de la GM au putut efectua teste pentru coliziuni din spate și laterale, în principal pentru a testa rezistența portierelor.

Înainte de experimentul pe patul de impact, manechinele sunt pregătite pe masa de operație. Fiecare este echipat cu nouă accelerometre: trei în cap, trei în trunchi și trei în bazin (1). Cele două manechine, care cântăresc fiecare 83 kg, sunt supuse verificărilor finale. Ele sunt conectate prin cabluri la toate aparatele de măsurare (2). Numărătoarea inversă a început. Rampele de lămpi fluorescente sunt sincronizate cu camerele ultra-rapide. De îndată ce începe numărătoarea inversă, lămpile roșii se aprind pe consola de control, iar personalul evacuează zona de testare. Majoritatea camerelor înregistrează 3.000 de imagini pe secundă (3). Totul este pregătit, iar pistonul uriaș, care va provoca o decelerație de 40 G pe o distanță de 30 de metri, va recrea un accident (4), ale cărui efecte sunt vizibile pentru pasagerii de pe locurile din spate, mai întâi la începutul decelerării (5), apoi în faza finală (6). Acum sunt prezentate condițiile unui impact care afectează pasagerii de pe locurile din față. Această imagine reprezintă condițiile accidentului cu 1/1.000 de secundă înainte de impact (7). Deși este vorba de un manechin, fotografia capului lovind parbrizul este surprinzătoare (8). Inginerii de la G.M. constată daunele pe parbriz (9), apoi pe capul manechinului și măsoară intensitatea rănilor teoretice și gravitatea acestora (10).

De asemenea, trebuie menționată munca foarte importantă realizată de G.M. pentru a studia problema impacturilor capului cu parbrizul. Capetele manechinelor, pline de instrumente, sunt acoperite cu piele de capră. De fapt, efectele lacerațiilor produse de sticlă pe pielea de capră sunt similare cu cele observate pe fețele victimelor accidentelor. Aceste teste sunt realizate progresiv, de la un impact minor, care produce doar o mică rană, până la un impact puternic, în care capul străpunge parbrizul.

A fost nevoie de cartea lui Ralph Nader pentru ca America să descopere munca enormă de cercetare realizată nu doar de General Motors, ci și de ceilalți producători americani. În această țară, care în următorii zece ani va avea 100 de milioane de vehicule, următoarea etapă a luptei pentru siguranță pe drumuri se va extinde la șoferi. Deja, G.M. împrumută mașini marilor școli pentru cursuri de conducere, și, din 1955, peste 50.000 de mașini au fost astfel puse la dispoziția profesorilor de conducere. Un director al American Motors, dl. Isbrandt, declara recent în respectata publicație «Nation’s Business»: «Trebuie acum să educăm utilizatorii. Marja de eroare a șoferului va deveni din ce în ce mai mică în anii ce vor urma.»

În așteptarea ca educația șoferilor să dea roade, munca inginerilor americani a permis deja modificarea structurii anumitor mașini, desigur, dar și determinarea unor noi profiluri de drum și crearea de mijloace de protecție pentru pasageri și șoferi. Aceste rezultate și multitudinea de informații colectate în laboratoarele de cercetare sunt în beneficiul tuturor automobiliștilor. Dar va trebui, pe viitor, să se meargă și mai departe. Toate aceste experimente au permis realizarea unei autopsii a accidentului. Desigur, acum se știe ce se întâmplă atunci când o mașină suferă un impact la 60 sau 80 km/h. Se știe cum reacționează umerii, genunchii, craniul și picioarele. Dar ceea ce este necesar de acum înainte este stabilirea imperativelor de siguranță pentru o mașină, la fel cum se stabilesc pentru un avion. Nu există pilot care să accepte să decoleze cu un aparat care nu este echipat cu un set de semnale luminoase care să indice orice defecțiune mecanică.

Rămâne de sperat că această vastă muncă de cercetare va duce, în viitorul apropiat, la îmbunătățiri pe care, din partea noastră, ne-am dori să le vedem aplicate sistemului de frânare sau suspensiei anumitor mașini. Repetăm, nu este vorba aici de a minimaliza efortul realizat în prezent de marii constructori mondiali și nici de a critica o marcă în mod special. Este, mai degrabă, o încercare de a face un bilanț al studiilor actuale, care au ca scop oferirea de mașini din ce în ce mai sigure pentru utilizatori, lăsându-le totuși o marjă suficient de importantă de responsabilitate pentru ca, la volanul automobilului lor, să nu se simtă ca niște roboți lipsiți de obligația de a conduce bine și de a se comporta responsabil.

un articol scris de G.-P. RICHER