Profesjonalne testy zderzeniowe są jednym z istotnych elementów procesu wdrażania nowych modeli samochodów na rynek. Pozwalają one w kontrolowanych warunkach zweryfikować to, jak pojazd będzie zachowywać się pod wpływem różnego rodzaju oddziaływań, analogicznych do tych, występujących podczas niebezpiecznych zdarzeń na drodze. Obecnie testy zderzeniowe samochodów, określane również mianem crash-testów, są obowiązkiem producentów aut pragnących wprowadzić do sprzedaży nowe pojazdy. Od wyników takich testów zależy, czy dany samochód spełni ustalone normy zderzeniowe, a co za tym idzie – będzie mógł być dopuszczony do użytku na terenie danego kraju. Wraz z rozwojem technologii testów zderzeniowych idzie w parze rozwój w obszarze materiałów mających na celu poprawę bezpieczeństwa i wytrzymałości pojazdów. Ewoluuje również podejście producentów aut do procesu projektowania samochodu.
Nowoczesne auto powinno zapewniać zarówno kierowcy, jak i pasażerom wysoki poziom ochrony w razie ewentualnej kolizji lub wypadku. Testy zderzeniowe mają na celu praktyczną weryfikację tego, jak pod względem bezpieczeństwa i wytrzymałości w takich sytuacjach prezentuje się badany model samochodu. O znaczeniu tego rodzaju przedsięwzięć świadczy fakt, że wykonuje się je już od lat 50. XX w. Z każdą kolejną dekadą zwiększał się poziom ich zaawansowania, co z kolei przekładało się na wzrost bezpieczeństwa zarówno użytkowników danego auta, jak i innych uczestników ruchu.
Aktualnie przeprowadzaniem testów zderzeniowych samochodów zajmują się nie tylko sami producenci, ale także niezależne organizacje, takie jak np. European New Car Assessment Programme (Euro NCAP). W zależności od podmiotu, który przeprowadza testy zderzeniowe, ich lista oraz badane parametry mogą się różnić, aczkolwiek dąży się do tego, aby poddawać pojazdy możliwie kompleksowej weryfikacji i ocenie pod względem odporności oraz bezpieczeństwa zapewnianego kierowcy i pasażerom zarówno podczas kolizji, jak i standardowego użytkowania. Z biegiem lat technologia testów zderzeniowych ewoluuje – powoduje to zwiększenie jakości i wiarygodności takich badań, a także skutkuje intensywniejszymi działaniami koncernów samochodowych na rzecz poprawy bezpieczeństwa swoich aut oraz poszukiwania nowych, lepszych materiałów, które zapewnią skuteczniejszą ochronę użytkownikom samochodów.
W dalszej części tego artykułu wyjaśnimy m.in. czym dokładnie są testy zderzeniowe samochodów, jakie można wyróżnić ich podstawowe rodzaje, jak się je przeprowadza, a także z jakimi innowacjami w zakresie technologii testów zderzeniowych i materiałów mających zwiększyć bezpieczeństwo pojazdów mamy do czynienia w ostatnich latach.
Niemal każdego dnia docierają do nas informacje na temat wypadków samochodowych, które miały miejsce na polskich lub zagranicznych drogach. Pierwsze tego typu zdarzenie ze skutkiem śmiertelnym miało miejsce już w 1889 roku w Wielkiej Brytanii, a już w XX w. śmiertelne wypadki stały się tragicznym elementem otaczającej nas rzeczywistości. Wraz z rozwojem ruchu samochodowego coraz większy nacisk zaczęto kłaść na kwestię bezpieczeństwa pojazdów, która obecnie stanowi absolutny priorytet dla całego sektora automotive. Naturalnymi konsekwencjami tego trendu są m.in.:
W procesie zwiększania poziomu bezpieczeństwa aut ogromną rolę odgrywają testy zderzeniowe samochodów (crash-testy). W najprostszym ujęciu są to specjalnie zaprojektowane badania przeprowadzane w ściśle określonych warunkach, które mają jak najdokładniej imitować konkretne sytuacje drogowe, takie jak kolizje czy wypadki. W ramach tych testów badane może być nie tylko zachowanie samego pojazdu pod wpływem oddziaływania na niego określonych sił, ale także skutki, jakie niesie za sobą to oddziaływanie dla kierowców, pasażerów czy np. pieszych. Warto podkreślić, że metody wykorzystywane w przypadku konkretnych testów różnią się nie tylko ze względu na typ symulowanej sytuacji drogowej czy podmiot przeprowadzający dane testy, ale także m.in. z uwagi na rodzaj pojazdu. Przykładowo testy zderzeniowe samochodów ciężarowych będą inne niż aut osobowych, podobnie jak testy pojazdów spalinowych mogą odbiegać od testów, jakim poddawane są auta elektryczne.
Istnieją różne przyczyny tego, że nowe auta poddaje się testom zderzeniowym. Podstawowym powodem jest chęć weryfikacji bezpieczeństwa i odporności wytwarzanych pojazdów przed wprowadzeniem ich na rynek. Wykrycie niedoskonałości pozwala wprowadzić niezbędne zmiany w projekcie lub technologii produkcji, które umożliwią podniesienie poziomu wytrzymałości auta oraz ochrony, jaką zapewnia ono kierowcy i pasażerom.
Inną przyczyną, która decyduje o ważnym statusie testów zderzeniowych samochodów, są regulacje prawne. Nakładają one na producentów aut obowiązek testowania swoich pojazdów pod kątem spełniania określonych norm zderzeniowych. Niespełnienie tych norm uniemożliwia dopuszczenie testowanego samochodu do ruchu w kraju, na terenie którym obowiązują dane przepisy.
Ważną motywacją, którą kierują się niezależne podmioty specjalizujące się w przeprowadzaniu testów zderzeniowych samochodów, jest uświadomienie potencjalnych użytkowników konkretnych modeli o tym, jak prezentują się one pod względem bezpieczeństwa. Na przykład, dzięki gwiazdkom przyznawanym przez Euro NCAP, osoba zainteresowana zakupem pojazdu może zweryfikować, czy auto, nad którym się zastanawiała, jest w stanie zapewnić jej i jej rodzinie odpowiedni poziom ochrony podczas poruszania się po drogach.
Za przeprowadzanie testów zderzeniowych odpowiedzialne są zazwyczaj niezależne instytucje. Jednym z najważniejszych podmiotów o tym profilu działalności jest Euro NCAP – European New Car Assessment Programme, którego testom poddawane są auta wielu popularnych marek. Zapoznając się z charakterystyką podstawowych testów zderzeniowych samochodów wykonywanych przez tę instytucję, można lepiej zrozumieć, na czym polegają crash-testy.
Jedną z podstawowych prób, jaką Euro NCAP poddaje testowane przez siebie pojazdy, jest zderzenie czołowe typu off-set (front impact). W jej ramach realizowane są dwa odrębne testy.
Kolejną próbą realizowaną przez Euro NCAP jest test zderzenia bocznego (side impact). W tym przypadku badanie polega na uderzeniu bariery o masie 900 kg w bok nieruchomego pojazdu na wysokości środkowego słupka nadwozia. Bariera w trakcie tego testu porusza się z prędkością 50 km/h.
Ważnym elementem zestawu prób przeprowadzanych przez Euro NCAP jest test słupa (pole test). Na czym on polega? Podczas tej próby samochód przemieszcza się bokiem z prędkością 29 km/h i następnie uderza w pionową przeszkodę na wysokości środkowego słupka nadwozia.
Wśród testów Euro NCAP nie mogło zabraknąć również próby zderzenia z pieszym (pedestrian impact). Podczas tego testu symulowane jest potrącenie pieszego przodem auta przy prędkości zderzenia wynoszącej 40 km/h. Rolę pieszego w tym przypadku odgrywa specjalnie skonstruowany manekin, który imituje postać dorosłego lub dziecka.
Należy podkreślić, że powyższe cztery próby nie wyczerpują puli wszystkich testów, jakim mogą być poddawane nowe pojazdy. W ramach crash-testów można tworzyć również symulacje wielu innych sytuacji, takich jak m.in. dachowanie, wjechanie w drzewo czy najechanie auta na tył innego samochodu. Co więcej, instytucje takie jak Euro NCAP poddają samochody również innym testom umożliwiającym rzetelną ocenę ich bezpieczeństwa. Jako przykłady takich testów możemy przytoczyć m.in.:
Wracając jednak do podstawowego zestawu testów zderzeniowych przeprowadzanych przez Euro NCAP, to poddawane im samochody są oceniane poprzez przyznanie odpowiedniej liczby gwiazdek (skala od 1 do 5). Warto zauważyć, że instytucja jest świadoma ciągłego rozwoju testów zderzeniowych – sama bierze w nim czynny udział – dlatego przyznawane przez nią poszczególnym modelom aut oceny nie są „wieczne” – po sześciu latach dochodzi do ich przedawnienia. Pod jakim kątem są oceniane samochody biorące udział w testach Euro NCAP? Procentowej ocenie podlega kilka obszarów, do których zalicza się:
Oceny cząstkowe przekładają się później na ogólną liczbę gwiazdek przyznawaną testowanemu modelowi samochodu.
Dynamiczny rozwój sektora automotive i związany z tym wzrost poziomu bezpieczeństwa i wytrzymałości pojazdów powoduje, że również testy zderzeniowe samochodów muszą ewoluować i stale „podnosić poprzeczkę” badanym autom. Jest to podyktowane również kolejnymi regulacjami, które mają na celu zwiększenia bezpieczeństwa ruchu drogowego oraz jego uczestników. Instytucje specjalizujące się w przeprowadzaniu tego rodzaju testów stale pracują nad rozwojem technologii badawczych, modyfikując zarówno same metody i rodzaje testów, jak i dokładając kolejne czynniki podlegające weryfikacji i ocenie. Na jakie przykłady innowacji w obszarze testów zderzeniowych samochodów warto zwrócić szczególną uwagę?
Istotną rolę w testach zderzeniowych samochodów odgrywają surogaty ludzkiego ciała, czyli manekiny zderzeniowe mające symulować pasażerów. Jest to jeden z obszarów, w którym upatruje się szczególny potencjał rozwojowy, jeśli chodzi o udoskonalanie crash-testów i podnoszenie ich użyteczności. Rozwój w tym zakresie dotyczy nie tylko konstrukcji samych manekinów, ale także np. modeli liczbowych odwzorowujących geometrię i właściwości poszczególnych partii ludzkiego ciała. Jedną z inicjatyw, na które warto zwrócić uwagę, był finansowany przez Unię Europejską projekt THOMO, mający na celu opracowanie modelu liczbowego ludzkiej klatki piersiowej, czyli całego obszaru między głową a brzuchem. Wyniki badań przeprowadzonych w ramach tego projektu pozwoliły lepiej poznać i zrozumieć reakcje ciał ludzkich o różnych parametrach fizycznych na siły oddziałujące na nie podczas zderzeń, co z kolei napędziło rozwój prac nad manekinami zderzeniowymi lepiej prezentującymi się pod względem wierności biologicznej.
Ciekawym przykładem innowacji w testach zderzeniowych, która uwzględnia czynnik bagatelizowany przez lata, są manekiny symulujące sylwetkę kobiety. Przez długi czas tego rodzaju modele ludzkiego ciała bazowały zazwyczaj na parametrach i budowie organizmu przeciętnego mężczyzny. Tymczasem szacuje się, że obecnie około połowę kierowców stanowią kobiety, które nie tylko są średnio mniejsze i lżejsze od mężczyzn, ale także charakteryzują się m.in. odmienną siłą mięśni czy kształtem tułowia, miednicy oraz bioder. To wszystko sprawia, że ich organizmy inaczej reagują na obciążenia, z jakimi mają styczność podczas niebezpiecznych zdarzeń drogowych.
Jest to doskonale widoczne na przykładzie zderzeń tylnych o niewielkiej sile, czyli jednego z częstszych typów kolizji na drogach. Badania wskazują, że w przypadku takich kolizji występuje istotna różnica na niekorzyść kobiet, jeśli chodzi o poziom ryzyka wystąpienia urazu kręgosłupa szyjnego. Grupa szwedzkich specjalistów prowadzących te badania pod kierownictwem Astrid Linder opracowała specjalnego manekina, który odwzorowuje ciało przeciętnej kobiety. Jest on wykorzystywany w crash-testach i możliwe, że przyczyni się w niedalekiej przyszłości do większej koncentracji producentów aut, na testowaniu swoich pojazdów pod kątem bezpieczeństwa zapewnianego kobietom. Obecnie niektóre koncerny samochodowe, np. Mercedes-Benz, od lat używają już manekinów symulujących ciało kobiety w testach zderzeniowych wytwarzanych przez siebie pojazdów, ale ze względu na brak odpowiednich regulacji prawych, nie jest to jak do tej pory w pełni powszechna praktyka w sektorze automotive.
Przez ostatnie lata producenci samochodów chętnie rozszerzali gamę funkcji w swoich pojazdach, do skorzystania z których wymagana była aktywacja przy użyciu ekranów i powierzchni dotykowych. Miało to na celu nie tylko unowocześnienie designu wnętrz aut, ale także zwiększenie wygody kierowców oraz obniżenie kosztów produkcji. Jak twierdzą jednak specjaliści Euro NCAP, tendencja związana z odchodzeniem od tradycyjnych przycisków i przełączników na rzecz rozwiązań dotykowych w praktyce przyczyniła się do większego rozproszenia uwagi kierowców, a co za tym idzie – wzrostu ryzyka wypadków. Z tego powodu już w 2026 roku warunkiem obligatoryjnym umożliwiającym nowemu modelowi auta pretendowanie do maksymalnej liczby gwiazdek w testach zderzeniowych Euro NCAP będzie stosowanie ręcznych przełączników, dźwigni lub przycisków obsługujących minimum pięć ważnych funkcji, takich jak obsługa:
Nie da się nie zauważyć, że coraz więcej obszarów naszego życia w pewien sposób wkracza w świat wirtualny. Podobnie jest w przypadku sektora automotive – projektowanie przemysłowe samochodów odbywa się w oparciu m.in. analizy CAE czy modelowanie parametryczne CAD, a rzeczywiste testy zderzeniowe są wspomagane zaawansowanymi symulacjami. Wirtualne testy bezpieczeństwa samochodów niosą za sobą wiele korzyści związanych np. z:
Aktywny udział w dynamicznym rozwoju wirtualnych testów bezpieczeństwa samochodów mają inżynierowie Toyoty, którzy są autorami systemu THUMS (Total Human Model for Safety). Jest to stale udoskonalany, wirtualny system zderzeniowy, określany potocznie mianem cyfrowych lub wirtualnych manekinów, który pozwala na tworzenie różnych cyfrowych modeli ciała człowieka charakteryzujących się bardzo wysoką dokładnością odwzorowania biologicznego. Opracowany za jego pomocą model może odzwierciedlać nie tylko założony rozmiar czy kształt ciała ludzkiego, ale także m.in. pozycję, gęstość oraz wrażliwość mięśni, kości i organów. Co warto podkreślić, za sprawą THUMS można przygotować np. model dziecka, kobiety w ciąży czy seniora, a następnie śledzić i analizować dane z około 20 milionów punktów na ciele i wewnątrz ciała takiego wirtualnego „pasażera”. Wykorzystując taki model, inżynierowie mają możliwość analizy wpływu różnego typu kolizji i wypadków na konkretne narządy „pasażera”, przy uwzględnieniu tego, w jakim stopniu napięte są jego mięśnie. Tak dokładnych badań nie jesteśmy w stanie przeprowadzić na podstawie – nawet bardzo nowoczesnych – konwencjonalnych manekinów zderzeniowych.
Producenci aut dążący do podwyższenia poziomu ochrony, jaki ich pojazdy zapewniają kierowcom i pasażerom, nieustannie pracują nad eksploracją nowych i udoskonalaniem znanych już materiałów wykorzystywanych do wytwarzania różnych elementów samochodowych. Na jakie materiały warto zwrócić szczególną uwagę w kontekście bezpieczeństwa i wytrzymałości samochodów?
Jedną z najpowszechniej używanych grup materiałów w przemyśle samochodowym są stale. Wynika to z szeregu zalet tych materiałów, do których zalicza się m.in. wysoką wytrzymałość czy doskonałą energochłonność. Oczywiście, stal stali nierówna, dlatego do produkcji elementów samochodowych odpowiedzialnych za bezpieczeństwo pasażerów, które muszą charakteryzować się szczególnie dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, wykorzystuje się przede wszystkim:
Trudno wyobrazić sobie dzisiejszy świat motoryzacji bez wytrzymałych, trwałych i lekkich tworzyw sztucznych. Wykorzystuje się je zarówno w procesie wytwarzania elementów samochodowych zewnętrznych, takich jak np. spojlery czy zderzaki, jak i do produkcji wyposażenia wewnętrznego aut, np. podsufitek, wykładzin czy zagłówków. Jakie tworzywa sztuczne są szczególnie chętnie stosowane do produkcji komponentów odgrywających istotną rolę w kontekście bezpieczeństwa auta? Wśród nich można wyróżnić m.in.:
Warto dodać, że komponenty wykonane z tworzyw sztucznych często wzmacnia się poprzez tzw. zbrojenie z użyciem różnego rodzaju włókien metalicznych lub ceramicznych, co dodatkowo poprawia ich cechy mechaniczne.
Inną ważną grupę materiałów, które uwzględnia się w procesie, jakim jest projektowanie samochodu, stanowią kompozyty. Doskonałym przykładem innowacyjnego kompozytu wykorzystywanego m.in. do produkcji elementów nadwozia czy wałów napędowych, jest włókno węglowe. Charakteryzuje się ono nie tylko wysoką wytrzymałością, ale także brakiem podatności na korozję, bardzo niską masą czy unikalną estetyką. Innym kompozytem chętnie stosowanym w sektorze automotive jest Kevlar, czyli włókno aramidowe, w przypadku którego mamy do czynienia z jeszcze lepszymi właściwościami wytrzymałościowymi, a także wysoką odpornością termiczną i odpornością na tarcie oraz wyjątkowo niską wagą. Z uwagi na swoje walory Kevlaru używa się do wzmacniania pasków rozrządu i innych ważnych elementów konstrukcji samochodu.
Coraz bardziej wymagające testy zderzeniowe, a także chęć zapewnienia klientom wysokiej jakości, bezpiecznych pojazdów przy utrzymaniu opłacalności produkcji, wpływa na wieloetapowy proces projektowania samochodu. Dużą rolę obecnie odgrywają w nim m.in. analizy i symulacje komputerowe, które wykorzystuje się zarówno projektując poszczególne elementy auta, jak i cały pojazd. Skupienie na optymalizacji pojedynczych komponentów samochodowych, a następnie prawidłowym zaimplementowaniu ich najlepszej wersji w projekcie auta, jest bardzo istotne w kontekście tego, aby pojazd był w stanie zapewnić swoim użytkownikom wysokie standardy bezpieczeństwa.
Zaprojektowanie, a następnie wdrożenie do produkcji bezpiecznego komponentu samochodowego o pożądanej charakterystyce wymaga kompleksowego podejścia i zaangażowania w dany projekt technologiczny wykwalifikowanego zespołu inżynierów. Jako Endego możemy zapewnić profesjonalne wsparcie ekspertów, posiadających wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu i realizacji projektów technologicznych dla sektora automotive. Świadczymy kompleksowe usługi inżynierskie, w ramach których aktywnie uczestniczymy we wszystkich fazach projektu – od przygotowania wstępnej koncepcji do momentu uruchomienia seryjnej produkcji.
Chcesz skorzystać z pomocy kompetentnych inżynierów i projektantów, którzy wesprą Cię w pracach nad komponentami mogącymi przyczynić się do wyraźnej poprawy bezpieczeństwa samochodu projektowanego przez Twoją firmę? Skontaktuj się z nami!
Jeśli pomyślisz o samochodzie… czy wydaje Ci się być skomplikowany? Podwozie, koła, silnik, skrzynia biegów, klimatyzacja, stereo i gotowe. Cóż, samochody nie są już takie proste. Biznes motoryzacyjny ewoluował, a samochody to już nie tylko jazda, ale także sposób spędzania czasu w jej trakcie i oczywiście – bezpieczeństwo.
Czytaj więcejPrzyszłość transportu kolejowego jest nierozerwalnie związana z technologiami przyjaznymi środowisku. Według wielu ekspertów jednym z fundamentów nowoczesnego kolejnictwa mają stać się pociągi wodorowe. Jak pod względem zaawansowania prac nad zastosowaniem wodoru w kolejnictwie wypadają polskie firmy? Czy kolej wodorowa może zrewolucjonizować transport szynowy w naszym kraju i na całym świecie?
Czytaj więcejIdea zrównoważonego rozwoju oraz nastawienie na ekologię determinują kierunek, w którym zmierza współczesny transport publiczny. Autobus wodorowy jest innowacyjnym środkiem transportu doskonale wpisującym się w standardy, jakie powinna spełniać nowoczesna komunikacja miejska. Na ulicach polskich i zagranicznych miast coraz częściej można spotkać te niskoemisyjne pojazdy, które nie tylko szybko stają się funkcjonalnym elementem transportu publicznego, ale także zapewniają szereg korzyści w innych obszarach, m.in. przyczyniając się do poprawy jakości powietrza w danej miejscowości. Przewiduje się, że wraz z ich elektrycznymi odpowiednikami autobusy na wodór staną się w perspektywie kolejnych lat nieodłącznym elementem miejskiego krajobrazu. Co sprawia, że pokładane są w nich tak duże nadzieje?
Czytaj więcej
