Saab, szwedzki producent doskonałych samochodów, cieszy się na rynku świetną opinią pod względem czynnego i biernego bezpieczeństwa. Per Lenhoff, szef działu bezpieczeństwa firmy Saab wyjaśnia, co wpływa na tak dobrą opinię.
"Nie zapominamy, że mamy chronić prawdziwych ludzi, a nie manekiny w laboratorium" - mówi Per Lenhoff, wyjaśniając, dlaczego zespół pracowników należącego do Saaba Centrum Bezpieczeństwa jest zainteresowany głównie tym, co rzeczywiście dzieje się na drodze, gdy za kierownicą samochodu czy na fotelu obok siedzi prawdziwy człowiek, a nie testowy manekin. W przeciwieństwie do prowadzonych w laboratoriach testów zderzeniowych, każdy wypadek drogowy jest niepowtarzalny ze względu na niemal nieograniczoną liczbę kombinacji szybkości, punktu, kąta czy rodzaju uderzenia.
Fakt częstego pojawiania się Saaba na najwyższych miejscach najważniejszych rankingów bezpieczeństwa w Europie i USA oraz szwedzkich i amerykańskich statystykach dotyczących roszczeń związanych z obrażeniami, odzwierciedla efektywność działania firmy.
Korzystając z danych pochodzących z prawdziwych wypadków, Saab, niemal dosłownie, stara się uwzględnić wszystkie możliwe parametry. Prace te doprowadziły, na przykład, do zastosowania przednich i tylnych stref kontrolowanego zgniotu, które deformują się w przewidywalny sposób w różnych punktach i przy różnym kącie uderzenia. Dane z autentycznych wypadków zaowocowały także zastosowaniem opracowanego przez Saaba efektywnego mechanizmu śwahadłaś słupka środkowego, chroniącego pasażerów w kolizjach bocznych. A dalszym tego efektem było opracowanie, po raz pierwszy w historii motoryzacji, systemu aktywnych zagłówków (SAHR)zapobiegających urazom kręgosłupa szyjnego w kolizjach tylnych.
Prawdziwe doświadczenia są także podstawą do symulacji kolizji i testów, prowadzonych w Centrum Bezpieczeństwa Ośrodku Rozwoju Technicznego Saaba w Trollhättan w Szwecji. W oparciu o dane z najczęściej zdarzających się na drogach wypadków jego pracownicy przeprowadzają rygorystyczne testy zderzeniowe, których nie stosują organizacje konsumenckie. Są to na przykład zderzenia czołowe dwóch samochodów poruszających się z szybkością blisko 120 km/h, zderzenia z "wślizgiem", w których samochód wjeżdża pod tylną część ciężarówki, bardzo szybkie zderzenia boczne, w których występuje mało czasu na działanie poduszek powietrznych czy pasów bezpieczeństwa, czy wreszcie dachowanie pojazdu, które może się zdarzyć w efekcie różnych kolizji.
Nauka i wykorzystanie realnych doświadczeń wymaga trzech podstawowych rodzajów działania: badań wypadków, symulacji wypadków i testów zderzeniowych. Każdy zespół odpowiedzialny za konstrukcję danego strukturalnego elementu bezpieczeństwa czy systemu wewnętrznego obejmuje specjalistów z tych trzech dziedzin. W ten sposób pochodząca z sytuacji realnych wiedza jest jak najszerzej rozpowszechniana i stanowi element procesu tworzenia systemów bezpieczeństwa.
Badania wypadków
Zainteresowanie Saaba kwestiami bezpieczeństwa pochodzi z czasów, kiedy firma produkowała odrzutowce. Rutynową praktyką jest zapewnianie bezpieczeństwa pilotów i samolotów poprzez badania wypadków. Inżynierowie działu Saaba produkującego samochody instynktownie postąpili w podobny sposób. Pierwsze badanie wypadku z udziałem Saaba miało miejsce jeszcze przed rozpoczęciem produkcji masowej.
Obecnie w bazie danych Centrum Bezpieczeństwa Saaba znajdują się opisy około 6.100 prawdziwych wypadków z udziałem samochodów tej marki, które wydarzyły się głównie w Szwecji. Zawarte w nich informacje dotyczą stopnia obrażeń pasażerów oraz wydajności struktury pojazdu i systemów bezpieczeństwa. "Dane te objęte są klauzulą poufności i wykorzystywane są tylko w tym dziale. Nie interesuje nas rozstrzyganie o winie" - wyjaśnia Lenhoff. "Koncentrujemy się wyłącznie na zbadaniu tego, jak zadziałały systemy bezpieczeństwa samochodu w zakresie zapobiegania obrażeniom, abyśmy mogli poszerzyć swoją wiedzę i zrozumienie tych zjawisk".
Zespół ds. bezpieczeństwa ściśle współpracuje ze szwedzkimi towarzystwami ubezpieczeniowymi, które zazwyczaj przekazują informacje o około 50 wypadkach w tygodniu. Większość z nich ma relatywnie niewielkie znaczenie, ale jedna lub dwie kolizje tygodniowo poddawane są dokładnemu badaniu. Obejmuje ono zapoznanie się z aktami policyjnymi, dokładne oględziny pojazdu i zazwyczaj wyjazd na miejsce wypadku. Jeżeli ma to znaczenie, prowadzone są też rozmowy z uczestnikami kolizji. Zespół wykorzystuje tu usługi dwóch ekspertów medycznych, specjalizujących się w obrażeniach i ortopedii, którzy uczestniczą w pozyskiwaniu informacji do medycznej części bazy danych i w analizie obrażeń.
"To jak układanie puzzli" - mówi Lenhoff. śKiedy zbierzemy wszystkie dane, próbujemy odtworzyć dokładny przebieg powstawania obrażeń i sposób funkcjonowania systemów bezpieczeństwa pojazdu".
Choć większość prac prowadzona jest w Szwecji, członkowie zespołu ds. bezpieczeństwa gotowi są pojechać niemal wszędzie, aby uzyskać nowe informacje na temat autentycznych wypadków. "Mamy już bardzo obszerną bazę danych" - dodaje Lenhoff. "Wybieramy więc tylko takie wypadki, na podstawie których nasza wiedza może się poszerzyć".
Wyniki ustaleń uzyskanych w badaniach wypadków wykorzystywane są w trakcie konstruowania nowych modeli i, co jest równie istotne, mogą być wykorzystywane do poprawy konstrukcji modeli już istniejących. Prace te zapewniają również dane do prowadzonych przez Saaba na szeroką skalę programów symulacji i testów zderzeniowych.
Symulacje zderzeń
Postępy dokonane w zakresie programów CAD (Computer Aided Design) i Metody Elementów Skończonych (FEM) umożliwiają tworzenie bardzo zaawansowanych i dokładnych wypadków wirtualnych. Co roku w centrum bezpieczeństwa Saaba przeprowadzanych jest około 1.500 symulacji, z których każda wymaga ogromnych mocy przeliczeniowych komputerów. Prowadzone obecnie działania są tak skomplikowane, że obliczenia do symulacji wypadku, który w rzeczywistym świecie trwa zaledwie ułamek sekundy, zajmują 12 lub nawet 24 godziny.
Zespół ds. bezpieczeństwa blisko współpracuje z kolegami z działu konstrukcji i inżynierii strukturalnej. Wykorzystują oni obrazy rentgenowskie, składające się często z 1,2 miliona małych komórek, z których każda odpowiada innemu detalowi samochodu i jego części, w tym również wykorzystywanym manekinom. Dane są tak szczegółowe, a obliczenia tak skomplikowane, że testy laboratoryjne dają w efekcie symulacje, osiągające 90-95% poziom dokładności.
Symulacje wypadków wykorzystywane są przede wszystkim w procesie rozwoju produktu i umożliwiają inżynierom i konstruktorom sprawdzenie wydajności i stopnia dostosowania poszczególnych elementów, funkcji czy systemów stosowanych w pojazdach. Wirtualne kolizje zapewniają zespołowi ds. bezpieczeństwa pole do działania i możliwość szybszej i wydajniejszej analizy większej ilości zderzeń, niż byłoby to możliwe w przypadku prowadzenia wyłącznie testów realizowanych fizycznie. W procesie rozwoju nowego produktu nie są już konieczne testy zderzeniowe prototypów pierwszej i drugiej generacji przed zatwierdzeniem testów prototypów trzeciej generacji lub finalnych.
"Jest to obszar naszego działania, który w ostatnich 10 latach znacznie się rozwinął i który będzie coraz bardziej złożony" - mówi Lenhoff. "Dzięki symulacjom możemy dotrzeć do absolutnych granic i dokładnie sprawdzić, jak działają strefy kontrolowanego zgniotu czy różne systemy pojazdu".
"Jesteśmy obecnie tak pewni osiąganych wyników, że testy zderzeniowe prowadzone są niejako w celu potwierdzenia tego, co i tak już wiemy. W obecnych czasach w laboratoriach spotyka nas już niewiele niespodzianek".
Testy zderzeniowe
Choć Lenhoffa i jego współpracowników może jeszcze podczas testów zderzeniowych spotkać kilka niespodzianek, skala ich prac mogłaby niejednego zadziwić. Na przykład, w trakcie prac nad najnowszym modelem Saaba 9-3 przeprowadzono testy zderzeniowe w 75 różnych konfiguracjach, z czego prawnie wymaganych było zaledwie 15. W ich skład wchodziły liczne odmiany zderzeń czołowych, bocznych i tylnych przy różnych szybkościach i pod różnymi kątami, w tym dachowanie pojazdu.
Oprócz specjalnych sań z barierkami i słupkami w laboratorium, odwzorowujących kolizje z innymi pojazdami i przeszkodami, aranżowane są zderzenia dwóch samochodów czy nawet samochodu z ciężarówką. To bardzo rygorystyczne testy zachowania się samochodów w warunkach wypadku, dalece przekraczające wymagania prawne czy kryteria organizacji konsumenckich. Ale podobnie jak inne testy, opierają się one na tym, co realnie się wydarza, niezależnie od tego, czy jest to wymóg ze strony władz.
Aby spełnić wymagania sytuacji realnych, prace symulacyjne i testy zderzeniowe wykorzystywane są w celu doskonalenia konstrukcji metalowych łączeń, które wykazują się odpornością na zużycie, oraz całych struktur nadwozia, które ulegają kontrolowanym i przewidywalnym deformacjom w różnych warunkach. W efekcie, w przedniej części samochodów Saab, pod masywnym zderzakiem, znajdują się trzy współpracujące ze sobą ścieżki, które pomagają pochłonąć siłę uderzenia i rozprowadzają jak największą ilość energii, chroniąc dzięki temu bardzo mocną kabinę. Wewnątrz niej znajdują się inne systemy bezpieczeństwa - pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne, które muszą funkcjonować wydajnie i ograniczają ryzyko potencjalnych obrażeń, niezależnie od wieku, wzrostu czy położenia pasażera.
Nawet w przypadku kolizji bocznych, w których jest niewielkie pole do działania dla "bufora" w postaci strefy kontrolowanego zgniotu, testy zderzeniowe przyczyniły się do rozwoju słupka centralnego (znajdującego się pomiędzy drzwiami samochodu), który działa teraz jak ochronne "wahadło". Ma to na celu spowodowanie jego ugięcia się do wewnątrz u podstawy, co rozproszy siłę uderzenia w dół, w kierunku podłogi i z dala od kabiny.
"Dla bezpieczeństwa pasażerów koncentrujemy się na najbardziej narażonych na obrażenia częściach ciała, jakimi są szyja i głowa" - dodaje Lenhoff. "Z sytuacji realnych wiemy także, że ludzie są tylko ludśmi i nie zawsze robią to, co dla nich najlepsze. Dlatego włożyliśmy dużo starań w opracowanie dość "upartego" systemu ostrzegania o nie zapiętych pasach na przednich fotelach. Oferujemy też poradniki bezpieczeństwa, podobne do tych, jakie można spotkać w samolocie, aby zachęcić pasażerów do korzystania z pasów bezpieczeństwa, regulacji zagłówków czy właściwego zabezpieczania dzieci.
"W drodze do domu trzeba jechać rozsądnie i zrobić wszystko, aby uniknąć wypadku. Ale jeżeli z jakiegoś powodu się to nie uda, naszym zadaniem jest ograniczenie konsekwencji do minimum. Nagrody, które zdobywamy, są wyrazem uznania dla tego, co robimy, ale nie robimy tego, aby je zdobywać".
