100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как делают манекены для краш-тестов (видео)

Конструкции манекенов в краш-тестах. Принципы устройства и изготовления

В длинной истории первых крэш-тестов роль испытательных пассажиров играли животные, человеческие трупы и даже добровольцы, пока не смену им не пришли манекены. Их развитие началось в 1949 году, когда на свет появился так называемый мальчик для битья «Сьерра Сэм», разработанный конструктором Сэмюэлем Альдерсоном. Конечно же, кукла была далека от идеала: ее шарнирные элементы, имитирующие суставы, не имели естественных человеческих движений. К тому же тело сделали исключительно цельным. После сплошных провалов данного «кролика» в 1971 году представительство «Дженерал-моторс» создало более совершенный «Гибрид 1», а нынче за рулевым колесом машины, несущейся в стену, сидят «гибриды» третьего поколения.

«Гибрид 3» — манекен 3-го поколения

Роль главного в этой семье выполняет манекен с ростом 168 см и массой в 77 кг. Именно этот образец чаще всего участвует в аварийных экспериментах. Кстати, у него гораздо менее известный, но более рослый (188 см) и тяжеленный брат весом 100 кг. В рамках правил возле водителя должна сидеть жена ростом 152 см и массой 50 кг. На заднем диване принято располагать детей в возрасте от трех до десяти лет.

Ученые хлопотно потрудились, чтобы искусственный человек был по максимальному антропоморфным или вел себя как обычный человек. Геометрические пропорции, распределение веса и форма головы и сгибающийся посредством эластичных «хрящей» стальной позвоночник. Сюда следует отнести ребра из сгибающихся пластин и шарниры, заменяющие суставы – все это работает как единый человеческий организм. Виниловое покрытие усиливает сходство с людьми и подбирается с учетом уровня упругости кожи.

манекен в краш-тесте

На руках и ногах, а также груди и шее установлено около тридцати электронных потенциометров и акселерометров. Данная начинка способна передавать информацию о получаемых травмах со скоростью примерно 20 тысяч раз в секунду. Данные поступают по десятку тысяч каналов через автономный блок памяти, расположенный в грудной клетке манекена.

Перед началом испытаний его разбирают и тщательно калибруют. Например, головную часть отчаянно бросают на стальную плиту с двухметровой высоты, а затем сверяют показания датчиков по отношению к эталонным.

После окончания диагностики подопытного вновь собирают. В отличие от живых людей здесь есть возможность изменить некорректно работающую часть тела или орган, хотя подобные операции не из дешевых. Так, трансплантация металлопластиковых реберных элементов, поддающихся обновлению после каждых 10 ударов, обходится не менее чем в 3000 долларов. На фоне стоимости самого манекена, равной 220 тысяч, первая кажется смешной.

Специализация опытного экземпляра «Гибрид 3» настроена исключительно под фронтальные столкновения, а для остальных экспериментов используют его дальних сородичей. Например модель, проходящая боковые тесты, называется «ЕвроСИД». Ее каждое ребро оснащено уймой дополнительных датчиков для уточненного оценки степени повреждений ради поиска зоны максимального риска при профильном ударе. Что касается испытаний, имитирующих наезд сзади, они нуждаются в гибриде «БиоРИД» — он фиксирует травмы в случае обратного хода тела после удара. Для осуществления подобной процедуры в хребет имплантируются 24 высокотехнологичных позвонка с датчиками, признанными отслеживать движение шеи и позвоночника.

Читайте так же:
Как выдувают стекло

В тестировании удерживающих систем и детских сидений участвуют не только маленькие модели гибридов, но и члены другой семьи CRABI. Разновидности искусственных малышей имитируют поведение реального младенца в возрасте 1,5; 1 года и шести месяцев.

Гибриды представляют собой добросовестных работников, но никак не совершенных. В ближайшем будущем, вероятнее всего, их сменит манекен под названием THOR, разработанный в Соединенных Штатах. Они различается по более реалистичной кинематике позвоночника и конечностям ног, особенно ступней.

В число достоинств также следует отнести улучшенную электронную составляющую и большое количество акселерометров, работающих в трех измерениях. Данный вид испытателей в состоянии участвовать в боковых, фронтальных тестах, а также задних столкновениях.

Руководство безопасности автомобильного транспорта США подумывает о скором внедрении манекенов типа THOR в эксплуатацию. Однако у них тоже имеются конкуренты.

Виртуальные краш-тесты

Многие компании сейчас проводят целую серию виртуальных методик перед реальными крэш-тестами. Инновационные компьютерное моделирование позволяет определить вероятность возникновения ударов всех узлов машины. Так, специалисты из «Тойоты» усадили в виртуальный транспорт манекен THUMS (Total Human Model for Safety – суммарная человеческая модель безопасности). Достоинства бестелесных марионеток исключают какие-либо изнашивания и поломки, а это сокращает издержки. Кроме этого, перед глазами мудрых инженеров раскрываются почти безграничные возможности модернизации компьютерных испытаний. Шведский производитель «Вольво», пошедший схожим путем, не просто проецирует людей в виртуальное пространство. За счет современных технологий удалось создать беременную женщину «Линду», участвующую в испытательной методике фирмы.

За последние десятилетия автомобильная безопасность достигла величественных высот, ведь еще недавно 5 звезд по версии EutoNCAP могли получить только редкие и престижные модели, а сейчас этому сложно кого-либо удивить.

Манекены для краш-тестов: как устроены, из чего сделаны, для чего служат, когда впервые появились

20 актуальных фактов об искусственных людях, которые спасают реальные человеческие жизни

Вопросы безопасности автомобиля, степень его защищенности от столкновения, рейтинг той или иной марки при прохождении краш-тестов – одни из приоритетных при выборе конкретной модели.

Факт остается фактом, что нынешние автомобили намного безопаснее, чем они были пятьдесят лет назад. И в будущем вождение будет все более безопасным.

Применение манекенов для краш-тестов – неотъемлемая часть повышения эффективности автомобильных испытаний и, следовательно, повышения безопасности транспортных средств в целом.

Как развивалось и совершенствовалось это направление? Вот основные факты.

До 1950-х годов в испытаниях использовались человеческие трупы

Действительно, поначалу так и было. Возможно, это было не очень приятно, но именно так был заложен научный и практический фундамент в отношении техники краш-тестов.

Также в этих целях использовали свиней

Некоторые автопроизводители использовали такую практику. Обычно хрюшку сажали на переднее сиденье. Она могла сидеть вертикально, и во многом ее анатомия была близка человеческой.

Экологи выступали против бесчеловечного использования живых животных для краш-тестов

Только в 1980-х годах в таких испытаниях погибло 19 000 животных, включая свиней, кроликов и собак. После вмешательства экологических организаций подобное было запрещено.

Скелеты манекенов для краш-тестов делают из алюминия и стали

Современные краш-манекены – это высокотехнологичные изделия, максимально точно имитирующие человеческое тело. Их скелеты действительно выполнены из алюминия и стали, чтобы понять, как среагирует настоящий скелет в момент аварии.

Читайте так же:
Как собирают ГАЗель

Их ребра сделаны из синтетического пластика

Чтобы выяснить, как столкновения влияют на организм пожилых людей, дизайнеры разработали специальные манекены с использованием мягкого пластика. Причина: с возрастом кости грудной клетки становятся более хрупкими.

Кожа манекенов сделана из винила

Разработчики стараются сделать манекены максимально похожими на реальных людей. Это позволит добиться предельной точности во время испытаний. Винил, имитирующий кожу человека, натягивают на алюминиево-стальной остов-скелет.

Также они имеют реалистичные суставы, реагирующие на столкновение, как настоящие пассажиры

Правильное и точное функционирование суставов скелета краш-манекена – один из важнейших аспектов. В момент катастрофы человеческое тело подвергается сильнейшим нагрузкам и напряжению, поэтому автопроизводители должны иметь полную картину.

Первого манекена для краш-тестов звали Сьерра Сэм

Его создали в 1949 году для нужд ВВС США.

Изначально его сделали для испытаний не автомобиля, а реактивной дрезины

Фактически Сьерра Сэм стал прототипом всех будущих краш-манекенов. Он предназначался для того, чтобы превзойти рекорд скорости на реактивной дрезине, установленный полковником Джоном Стэппом: 1017 км/ч.

Каждый манекен для краш-теста стоит больше $ 200 000

Процесс тестирования безопасности автомобиля – весьма дорогое предприятие. Учитывая важность и сложность задачи, такие манекены сами по себе недешевы, а лучшие модели стоят более 200 000 долларов каждый.

Люди в мире стали толще, а вслед за ними и манекены

Автопроизводители должны адаптироваться к изменениям, происходящим с пассажирами. Известно, что население в США становится все более тучным. Поэтому были построены новые, более грузные манекены.

В некоторых тестах используют живых добровольцев

В 1970-х гг. в Германии привлекали добровольцев, чтобы проверить безопасность транспортных средств и проанализировать поведение людей во время автокатастрофы.

После каждого испытания манекенам требуется основательный ремонт

В силу дороговизны краш-манекенов автопроизводители стараются использовать их в своих испытаниях более одного раза. Хотя после каждой попытки им нужна помощь.

Использование манекенов снизило риск смертельного исхода в ДТП в 15 раз

Это так. Люди должны быть безмерно благодарны своим бессловесным искусственным копиям, которые сделаны, чтобы спасать человеческие жизни во время ДТП.

Существуют манекены-дети

На рынке представлены манекены для всех возрастных групп обоего пола: от младенца до пенсионера. Дело в том, что тела разного размера по-разному реагируют на столкновение.

Манекены оборудованы многочисленными датчиками для передачи информации во время ДТП

Сегодняшние краш-манекены – это высокотехнологичные устройства, напичканные всевозможными механизмами для передачи информации. Такая технология повышает безопасность дорожного движения от проектирования до производства.

Скорость передачи данных 10 000 бит в секунду

Последние достижения в области вычислительной техники позволяют создавать суперманекены, способные передавать огромный массив информации с указанной скоростью.

В будущем манекенов заменят виртуальные люди

Вполне вероятно, что в ближайшие несколько лет автопроизводители будут полагаться не только на данные реальных краш-манекенов, но и на информацию от виртуальных людей, которые принимают участие в виртуальном ДТП

Читайте так же:
Как побороть осеннюю сонливость?

Виртуальные люди будут иметь виртуальный организм и скелет

Эти виртуальные манекены для краш-тестов будущего имеют ряд преимуществ перед традиционными моделями. Во время столкновения компьютерное моделирование поможет определить степень повреждения виртуальных органов, а также суставов и костей. И без дополнительного и дорогостоящего ремонта.

Юридическая сторона дела

Современное законодательство требует от автопроизводителей обязательного использования краш-манекенов перед выходом каждой новой модели.

19 удивительных фактов о манекенах для краш-тестов

Автомобильные концерны непрерывно работают над совершенствованием систем безопасности, поэтому современные легковые машины безопаснее своих предшественников, выпускавшихся полувеком ранее.

Использование компаниями манекенов при проведении краш-тестов делает испытания автомобилей более эффективными, способствуя тем самым увеличению безопасности автотранспорта и дорожного движения.

С момента появления манекены прошли долгий путь развития и совершенствования. Рассмотрим малоизвестные факты из этой сферы.

До 50-х гг. вместо манекенов использовали трупы людей

Невероятно, но это правда. Несмотря на моральную неоднозначность такого решения, оно поспособствовало прогрессу в сфере автомобильных испытаний, заложило научные основы и помогло наработать практический опыт.

Человеческие тела могли заменять живыми свиньями

Производители автомобилей нередко практиковали подобную замену, поскольку анатомически свиньи похожи на людей и способны принимать вертикальное положение. Как правило, свинью усаживали на кресло в переднем ряду. К примеру, в 80-е гг. в результате подобных тестов умерло около 19 тыс. животных, однако активная борьба экозащитников вынудила концерны отказаться от жестокой практики.

Манекены имеют алюминиево-стальной скелет

Современные манекены представляют собой технически сложные изделия, и с анатомической точки зрения являются правдоподобной имитацией людей. Алюминиево-стальной скелет по своим свойствам максимально схож с человеческим, что позволяет предельно точно смоделировать последствия автокатастроф.

У них пластиковые рёбра и виниловая кожа

Чтобы узнать, какие изменения происходят в телах пожилых автолюбителей при ДТП, были созданы особые манекены с рёбрами, изготовленными из мягкой пластмассы. Такое решение объясняется повышением хрупкости костей грудной клетки по мере старения.

Чем сильнее сходство краш-манекенов с человеческим телом, тем выше достоверность результатов, получаемых в ходе автомобильных тестов. Поэтому изготовленный из стали и алюминия скелетный каркас обтягивают винилом, по своим качествам очень похожим на кожу.

Реалистичные суставы ведут себя при ДТП аналогично настоящим

Во время аварии люди испытывают огромные нагрузки и перенапряжение. Вот почему правильность и точность функционирования скелетных суставов манекена является ключевым фактором, от которого зависит точность картины, получаемой в ходе испытаний.

Первому манекену дали имя Сьерра Сэм

Его разработали в 1949 г. для нужд американских военно-воздушных сил.

Первоначальной целью его создания было тестирование реактивной дрезины

Де-факто Сьерра Сэм послужил прообразом своих «потомков», создававшихся для автомобильных краш-тестов. Его главным предназначением было преодоление скоростного рекорда, достигнутого Джоном Полом Стэппом и составившего 1017 км/час.

Стоимость одного манекена превышает 200 тыс.долл.

Автомобильные испытания являются крайне дорогостоящим мероприятием. Принимая во внимание значимость и техническую сложность этого процесса, производство качественных манекенов требует серьезных капиталовложений, что и обуславливает высокую стоимость.

Человечество толстеет, и манекенам приходится «быть в тренде»

Автоконцерны вынуждены приспосабливаться к любым переменам, касающимся параметров пассажирских тел. Не секрет, что среди американцев становится всё больше людей с лишним весом и ожирением, поэтому были разработаны модели «упитанных» манекенов.

Читайте так же:
Как производят бронетранспортеры

Иногда в испытаниях участвуют добровольцы

В 70-е годы в ФРГ специально приглашали волонтеров для проверки безопасности автомашин и анализа поведения пассажиров в ходе столкновений.

Манекенов ремонтируют после краш-тестов

Манекены стоят недешево, поэтому не подходят для одноразового применения. По этой причине их подлатывают после каждого испытания.

Благодаря манекенам количество смертей в автокатастрофах сократилось в 15 раз

Согласно статистике ГИБДД искусственные люди успешно спасают жизни настоящим, поэтому автомобилисты стали на порядок чаще выживать в катастрофах.

Существуют детские модели манекенов

Производители выпускают манекены любого размера, причем как мужские, так и женские. Это позволяет узнать, что происходит с пассажирами разного возраста при ДТП.

Наличие специальных сенсоров позволяет отслеживать состояние манекенов в режиме реального времени

Современные манекены оснащаются различными сенсорами и детекторами, оперативно передающими информацию и помогающими осуществлять мониторинг. Их использование облегчает труд проектировщиков, позволяя производителям выпускать безопасные автомобили.

Вскоре манекены могут уйти в прошлое

Не исключено, что в ближайшие годы вместо них при проведении испытаний начнут использовать виртуальных людей.

Виртуальные люди в точности повторяют настоящих

Строение их внутренних органов, суставов и скелета такое же, как у людей, что делает их использование более предпочтительным вариантом. В ходе моделирования ДТП программный алгоритм сможет установить ущерб, нанесенный телам виртуальных пассажиров. В отличие от традиционных манекенов, их не придется ремонтировать после каждого теста, что позволит автопроизводителям сэкономить.

Мужские манекены для краш-тестов повышают женскую смертность на 50%

ШПо статистике, мужчины чаще, чем женщины, попадают в автомобильные аварии. Но, в автокатастрофе вероятность получения серьезной травмы у женщины больше на почти 50%, чем у мужчины, а средней травмы больше на целых 71%. Также, в одинаковых условиях у представительницы прекрасного пола в среднем шанс погибнуть в ДТП на 20% выше, чем у мужчин.

Чем это объясняется? Мужское и женское тело слишком по-разному устроены. Но, автопроизводители до сих пор разрабатывают машины и проводят краш-тесты с манекенами «среднего» мужчины, считая, что женское тело – это уменьшенная копия мужского. В результате, автомобиль, приобретаемый для женщины, не будет таким же безопасным, как для мужчины.

автомобильные манекены для краш-тестов

Почему женщины не тоже самое, что мужчины

Считать женское тело уменьшенной копией мужского, очень ошибочно. Это элементарное незнание школьного курса биологии.

У женщин гораздо меньше плотность костей и объем мышечной ткани. Соответственно, любой удар во время ДТП оборачивается для них бОльшими травмами. Женщины также склонны сидеть ближе к приборной панели, потому, что обычно имеют меньший рост и длину ног, чем у мужчин. По этой же причине им приходится вертикально в напряжении держать спину, чтобы видеть габариты автомобиля, и дорожную обстановку.

Хлыстовая травма

Такое преднамеренное отклонение от нормы сидения в водительском кресле означает, что женщина во время ДТП оказывается в совсем ином положении, чем мужчина, и вся ее нижняя часть тела становится более уязвимой для травм.

Читайте так же:
Как производят самый дорогой кофе в мире из слоновьего навоза

Женщины также подвергаются большему риску так называемой хлыстовой травмы .

Хлыстовая травма – повреждение шеи вследствие её резкого сгибания с последующим резким разгибанием шеи.

Это происходит по двум причинам:

  • у женщин иное расстояние между позвонками, и физиологически хуже развиты мышцы шеи и верхней части туловища. В результате, при столкновении, у нее слишком резко сгибается голова, что в итоге приводит к травмам, не совместимым с жизнью;
  • как выяснили шведские ученые, современные водительские кресла, разработанные для мужчин с их бОльшим, чем у женщин, ростом и весом, при ударе сильно выталкивают более легкое и маленькое женское тело, чрезмерно выбрасывая его вперед.

автомобильные манекены

Подобных отличий последствий ДТП для мужского и женского тела можно назвать еще с десяток. Но, до сих пор производители в 9 из 10 случаев разрабатывают автомобили, применяя в краш-тестах только мужские манекены.

Еще хуже ситуация с женщинами, ожидающими ребенка.

ремень безопасности во время беременности

Несмотря на то, что манекен, имитирующий беременную женщину, был создан еще в 1996 году, проведение испытаний с ним не является обязательным ни в США, ни в ЕС. Автопроизводители до сих пор даже не могут видоизменить конструкцию ремня безопасности для беременных. А ведь в третьем триместре использовать это средство пассивной безопасности может представлять риск для еще не родившегося ребенка.

Какие они – автомобильные манекены

Какие они – автомобильные манекены?

Первые автомобильные манекены в краш-тестах начали использовать в 50-х годах прошлого века. Такой манекен – это «мужчина» ростом 1,77 м, весом 76 кг, и мышечной массой, соответствующей такой комплекции. Данные параметры сильно отличаются от параметров среднестатистической современной женщины.

О том, что в краш-тесты нужно добавить женский манекен, ученые начали говорить еще в 80-х годах. Но их советы большинство автопроизводителей долго игнорировали.

Только с 2011 года в США, и с 2014 года – в Европе начали иногда применять женские манекены. Но, увы, и они далеки от реальности. На деле, эти манекены имеют размеры – 1,25 м рост и 50 кг вес, что соответствует чему-то среднему между ребенком и женщиной.

Да и эти автомобильные манекены используют крайне редко: до сих пор по требованиям законодательства многих стран мира, главные показатели безопасности автомобиля определяют в тестах с мужскими манекенами. А там, где используют женские – их почти всегда садят в пассажирское кресло, и очень редко – в водительское.

Судите сами, насколько подобные испытания соответствуют современным реалиям с миллиардами женщин-автомобилистов по всему миру.

Пример: тестирование показало, что при столкновении Toyota Sienna 2011 г. в. с барьером на скорости всего 56 км/ч у женского манекена, сидящего на переднем пассажирском сидении, риск погибнуть в ДТП на 40% выше, чем у мужского.

Вывод

Теперь, когда будете подбирать автомобиль для покупки, конечно, изучайте его рейтинги краш-тестов, но помните – эти показатели работают в основном для мужчин. Данные для женщин являются значительно хуже, а потому старайтесь не экономить на безопасности своих любимых.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию