Simulace reálné nehody: Proč a jak testujeme s impaktory

V článcích o zkušebně ochrany chodců AUREL jsme představili její zázemí a kompetence. Nyní se podívejme na samotnou podstatu těchto testů – na nástroje, bez nichž by moderní vývoj pasivní bezpečnosti nebyl možný. Zaměříme se na impaktory a jejich konkrétní využití při fyzických testech. A protože jde o obsáhlé téma, věnujeme mu sérii více článků. 

Proč je ochrana chodců tak důležitá?

Chodci společně s cyklisty patří mezi nejzranitelnější účastníky silničního provozu. A jejich ochrana není „jen“ bod do hodnocení bezpečnosti. Je to reakce na reálný globální problém s přímým dopadem na zdraví i mobilitu společnosti. Podle posledních statistik World Health Organization (2023):

• na světě dochází k cca 1,19 milionu úmrtí ročně v silničním provozu,
• více než polovina z nich připadá na zranitelné účastníky – chodce, cyklisty a motocyklisty,
• non-fatální zranění se odhadují na 20–50 milionů případů ročně,
• přibližně čtvrtinu všech úmrtí tvoří chodci.

Chodci při střetu s vozidlem nemají, na rozdíl od posádky, žádnou konstrukční ochranu. Energie nárazu se přenáší přímo na jejich tělo – nejprve na dolní končetiny, následně na pánev a trup a poté na hlavu. Proto je ochrana chodců pevnou součástí mezinárodních homologací i nezávislého hodnocení bezpečnosti (např. Euro NCAP). Automobilky i jejich dodavatelé musí splňovat přísné požadavky na omezení rizika poranění při definovaných nárazových scénářích.

Vývojáři přitom stojí před zásadním dilematem:

• Karoserie musí být dostatečně tuhá, aby chránila posádku při čelním nárazu.
• Zároveň musí být „poddajná“ v oblasti kontaktu s chodcem, aby minimalizovala riziko vážného zranění.

Vyvážení těchto protichůdných požadavků je možné pouze díky přesně definovaným zkouškám a nástrojům, které dokáží realisticky simulovat biomechanickou odezvu lidského těla. A právě zde vstupují do hry tzv. impaktory. AUREL provozuje jedinou zkušebnu ochrany chodců v České republice, která používá tyto impaktory a umožňuje i testování specifických případů na míru.

Co jsou impaktory a k čemu slouží?

Impaktor je simulační model části lidského těla vybavený senzory, který umožňuje kvantifikovat riziko zranění při nárazu do vozidla. Měří zrychlení, síly i ohybové momenty a poskytuje data přímo porovnatelná s legislativními limity. 

Použití „živých“ testů je nemožné ze zřejmých důvodů:

• Etika – testování na lidech je nepřípustné.
• Opakovatelnost – lidské tělo je biologicky variabilní systém, který nelze standardizovat.
• Přesnost a srovnatelnost – vývoj vyžaduje přesně definované opakovatelné podmínky.

V oblasti ochrany chodců se používají:

• Impaktory hlavy (dětská a dospělá).

• Impaktory dolních končetin (spodní a horní část nohy).

Každý má přesně definovanou hmotnost, geometrii, materiálové vlastnosti i měřicí řetězec. V jiných oblastech pasivní bezpečnosti existují i další biomechanické modely, pro ochranu chodců jsou však klíčové právě tyto typy. V následujících článcích naší série se jim budeme věnovat detailněji.

Role AURELu v oblasti impaktorů a jejich testování

Česká zkušební laboratoř pro ochranu chodců v AURELu poskytuje kompletní proces – od přijímací procedury vozidla přes rozměření testovacích zón až po testy a vyhodnocení nárazových dat. Kromě samotného testování se podílí i na interpretaci výsledků s konstrukčním a simulačním oddělením zákazníka. Je držitelem mezinárodní akreditace dle EN ISO/IEC 17025.

AUREL disponuje technickým vybavením a technologiemi pro:

• oficiální homologační zkoušky i vývojové testy (ECE 127, EuroNCAP),
• přesné rozměřování zkušebních zón pomocí souřadnicových systémů,

• interní certifikaci a údržbu impaktorů včetně kontroly jejich dynamické odezvy.

Klíčovou součástí práce je pravidelná kalibrace, kontrola mechanických vlastností a validace měřicích řetězců. Kromě samotného testování se tým podílí také na vývoji a optimalizaci testovacích scénářů ve spolupráci s OEM tak, aby výsledky FEM simulací co nejvíce odpovídaly reálným fyzickým testům v laboratoři. Právě propojení simulací a fyzických testů v laboratoři je zásadní – obě metody se vzájemně doplňují a společně přispívají k přesnějším a spolehlivějším výsledkům.

Simulace, která zachraňuje životy

Impaktory nejsou jen laboratorní zařízení. Jsou nástrojem, který umožňuje převést fyzikální zákony a biomechaniku lidského těla do měřitelných dat – a ta následně do konkrétních konstrukčních rozhodnutí. Bez nich by nebylo možné systematicky vyvíjet vozidla, která chrání nejen své pasažéry, ale i chodce. V dalších dílech této série se detailně zaměříme na jednotlivé typy impaktorů, jejich konstrukci, princip měření i specifika vyhodnocení dat.

Zajímá vás, jak může vaše vozidlo nebo jeho část obstát v testech ochrany chodců? Kontaktujte odborníky AUREL a konzultujte možnosti homologačního i vývojového testování na míru vašemu projektu.