Když rozhodují milisekundy: Jak v AURELu vzniká bezpečnost moderních vozidel

Bezpečnost moderních vozidel je výsledkem stovek hodin vývoje, testování a práce v extrémních podmínkách. Jedním z lidí, kteří stojí za tím, že auta dnes dokážou lépe chránit posádku i chodce, je vedoucí týmu analýz z oddělení bezpečnosti Pavel Funk. Jeho tým se v AURELu podílí na přípravě a testování bezpečnosti vozidel. V rozhovoru popisuje, jak zkoušky probíhají, a vysvětluje, proč je crash test neopakovatelný okamžik, za kterým stojí stovky hodin příprav, precizní práce a špičkové technologie.

Pane Funku, co obnáší práce vašeho týmu?

Na testování vozidel se v AURELu podílí několik specializovaných týmů, které úzce spolupracují i s experty na straně zákazníků. Na jednotlivých projektech se tak běžně setkávají desítky inženýrů a techniků. Naší rolí je komplexně zajišťovat bezpečnost vozidel – od aktivních prvků, které pomáhají nehodám předcházet, až po pasivní systémy, jež minimalizují jejich následky. Věnujeme se tak oblastem aktivní i pasivní bezpečnosti, což jsou mimořádně široké a komplexní disciplíny, kterými se AUREL systematicky zabývá již více než dvacet let.

Crash test je neopakovatelná událost, za kterou stojí stovky hodin vývoje. Co je při přípravě vozu nejdůležitější, aby byla zajištěna stoprocentní spolehlivost dat?

Jednoznačně preciznost a striktní dodržování technologických postupů. Specifikaci zákazníka musíme dodržet do posledního detailu. Nárazové zkoušky jsou totiž extrémně nákladné a výrobci počet prototypů kvůli úsporám neustále snižují. Pro nás to znamená, že z každého testu musíme získat maximum validních dat. Auto osazujeme velkým počtem snímačů, například silovými, optickými, akcelerometry, potenciometry a dalšími senzory. Musíme je umístit na přesně definovaná místa, a to vždy stejným způsobem. Jen tak dokážeme eliminovat vnější vlivy, které by mohly výsledky jakkoli zkreslit.

Platí, že u vysokorychlostního crash testu má tým jen jeden jediný pokus?

Ano, přesně tak. Vysokorychlostní crash test je nárazová zkouška při vysoké rychlosti, která simuluje těžkou dopravní nehodu. Rozhodují při ní milisekundy a chyby se neodpouštějí. Tomu odpovídá i úroveň přípravy – musí být maximálně precizní a bezchybná.

Vozidlo rozebíráme až na holou karoserii a následně celý interiér znovu kompletujeme. Přitom instalujeme externí snímače a kontrolujeme všechny zádržné systémy. Každý detail musí být pečlivě ověřený, abychom vyloučili vliv opakované montáže. Stačí jediný nedotažený spoj nebo špatně upevněný snímač – a celá zkouška je „znehodnocená“. Vzhledem k tomu, že náklady se mohou vyšplhat až do jednotek milionů korun, si takové riziko jednoduše nemůžeme dovolit.

Popište nám, jak probíhají testy zádržných systémů. 

Ještě předtím, než se zádržný systém instaluje do celého vozu, automobilky využívají tzv. saňové zkoušky. Ty simulují náraz pomocí zrychlení nebo zpomalení karoserie na speciálním vozíku – tzv. saních. Tento postup umožňuje testovat funkčnost airbagů, pásů a dalších bezpečnostních prvků bez nutnosti zničit celý vůz, což je levnější.

Pro saňové zkoušky využíváme nejčastěji katapult, pomocí kterého vystřelíme vyztuženou karoserii – tím simulujeme náraz. Přitom prověřujeme různé typy zádržných systémů, různá nastavení prvků v interiéru a více druhů figurín. Na základě naměřeného zatížení figuríny vybereme optimální konfiguraci, kterou následně ověřujeme v crash testech, aby splňovala všechny stanovené bezpečnostní požadavky.

Váš tým se věnuje i misuse zkouškám. Co si pod tím může čtenář představit?

Konkrétně testujeme tzv. Airbag Misuse zkoušky, tedy ověřování situací, kdy by se airbag aktivovat neměl. Díky přesné kalibraci senzorů dokáže systém během milisekund rozlišit skutečnou nehodu od běžného provozního nárazu. Typickým příkladem je nájezd na obrubník nebo přejezd přes železniční koleje – v takových případech by byla aktivace airbagu nežádoucí.

Cílem je zabránit zbytečnému spuštění zádržných systémů, které by vedlo k nákladným opravám. Po aktivaci airbagu je totiž často nutné vyměnit nejen samotný modul, ale i další části interiéru. Ve zkušebních podmínkách proto simulujeme různé reálné situace, jako je střet se zvěří nebo průjezd náročným terénem, a ověřujeme, zda systém reaguje správně.

Proč se vlastně dnes, v éře pokročilých virtuálních simulací, stále provádějí fyzické crash testy, při kterých se auta totálně zničí?

Virtuální simulace jsou velmi pokročilé a potřebné. Nicméně do výsledku reálného crash testu se promítá chování celého vozu i biofidelita figuríny. Virtuální svět zatím fyzické testy nedokáže nahradit tak, aby vše stoprocentně odpovídalo reálným podmínkám. 

Zmínil jste biofidelitu. Co tento pojem znamená?

Biofidelita vyjadřuje, do jaké míry se figurína chová při nárazu stejně jako lidské tělo. Při crash testech je to velmi důležitý parametr. Pokud má figurína vysokou biofidelitu, její reakce na náraz – například pohyb hlavy, prohnutí hrudníku nebo rotace pánve – odpovídá tomu, jak by při srážce reagovalo lidské tělo.

Jakou roli tedy hrají moderní figuríny?

Obrovskou. Dnešní auta jsou vybavena různými úrovněmi bezpečnostních prvků a systémů – a my musíme přesně vědět, jak tato soustava s člověkem interaguje. S vývojem crash testů se proto zdokonalují i figuríny – tak, aby byly co nejvíce věrné lidskému tělu. Také se přizpůsobují stále větším tělesným proporcím populace. Například figurína THOR je větší, těžší a má výrazně vyšší biofidelitu – její konstrukce a materiály daleko více reagují jako skutečné lidské tělo. Díky tomu můžeme přesněji změřit, jaký dopad má náraz na biomechaniku posádky. 

Co vše využíváte ke sledování chování vozu při nárazu?

Používáme širokou škálu snímačů, které měří, jak se chová karoserie i zádržné systémy – akcelerometry, silové snímače, potenciometry i speciální optické senzory. Samotný náraz zaznamenávají vysokorychlostní kamery, které pořídí tisíce snímků za sekundu. Díky tomu můžeme celý děj extrémně zpomalit a detailně analyzovat pohyb každého dílu. Důležitou metodou je také fotogrammetrie – pomocí snímků před a po nárazu přesně měříme deformace karoserie. Sledujeme například poškození příčné stěny mezi motorem a kabinou, abychom měli jistotu, že zůstal zachován minimální prostor pro přežití posádky. 

Jakou roli hraje v procesu testování homologace a čím se liší od spotřebitelského testu Euro NCAP?

Homologace je zákonná nutnost – aby mohlo být vozidlo provozováno v silničním provozu, musí splnit veškeré legislativní požadavky. Oficiální homologace si výrobce zadává u certifikovaných laboratoří a řídí se přesně daným protokolem, na jehož konci je ono pověstné „kulaté razítko“. Nezávislé spotřebitelské testy Euro NCAP nejsou pro automobilky povinné, přesto je většina využívá. Pro spotřebitele je to totiž jediná možnost, jak porovnávat jednotlivé značky vozů z hlediska bezpečnosti. Euro NCAP navíc dokáže reagovat na změny v reálném provozu mnohem rychleji než legislativní procesy homologace.

Liší se příprava a testování elektromobilů oproti vozům se spalovacím motorem?

Základ je velmi podobný, ale u elektromobilů se navíc zaměřujeme na vysokonapěťovou síť. Sledujeme integritu baterie před a po nárazu. Navíc po zkoušce monitorujeme teplotu baterie a vozidlo umisťujeme minimálně na 24 hodin do tzv. „karantény“. V případě vzplanutí by zde došlo k automatickému zaplavení vozidla. U těchto testů jsou vždy přítomni hasiči. Požadavky na bezpečnost neustále rostou – jak u elektromobilů, tak u konvenčních vozů.

Pracujete s prototypy vozů, což vyžaduje maximální diskrétnost. Jak zajišťujete přísné dodržování utajení, NDA a ochranu citlivých dat zákazníků?

Splňujeme mezinárodní standard TISAX Level 3, což je nejvyšší úroveň posouzení bezpečnosti informací v automobilovém průmyslu. K tomu máme velmi propracovaný interní systém. Například používáme přísně vymezené zóny – v takzvané červené zóně se nesmí pohybovat nikdo bez podepsaného NDA a platí tam absolutní zákaz fotografování. 

Co je pro váš tým z hlediska vývoje největší motivací? 

Když náš zákazník projde homologací a dosáhne všech požadovaných cílů v Euro NCAP. A když splníme veškeré požadované cíle, které jsme společně se zákazníkem na začátku projektu stanovili. Pak víme, že jsme odvedli dobrou práci.

Na závěr bych se zeptala, jak vidíte další vývoj v oblasti bezpečnosti vozidel? Je stále kam se posouvat? 

Rozhodně ano, bezpečnost vozidel se neustále posouvá. Aktivní systémy dnes sledují okolí i chování řidiče, například únavu, a podle toho upravují jízdu nebo v krajním případě zastaví vůz. Přibývá senzorů, kamer a sofistikovaných algoritmů, které vyhodnocují situaci v reálném čase. Stejně tak se vyvíjí pasivní bezpečnost – bezpečnostní pásy, airbagy a další systémy chrání cestující stále efektivněji. Směr je jasný – vozidla budou čím dál lépe předcházet rizikovým situacím a účinněji chránit nejen posádku, ale i své okolí.

Děkuji za rozhovor.