Napsal: JAN ŠKVÁRA
Jedeme! Stisk tlačítka uvolňuje několikatunové závaží. Obrovská hmota se dává do pohybu směrem dolů. O dvacet metrů dál se rozjíždí proti betonovému bloku nový osobní automobil. Během dvou sekund dosahuje rychlosti 50 kilometrů v hodině. Dvě rychlokamery snímají rychlostí tisíc obrázků za sekundu místo očekávaného střetu. První kontakt s bariérou trhá úchyty předního plastového nárazníku. Tříští se sklo reflektorů. Čas jako by zrychlil. Od prvního kontaktu uběhlo sedm milisekund. Zbytky nárazníku a předn í maska je vtlačována do motorového prostoru, kapota se prolamuje směrem nahoru. Dvacet pět milisekund od prvního kontaktu. Pokud by v automobilu seděl řidič, byl by v tomto okamžiku vržen vpřed silou, odpovídající hmotnosti 1500 kg. Motor i s nápravou je tlačen směrem k prostoru pro posádku, zatímco zadn í část vozidla pokračuje vpřed. Čtyřicet pět milisekund. Nápravnice se deformují, kola narážejí do prahů. Nadzvedává skelet kabiny. Sedmdesát milisekund. Přední sloupky nepatrně povolují dozadu a do stran a rozvádě- jí další část nebezpečné energie jiným směrem. Zadní kola se zdvihají do vzduchu. Sto milisekund. Naakumulovan á energie se vybíjí do pružné deformace a vrhá automobil zpět. Zadní kola dopadají na zem a vrak zastavuje dvacet centimetrů od betonov ého bloku. Je po všem. Od prvního kontaktu uběhlo čtyři sta milisekund (0,4 sec), kamera zaznamenala čtyřista třicet záběrů a automobil se zkrátil o čtyřicet dva centimetry. Pokud by v automobilu seděla připoutaná pos ádka, pravděpodobně by čelní náraz přežila, neboť prostor pro přežití se zkrátil o pouhé dva centimetry. OD PALISÁD K VÝZKUMNÝM ÚSTAVUM Takhle nějak probíhá tzv. bariérov á zkouška, při které se vyhodnocují deformační zóny vozidla a minimální prostor pro přežití posádky. Musí se jí podrobit každý nový typ automobilu, aby dostal v tom kterém státě homologaci. První barérové zkoušky se dělaly již před válkou, i když to bylo do kulové hradby. Evropské státy v roce 1958 přistoupily v Ženevě k dohodě o přijetí jednotných podmínek pro homologaci a vzájemném uzná- vání zkoušek a dílů. Jakkoli je to podivuhodné, tak různé bezpečnostní prvky byly vždy řešeny automobilkami dříve, než došlo k jejich legislativnímu posvěcení. Například švédské automobily Volvo byly vybavov ány bezpečnostními pásy i na zadních sedadlech již v roce 1958, ale na předpis o zkoušení bezpečnostních pásů přistoupilo Švédsko až v roci 1980. Předpisy o zkouškách nárazu na vozidlo platí přibli žně od roku 1975, ovšem pojem deforma ční zóna znali v té době konstruktéři automobilů již minimáln ě deset let. Když se vytvářejí nové předpisy, je to téměř vždy za účasti OICA – Sdružení výrobců automobilů. Snad by se i dalo říci, že v této oblasti tlačí výrobci na legislativu, aby získali nějaký ten bodík navíc. · · · Takže jak to vypadá dnes? K běžnému vybavení dnes vyrobené- ho vozu z hlediska pasívní bezpečnosti patří samonavíjecí tříbodové pásy, opěrky hlavy, lepené a netříštivé sklo a absence jakýchkoliv ostrých výčnělků v prostoru posádky. Zkouší se deformace vozu při nárazech zepředu, zezadu a velikost deformace střední části vozidla, aby byl zachován minimální prostor pro přežit í. Zkouší se také deformace vybraných částí interiéru – volant, palubní deska nebo opěrky hlavy. Taková opěrka hlavy se zkouší tak, že se do ní tluče 6,8 kg těžkou hlavicí kyvadla ve tvaru koule 65 mm (přibližná míra a váha hlavy) rychlost í 24 km za hodinu. Ale ne všechny těžké úrazy nebo úmrt í jsou způsobeny přímým mechanickým působením. Je znám případ soutěžního spolujezdce, který po nárazu na strom našel okamžitou smrt, ačkoliv neměl jedno jediné vnější zranění. Utrhlo se mu srdce. Byly překročeny tzv. biomechanick é limity. Takže dnes, při modernizování předpis ů, se začínají brát do úvahy i biomechanick é limity. Z lékařských nálezů a různých výzkumů se zjistilo, že přetí žení hlavy může být do hladiny 80 g (9,81 m/s x 80) po dobu max. 3 milisekund, aby nebyl trvale poškozen mozek. Takže opěrky hlavy a přístrojová deska se po překročení tohoto limitu musí deformovat tak, aby náraz utlumily, absorbovaly množství kinetické energie a tím zabránily trvalému poškozen í mozku ze zpoždění (opak zrychlení). Hodnoty jsou známé. Většina střetů na silnici je tzv. ofsetovým nárazem, (ná- raz se čtyřiceti až padesátiprocentním překryt ím čelních částí vozidel). Charakter nárazu je jiný než při klasické, bariérové zkoušce. Moderní zkoušky by měly vypadat tak, že zkoušený automobil s figurínou naráží levou přední částí do bariéry, která není pevná, ale simuluje deformaci druhého vozu. Také rychlost bude zvýšená, stanovená na 56 km/h. Při ofsetové zkoušce se měří na figuríně zpoždění hlavy, deformace hrudníku, zatížení stehenní kosti, posunut í kolen. Ovšem největší důraz bývá kladen na hlavu, která jako jediná pom ěrně hmotná část těla není ničím podepřena nebo držena. K měření se používá figurína antropomorfn ího typu. Figuríny pro čelní náraz vyrábějí Američané, její název je Hybrid – III GM (General Motors), pro boční náraz je to holandský Eurosid. Jsou to velice složitá a nákladná zaří- zení. Jen pro orientaci: figurína pro čelní náraz převyšuje cenu sto tisíc dolarů. V těle figuríny jsou siloměry, snímače zpoždění v hlavě, hrudníku a v nohách. Dnes se vyvíjí nová noha, kter á by měla měřit momenty na holeni, kruty kotníku a tlak na stehenní kost. Ta například by měla snést osm tisíc Newtonů, než praskne, ale přípustný limit je samozřejmě nižší – asi 6,9 KN. ZPEČNOSTNÍ NADSTANDARD – ZA VŠECHNO SE MUSÍ PLATIT Výrobci automobilů se snaží největ- ší nebezpečí co nejvíce eliminovat a montují do svých vozů i nadstandardn í vybavení. Možná víte, co je to airbag. Jako jeden z mála ochranných opatření je tento vzduchový vak schopen zabrá- nit úderu hlavy o přístrojovou desku nebo o volant při čelním nárazu. Jak to ale vlastně celé funguje? Uvnitř automobilu jsou umístěny snímače zpomalení, které reagují na náraz. Jako příklad si vezměme syst ém nové monstrózní Hondy Civic. Čidla jsou tu nastavena tak, že reagují již při čelním nárazu v úhlu do 30 stup- ňů v rychlosti kolem 20 km/h. Takto zaznamenan ý náraz aktivuje explozi pyropatrony, jež musí velmi rychle naplnit vaky, umístěné u řidiče ve volantu (60 litrů), u spolujezdce v horní části přístrojové desky (150 l), které zaplní prostor před cestujícími. To vše ještě předtím, než se těla vlivem setrvačnosti začnou pohybovat vpřed. To znamená v čase 0,05 sekundy od prvního kontaktu s překážkou. Pod vahou hlavy a horn í části těla se pak záchranné vaky řízeně vypouštějí, aby pohltily většinu kinetick é energie. Ovšem není to samospásný prostředek, nafukovací vak není schopen zadržet cestujícího. Musí se použí- vat bezpečnostní pás. Dokonale vyvinutý systém bezpeč- nostních pásů si přiblížíme na novém patentu francouzské firmy Renault. Samonavíjecí pás je doplněn o tzv. utahovací pyropatronu a deforma ční omezovač zátěže. Jedná se o dvě různé akce v rozdílných okamžicích. Bezprostředně po nárazu jsou cestující pomocí předepínačů pevně připoutáni do optimální polohy v sedadle. Po překro čení bezpečného limitu přetížení se jednoduchá součástka na úchytu bezpe čnostních pásů deformuje, a tím umožňuje pasažérům mírný pohyb dop ředu. Tím je zmenšeno riziko zranění horní části těla, ke kterému by mohlo dojít z nadměrného přetížení. Jen na okraj: Střední zpoždění (prů- měrná hodnota nárazu) u dobrého vozidla, jedoucí rychlostí 50 km/h je 20 G. To znamená, že vážíte-li 75 kg, tak na vás při nárazu působí 75 x 20 = 1500 kg. Jestliže si někdo myslí, že se nemusí vá- zat, že se podrží volantu, měl by si uvě- domit, kolik bude muset v okamžiku nárazu udržet. TÁTO, MÁMO, PŘESVĚDČ MĚ Zcela samostatnou kapitolou jsou bezpečnostní zádržné systémy pro děti. Snad nejvýhodnější je dětská sedačka, umístěná na sedadle pro spolujezdce, ale obráceně, zády ke směru jízdy. Je to velmi příjemné pro matku, která řídí -s dítětem má přímý vizuální kontakt a nemusí se při řízení rozptylovat, dítě méně zlobí. Také dětská hlava je na rozdíl od dospělého nepoměrně těžší oproti tělu. Při nejčastějším typu kolize – čelnímu nárazu – jsou záda, hlava i krk opřené, síla nárazu je tiskne do sedačky a zmenšuje se nebezpečí poranění páteře. Ovšem pozor! Pokud je na sedadlo spolujezdce namontován airbag, je tento dětský zadržovací systém velmi nebezpečný. Prudké nafouknutí v protipohybu by mohlo náraz umocnit až na 200 G. Takže: pokud je na místě spolujezdce airbag, dětskou sedačku dozadu a také obráceně. NÁRAZ Z BOKU Dalším statisticky nejčastějším typem kolize je boční náraz. Přitom na bocích vozidla je nejmenší prostor pro deformaci, takže absorbce nárazu je nejmenší. Z tohoto hlediska je boční náraz velmi nebezpečný. Ať je tomu jak chce, tříbodové bezpe čnostní pásy s předpínači, deformační zóny vpředu i vzadu nebo dokonale umístěné opěrky hlavy mohou jen stěží něco pořídit proti síle bočního nárazu. Avšak i toto nebezpečí se snaží výrobci nějakým způsobem eliminovat. Jako příklad můžeme vzít opět švédské Volvo, které v roce 1991 přišlo se systémem SIPS (Side Ipact Protection Systém). Jeho základem je moderní konstrukce skeletu kabiny, která rozvede energii bočního nárazu speciálními střešními a podlahovými prvky do deformace celého skeletu, prostě odvede ji jiným smě- rem. A jestliže jsme mluvili také o Hondě Civic, tak ta zase má na výztuze bočních dveří takzvaný peditliner, což je deforma ční člen, který pohltí značnou část energie programově spočítanou deformací do stran. A protože Volvo si pěstuje image nositele pokroku v oblasti pasívní bezpečnosti, doplnila v roce 1994 svůj systém SIPS ještě o postranní airbag o obsahu 12 litrů. UDRŽET AUTO NA SILNICI Výkony automobilů se rok od roku zvyšují a největším probl émem bývá udržet automobil na silnici i ve vysokých rychlostech a v zatáčkách. K tomu se některým konstruktérským týmům velice hodí technické finesy, vyzkoušené na závodn ích okruzích. Jednou z takových libůstek je lichoběžníkové zavěšení kol na obou nápravách, které se objevilo na již několikr át zmiňované Hondě Civic. Při výkyvech kola nahoru a dolů, se kolo nepohybuje po kružnici jako v obvyklém zavě- šení, ale udržuje se stále kolmo k vozovce. Tím je zajištěn neust álý maximální styk pneumatiky s vozovkou. Jiný systém na bezpečné projetí zatáček uplatňuje francouzsk á firma Peugeot na své nové čtyřistašestce. Na zadní náprav ě přibylo kontrolní rameno, které má za úkol při působení odstředivé síly nastavit nepatrně kolo paralelně s natočením kol předních. Systém elektronicky řiditelné zadní nápravy funguje i u Hondy Prelude model 1994 – 1995. GUMY NEJSOU NA GUMOVÁNÍ „Udržet auto na silnici ale stále musejí především pneumatiky. Nebudeme rozebírat stav pneumatik některých řidičů, kteří napodobují jezdce F1: nejlepší vzorek – žádný vzorek. F1 mají totiz pneumatiky ze speciálne vyvinutých smesí, urcené ale také k jednorázovému uzití. V bezném provozu je sice opotrebovatelnost pneumatik významným faktorem, ale prezout by mel dvakrát do roka kazdý. Zimní a letní provoz totiz vyzaduje od pneumatik rozdílné vlastnosti. Hlavní rozd íl je ve slození smesi a typu vzorku. Zimní smes je mekká a také se rychleji ojízdí A vzorek dezénu (jeho doteková plocha s vozovkou) je narušen ješte jedním jemnejším prorezáním, postaveným kolmo na smer jízdy. Tohle jemné prorez ání nabírá sníh, pri doteku s vozovkou nabraný sníh pevne pridrzí a po odvalení kola nabraný sníh opet uvolnuje. Predstava, ze ideální vzorek na zimu jsou hrubé špalky, je naprostý omyl. Drapák totiz patrí do mekkého terénu, coz uklouzaná zimní silnice roz hodne není. Další nepříjemnou okolností je voda na vozovce. Tento problém poměrně dobře řeší letošní hit firmy Pirelli, pneumatika P 6000. Do směsi běhounu byla použita kyselina křemičitá, díky které vyniká pneumatika zřetelně lepší přilnavost í především k mokrému povrchu. Její netradičně řešený dezén nese název „nulová vlna. Dominantou vzorku je žlábek kolem celého obvodu, který formuje vodu do jakési kolejnice, po které je pneumatika vedena. Důmysln ě postavené příčné prořezání způsobuje odvod vody zpod styčných ploch pneumatiky směrem ven od vozu. Tím je významně snížen efekt vodního pytle, který každý zkušený řidič zná. A nezku šený pozná, když vletí do louže – odstřikující voda od kol celý automobil výrazně zbrzdí a trochu nadzvihává. PALUBNÍ COMPUTERY Mimo různé prvky pasívní bezpečnosti a konstrukční finesy se přední výrobci automobilů předhánějí v různých elektronických systémech. Písmena ABS, ASR, EBV, GMR, ETS, ESP, NAG, APS, nebo ATS se na nás valí z různých prospektů a katalogů a jejich významy se dešifrují jen stěží. Velice rozdílné typy kontrolních a regulačních zařízení mají ovšem na rozdíl od zkratek něco společ- ného: mají zajistit co nejlepší jízdní a brzdné vlastnosti na obtížném, třeba kluzkém terénu. K základním systémům patří ABS. Tento systém je založen na elektronick ém snímání otáček každého kola při brzdění. Jakmile se některé kolo dostane do smyku (to znamená netočí se, ač- koliv ostatní ještě ano), elektronika uvolní čelisti kotoučové brzdy tak, aby se kolo opět mohlo odvalovat a tím přenášet brzdný moment mezi kolo a vozovku. Mimochodem, Honda Civic je prvním automobilem, který tento systém pou- žívá i na bubnových brzdách, kterými je u tohoto typu brzděna zadní náprava. Systém EBV zase samočinně reguluje rozdělení brzdné síly. Pravý opak je systém ASR. Má zajistit bezchybnou akceleraci na kluzkém ter énu. To znamená, že jakmile kola za- čnou prokluzovat, automaticky se sníží otáčky motoru. Zjištěné otáčky se navíc také přenášejí do jednotky, obsluhující elektronicky ovládanou uzávěrku diferenci álu – ETS. Zatímco funkce proti blokování a prokluzu kol se týkají brzdění a rozjezdu vozu, tedy dynamiky v podélném smě- ru, většina kritických jízdních situací nastává v zatáčkách. HUDBA BUDOUCNOSTI Jedním z prvních systémů, které řeší stabilitu vozu i ve směru příčném, je syst ém ESP, montovaný do vozu Mercedes- Benz S 600. V tomto voze řídicí elektronika kromě otáček kol také nep řetržitě snímá natočení kol, brzdný tlak, příčné zrychlení a točivý pohyb vozu kolem svislé osy. Aktivace systému probíhá několik milisekund potom, co ESP zjistí sebemen ší odchylku od naprogramovaného normálu. Následná stabilizace vychyluj ícího se vozu z předpokládané dráhy je zajištěna pomocí snížení točivého momentu motoru, případně přibrzděním příslušných kol. Tímto způsobem může být zabrzděn i automobil, který se dostal do smyku. Podobné systémy vyvíjejí i bavorské BMW pod názvem DSC-3 (Dynamische Stabilitäts Control), nebo firma ITT Automotive s názvem ASMS (Automatisches Stabilitäts Management Systém). V současné době to jsou špičkové technologie, montované pouze do automobil ů vyšší kategorie. Ovšem, co není dnes, bude zítra. Doufejme, že podobn é systémy se osvědčí a slovo SMYK bude patřit jen na plochou dráhu, nikoli do nočních můr běžného automobilisty.
