"Мнутся как фольга!" - почему современные кузова стали менее крепкими

О, сколько же копий сломано на форумах по данному вопросу, и сколько ещё будет сломано! Непримиримая борьба адептов двух школ – классического и современного автомобилестроения, идёт по всем фронтам: от технологий производства двигателей до толщины металла кузовов. Вот о последних сегодня и поговорим.

Но для начала позвольте сделать ремарку. Любому автомобилисту за свой стаж приходится сталкиваться с ДТП. Приятного в этом мало, но избежать этого невозможно. И каждый, кто хоть раз видел мало-мальски серьёзные аварии со стороны, подтвердит – да, достаточно совсем, казалось бы, невысокой скорости, порядка 35-40 км/ч, и передок машины превращается в гармошку, зачастую уже не подлежащей восстановлению… Но вот парадокс – из этой «гармошки» водитель и пассажиры выходят (чаще всего) живыми и невредимыми! Судьба? Везение?.. Нет. Банальный конструкторский расчёт, спасающий наши жизни. Но давайте начнём с «вечнозелёной травы» в виде машин старой школы.

фото: pinterest.ru

Как было раньше

Мало кто знает, но вплоть до 60-70 годов множество легковых автомобилей вообще были рамными. Это было время, кода о таких мелочах жизни как расход топлива, вместимость багажника, общая масса автомобиля и, собственно, безопасность, никто не думал. Не потому, что инженеры были настолько глупы, а потому, что автомобилей на планете было в несколько раз меньше. Насущные проблемы автомобилистов 21 века тогда были совершенно не актуальны. И в частности, количество ДТП и смертность в них находились на уровне, когда это ещё не стало серьёзной проблемой, требующей внимания уже на этапе проектирования машины. Даже привычные нам сегодня трёхточечные ремни безопасности были совсем не ровесником массового гражданского автомобиля, а впервые серийно применились лишь в 1957 году!

Нильс Болин, изобретатель 3-точечного ремня. Впервые в мире серийно применён на Volvo PV 544 (1959 год)

Примерно тогда же инженеры стали задумываться и о жёсткости кузова. До 60-х годов считалось, что чем жёстче конструкция, тем лучше - меньше мнётся. Забавно, что спустя более полувека добрая половина (если не больше) наших современников-автовладельцев считает так же… Однако, исследования первопроходцев в зарождающемся тогда направлении пассивной и активной безопасности показали, что условно-монолитный кузов при серьёзном столкновении наносит водителю и пассажирам больше повреждений, чем правильно сминаемая конструкция. Я поясню.

Пример с двумя коробками

Давайте представим некий эталонный полигон для испытаний ударами о стену. В первом варианте у нас есть жёсткая титановая коробка, в которую мы «посадили» некое желе и закрепили его ремнями безопасности. Почему такой странный объект испытаний? Дабы вы нагляднее понимали результат сравнения. Итак, разгоняем коробку (значение скорости не так важно, пусть будет 60 км/ч) и бьём его о стену. Коробка отскакивает от препятствия, т.к. оба сталкиваемых предмета у нас условно-несминаемые и имеют лишь минимальную упругость материалов. Заглядываем в «салон». Что видим? Правильно – наше желе просто просочилось через ремень, которым его привязали. Потому что вся энергия удара равномерно распределилась по каждой точке объекта, врезавшегося в стену. И разумеется, первым в нём «сломалось» то, что мягче всего.

Теперь меняем условия эксперимента. Ту часть коробки, где сидит наше желе, мы оставляем жёсткой, а вот переднюю часть меняем на относительно мягкий алюминий. Каков будет результат?.. Гораздо более приемлемый для нашего «испытателя» - желе останется на своём месте с минимальными повреждениями от ремней. Ведь в процессе удара передняя часть коробки смялась, поглотив часть энергии удара. Другими словами, замедление коробки при ударе, за счёт смятия её мягкой передней части, было гораздо плавнее, нежели в первом сценарии. Что и спасло в итоге нашего водителя-желе.

фото: imazda.ru

А как в реальной жизни?

А в реальной жизни такие испытания называются краш-тестами, и их обязательно проходит любой новый автомобиль – как на стадии проектирования, так и уже будучи на конвейере. Если вы посмотрите любой подобный ролик (например, на официальном сайте европейской ассоциации по автобезопасности EuroNCAP), то заметите, что каждый автомобиль, независимо от марки и класса, бьётся именно по описанному выше сценарию. Бампер и передняя часть капота мнутся практически без усилий, далее кузов начинает активно замедляться при смятии средней части передка, и уже ближе к салону деформация и замедление останавливаются. При этом, жизненное пространство салона не уменьшается (так называемая «клетка» салона сделана максимально-жёсткой), а в самом конце удара манекены водителя и пассажиров ловят в свои объятия подушки безопасности.

Это называется запрограммированная деформация кузова. И, возвращаясь к нашему эксперименту, повторюсь: никакие подушки и ремни не спасут людей в салоне от серьёзных (и порой смертельных) травм, если кузов будет монолитно-жёстким. Просто запомните несложный постулат: все остатки энергии, которые не погасил своим смятием кузов, вам придётся гасить своим телом.

А что-то кроме деформации переда придумано?..

Сегодня не будем останавливаться на всех средствах безопасности, заложенных в современный автомобиль – это сильно за рамками сегодняшней статьи. Поговорим лишь ещё немного про кузов.

Помимо передней сминаемой зоны, есть такая же задняя. Бампер, багажник, и вообще всё, что идёт до задних стоек крыши, проектируется по точно такому же принципу. Далее я приведу картинку собственного «Мондео», в котором попал в ДТП несколько лет назад. На фото отчётливо видно, что зад машины сложился по примеру передней части – правильной гармошкой. При этом, удар был очень сильный. Будь я на условной дедушкиной несминаемой «Победе», а не на современной мнущейся «фольге» - едва ли мне удалось бы избежать серьёзных повреждений шеи и позвоночника.

фото автора

Не забываем и про боковые удары. А вот здесь как раз инженеры закладывают максимально-возможную жёсткость конструкции. Логика проста: сминаться здесь нечему - вот дверь, а за дверью сразу люди… Единственный вариант, это проектировать дверь и проёмы как можно более жёсткими, а также, по возможности рассеивать энергию удара в стороны – в район центральных стоек, пола и передних лонжеронов. Кстати, каркасы всех современных кресел в автомобиле тоже являются частью силовой структуры безопасности.

Музей SAAB в Швеции, кузов модели 9000 в разрезе. Хорошо видны противоударные брусья в дверях. Цвета соответствуют жёсткости металлов: жёлтый – обычная кузовная сталь разной толщины; оранжевый и красный – это силовой каркас салона: прочные и сверхпрочные стали. (фото автора)

Ну и про перевороты инженеры тоже не забыли. На заводских испытаниях будущий серийный автомобиль обязан выдерживать несколько боковых переворотов без последствий для жизненного пространства салона. Для этого стойки крыши также делаются из особо прочных сплавов, а в кабриолетах используются системы автоматических отстрелов дуг безопасности.

фото: ADAC

В сухом остатке

Подытоживая, можно резюмировать: видимая «хлипкость» кузовов современных автомобилей – это чётко рассчитанная и продуманная часть общей системы безопасности. Конечно, в пересчёте на стоимость ремонта результат даже не самого серьёзного ДТП, мягко говоря, не утешающий. Но признайтесь – будете ли вы об этом думать, когда на скользкой дороге вас, не дай бог, вынесет прямиком в столб? И, выйдя из полностью уничтоженной машины лишь с парой синяков, станете ли вы поносить нерадивых инженеров за то, что сделали кузов из «фольги»? Я очень сомневаюсь.

Типичный пример из жизни. Водитель этой «смятки» отделался ранами лица. (фото: kaliningrad-city24.ru)

Этот материал так же опубликован на канале Matador Tech в Яндекс Дзен https://zen.yandex.ru/id/5df76e845d6c4b00b8bac641