Эффективность сочетания собственной системы безопасности автомобиля и безопасности, обеспечиваемой детскими удерживающими устройствами, при перевозке детей в автомобиле.
Введение
Несмотря на то, что система безопасности детей при перевозке в автомобиле в последние десятилетия была значительно усовершенствована, автомобильные аварии являются основной причиной смертности и травматизма у детей по всему миру (Subramanian 2005). Согласно исследования NASS-CDS было установлено, что 2/3 травмированных или погибших детей от 0 до 12 лет перевозились с использованием детских удерживающих устройств (McCray и др., 2006). Исчерпывающие данные статистики служат основанием для предположения, что маневрирование транспортным средством до аварийного столкновения, является дополнительным фактором получения травмы головы детей, находящихся в удерживающих устройствах (Bohman и др. 2011а). Исследования передвижения автомобиля на дороге и действий детей в салоне автомобиля показали, что в потенциальных или реальных аварийных ситуациях, дети не находятся в положениях, типичных для манекенов при проведении краш-тестов (Andersson и др. 2010, Charlton и др. 2010, Bohman и др. 2011b, Jakobsson и др. 2011, Stockman и др.).
Оптимальную защиту самых маленьких детей обеспечивает автокресло, установленное против хода движения автомобиля, в котором каркас детского удерживающего устройства обеспечивает защиту особо уязвимых частей тела - шеи и головы ребенка. Это актуально как при лобовом, так и при боковом столкновении, при условии, что ребенок и кресло закреплены правильно (Tingvall 1987, Carlsson и др. 1991, Kamren и др. 1993, Stalnaker 1993, Tarriere 1995, Isaksson-Hellman и др. 1997, Jakobsson и др. 2005, Henary и др. 2007). Устанавливаемые против хода движения автомобиля, удерживающие устройства для детей до 3-4 лет, продаются в большинстве стран мира и пользуются наибольшей популярностью в Швеции с начала их появления (1960-ые годы).
Данное исследование направлено на изучение безопасности детей старше 4 лет (группа 2-3), располагающихся по ходу движения автомобиля. Что касается детей, входящих в эту группу и располагающихся по ходу движения автомобиля, в случае лобовых ударов, лучше всего проявили себя детские удерживающие устройства, в которых отсутствовала спинка (Durbin и др. 2003). Также, хорошие результаты показали системы безопасности, встроенные в автомобиль. Особенно хорошо себя проявили функциональные возможности штатного автомобильного ремня, устройство натяжения ремня и ограничитель его нагрузки (Bohman и др. 2006).
Реальная мировая статистика показывает, что дети, в возрасте 9-12 лет, имеют более высокую степень риска получения травм, чем дети более юного возраста (4-8 лет) (СНОР, 2008). Объясняется это тем фактором, что для детей старшего возраста, реже используют удерживающие устройства, чем для детей более юного возраста, а фиксация детей только штатными ремнями автомобиля не является оптимальным средством безопасности.
Безопасность детей в автомобиле зависит от нескольких факторов. В случае аварии, ее исход определяется взаимодействием различных систем защиты в автомобиле, включая детские удерживающие устройства. В последние годы производители стремятся обеспечить более эффективную защиту детей, встраивая ее в детские удерживающие устройства.
Цель данного исследования – выявление баланса между собственной защитой автомобиля и защитой детского удерживающего устройства, позволяющего обеспечить оптимальную безопасность для детей разных возрастов. Особое внимание в исследовании уделяется детям старшего возраста, начиная с 4 лет и выше.
Разработка удерживающих устройств для детей от 4 до 12 лет.
Детские удерживающие устройства, регулирующие положение автомобильного ремня, начали применять в конце 1970-х. С тех пор они не однократно модернизировались со значительными изменениями. Иногда менялись и основополагающие принципы их работы. (Norin и др. 1979). Некоторые устройства используются совместно со штатным автомобильным ремнем безопасности, который ограничивает движение и ребенка, и детского удерживающего устройства.
Для детей, возрастом до 10 лет, необходимо обеспечить особую безопасность в автомобиле. Подвздошные кости таза, играющие важную роль при расположении поясного автомобильного ремня безопасности, не достаточно хорошо развиты у ребенка возрастом до 10-лет (Burdi и др. 1968). Но именно за счет подвздошных костей таза, снижается риск давления ремня на брюшную полость. Развитие подвздошных костей таза в сочетании с тем фактом, что верхняя часть таза сидящего ребенка находится ниже, чем у взрослого человека, являются важным фактором, который необходимо учитывать в конструкции детского удерживающего устройства.
Изначально, спинки автокресел разрабатывались таким образом, чтобы ограничить движения головы ребенка, при условии, что ребенок сидит в автомобильном кресле без подголовника. За счет спинки осуществлялась регулировка длины всего сиденья автокресла. В нем можно было размещать самых маленьких детей, с маленькой длиной бедер. Если спинку убрать, то длина сиденья автокресла подходила для более взрослых детей. В спинке также имелось устройство регулировки положения плечевого автомобильного ремня, направляющее ремень в удобное и безопасное положение посередине плеча (Reed и др. 2009). За последнее десятилетие, спинки авто кресел стали шире, чтобы обеспечить боковую поддержку ребенка и защитить голову в случае бокового удара (Bendjellal и др. 2011).
С недавних пор для детей старшего возраста также стали использовать детские удерживающие устройства, в которых предусмотрены внутренние ремни безопасности. Такое детское удерживающее устройство крепится к автомобилю с помощью штатного автомобильного ремня безопасности, крепления Latch/Isofix и/или с помощью специального ремня самого детского удерживающего устройства. Ребенок удерживается в детском удерживающем устройстве с помощью встроенных ремней безопасности. Данный вид кресел, для перевозки детей более старшего возраста, включен в нормативные акты Австралии и США.
Аспекты реальной безопасности
Во время испытаний, с детьми разного возраста и в различных детских удерживающих устройствах, были получены данные об отклонении головы во время экстренного торможения в 1 g (Stockman и др. 2012). Во время торможения, голова ребенка сдвигалась вперед на 15-20 см, даже если ребенок был пристегнут правильно. На рисунке 1а показана площадь траектории движения головы во время торможения. Различия в траекториях, были обусловлены комплекцией ребенка, используемой детской удерживающей системой и первоначальным положением тела ребенка.
О боковом ударе. Stockman (2012) установил, что в случае бокового удара, следующего за торможением, любое положение головы, изображенное на рисунке 1а, может быть потенциальным положением головы ребенка при ударе. Это соответствует исследованию, проведенному Maltese и др. (2007), которое определило разные положения головы детей (4-15 лет) в случае реальных боковых ударов. В результате торможения голова сдвинется дальше участка, защищаемого боковыми опорами подголовника. На Рисунке 1b приведен пример положения головы ребенка, находящегося в кресле с большими боковыми опорами, в результате торможения (Stockman 2012). Также, при боковом ударе, поврежденный автомобиль, во многих случаях, подвергался угловому ускорению из-за начальной скорости, что продвигало точку удара головы ребенка вперед.
О лобовом ударе. При торможении, перед возможным лобовым столкновением, произойдет смещение головы ребенка вперед (Рисунок 1а) что безусловно, сократит расстояние до потенциально опасных участков удара головой. Если ребенок использует автокресло со спинкой, это расстояние сократится из-за более продвинутого вперед начального положения головы. Некоторые положения исходных поз ребенка представлены на Рисунках 2а, 2b, 2с, 2d; сравниваются дети двух возрастных категорий, использующие автокресло со спинкой и без спинки.
На положение ребенка также оказывает влияние размер боковых опор подголовника автокресла (Andersson и др., 2010). При изучении сидячего положения ребенка во время езды в двух типах автокресел было установлено, что дети больше предрасположены наклоняться вперед, если кресло оснащено большими выступающими боковыми опорами подголовника. Для шести детей (3-6 лет), принимавших участие в исследовании, в три раза удобнее было сидеть, прижавшись всей спиной и головой к спинке, если они сидели в кресле с небольшими боковыми опорами. Если же дети сидели в кресле с большими боковыми опорами, то для них удобнее было принимать положение, при котором основная часть головы более чем наполовину находилась перед передним краем боковых опор подголовника, т.е. была направлена вперед по сравнению со стандартным положением манекена при краш-тесте. Два наиболее распространенных сидячих положений тела ребенка в двух креслах показаны на Рисунках 3-а, b.
_________________________________________
Несмотря на то, что подголовники с боковыми опорами разрабатывались для более надежной защиты, нет полной уверенности в том, что они обеспечивают боковую защиту ребенка в реальных ситуациях. А для более высоких детей, при менее благоприятном исходном положении тела, такая конструкция подголовника может даже оказаться опасной, так как увеличивает риск удара головой.
_________________________________________
О маневрировании
При повороте автомобиля, детям свойственно сдвигаться в бок. Bohman и др. (2011b) провел изучение маневров на замкнутом испытательном участке с детьми, сидящими на заднем сиденье современного легкового автомобиля. При резком повороте (боковое ускорение примерно 0.8g), приводящем к изменению положения ребенка в салоне автомобиля, сравнивалась кинематика с использованием разных видов детских удерживающих устройств. Дети ростом 105-125см были пристегнуты в креслах, как со спинками, так и без них. Спинка давала возможность удерживать автомобильный ремень безопасности на плече во время поворота (Рисунки 4а-b). Сможет ли спинка кресла удерживать автомобильный ремень на плече при лобовом столкновении, если кресло и ребенок находятся в таком положении до столкновения, еще предстоит оценить.
Защита ребенка с помощью автомобильных систем безопасности.
Дети примерно с 4 лет могут безопасно пользоваться штатным ремнем безопасности автомобиля при условии, что положение ремня правильно отрегулировано. Используя автомобильный ремень безопасности, ребенок защищен при лобовом столкновении, благодаря спроектированной системе безопасности автомобиля, а также функциональным возможностям автомобильного ремня безопасности, устройству натяжения ремня и ограничителю его нагрузки. Используя установленное по ходу движения автомобиля детское удерживающее устройство с собственными ремнями безопасности, ребенок не будет защищен должным образом, так как не будут задействованы функциональные возможности автомобильного ремня безопасности. В этом случае он защищен только косвенно, т.к. в спроектированной системе безопасности автомобильного ремня возникает точка слабины в устройстве, удерживающем ребенка.
Используя краш-тест, Bohman и др. 2006, показали преимущества преднатяжителей и ограничителей автомобильного ремня безопасности на манекене ребенка при лобовом столкновении. Для того чтобы ограничитель нагрузки для ребенка работал эффективно, автомобильный ремень безопасности надо отрегулировать под комплекцию ребенка. Основная функция преднатяжителей автомобильного ремня безопасности заключается в уменьшении провисания ремня безопасности и правильности его расположения. Эффективность преднатяжителей автомобильного ремня безопасности в отношении взрослых людей, сидящих на переднем сиденье, признается уже давно. Информация о безопасности детей, сидящих на заднем сиденье автомобиля, встречается гораздо реже. Однако есть все причины полагать, что уменьшение провисания ремня безопасности и правильность его положения, играют такую же важную роль и для детей.
Фронтальные подушки безопасности не предназначены для детей, и детям не рекомендуется подвергаться их воздействию. Это возможно, если перевозить ребенка на заднем сиденье автомобиля, а при перевозке ребенка на пассажирском сиденье спереди - отключать фронтальную подушку безопасности со стороны пассажира. Боковые подушки безопасности большинства автомобилей, набирающих приемлемое количество баллов в рейтинге безопасности, сконструированы таким образом, чтобы не причинить вреда взрослым не высокого роста. Данное исследование проводилось для примерного сравнения между невысокими взрослыми и детьми. (Andersson, 2012). Однако, стоит отметить, что сравнение невысоких взрослых с детьми и исследования в области воздействия на них боковых подушек безопасности в аварийной ситуации, проводились субъективно, поэтому сделать однозначные выводы, основанные на результатах исследований, не представляется возможным.
Обсуждение
Данное исследование дает оценку современным возможностям защиты детей в автомобилях и определяет области, не соответствующие требованиям к детским удерживающим устройствам. В случае аварийного торможения, голова ребенка перемещается на 15-20 см вперед, даже если он правильно пристегнут (Stockman и др. 2012). Это сокращает расстояние до участков возможного удара головы перед предстоящим лобовым столкновением. Если ребенок находится в автокресле, это расстояние будет еще меньше из-за изначально более продвинутого вперед положения головы, пример чего приведен на Рисунках 2 а-d. Кроме того, при боковом ударе, после торможения, голова продвинется вперед дальше, чем участок, охватываемый боковыми опорами подголовника автокресла, как показано на Рисунке 1b. Исследования, проводимые в отношении положения ребенка в автокреслах, с выступающими боковыми опорами подголовников разного типа показывают, что дети, чаще наклоняются вперед в автокреслах, оснащенных подголовниками, с большими боковыми опорами (Рисунок 3а). Они разрабатываются для защиты, но неоднозначным остается вопрос, обеспечит ли безопасность ребенка автокресло со спинкой и боковыми опорами в области головы в случае возникновения реальных аварийных ситуаций. А использование таких автокресел для детей более старшего возраста может даже представлять опасность.
Что касается детей, сидящих в креслах со спинкой, специальные направляющие, предусмотренные конструкцией автокресла, способны удерживать ремень на плече во время маневрирования на дороге. Но остается открытым вопрос, смогут ли направляющие автокресла удержать автомобильный ремень на плече ребенка во время лобового удара, если кресло и ребенок находятся в таком предаварийном положении (Рисунок 4b).
Оценка реальной безопасности пассажиров, находящихся на заднем сиденье, особенно детей, выходит за рамки сценария стандартного краш-теста. Современные легковые автомобили, набирающие приемлемое количество баллов в рейтинге безопасности, разрабатываются таким образом, чтобы защищать взрослых низкого роста на заднем сиденье. Необходимый минимальный уровень боковой защиты устанавливается стандартными испытаниями, такими как испытание на боковой удар IIHSS, с использованием небольшого манекена размером с женщину низкого роста, расположенного на заднем сиденье. Применение автокресла со слишком объемной спинкой для подобных испытаний могло бы даже ухудшить функциональные возможности надувной подушки безопасности.
Следует также признать, что возраст ребенка и вид поездки оказывают влияние на его положения в автомобиле, даже при условии правильной геометрии прохождения автомобильного ремня безопасности. Правильного положения ребенка во время поездки необходимо добиваться таким образом, чтобы не допустить угрожающего ослабления удерживающей его системы, а также не использовать дополнительные предметы, которые способны негативно повлиять на систему безопасности автомобиля. Для всех людей, которые заботятся о защите детей во время поездки, важную роль играют базовые принципы, которые устанавливают конкретный алгоритм действий, направленный на обеспечение безопасности детей в автомобиле.
Выводы
Вся система защиты автомобиля, а именно сама конструкция транспортного средства, система ремней безопасности, преднатяжители и ограничители, направлена на обеспечение безопасности детей. Но из-за анатомических особенностей развития детей имеются проблемы, решение которых требует использования дополнительных средств защиты, обеспечивающих оптимальную безопасность ребенка. Дети примерно с 4-летнего возраста могут использовать автомобильный ремень безопасности, если их положение вместе с положением автомобильного ремня отрегулировать должным образом при помощи сертифицированных детских удерживающих устройств. Используя автомобильный ремень безопасности, ребенок защищен в случае лобового столкновения благодаря системе безопасности транспортного средства, а также благодаря современным функциональным возможностям автомобильного ремня безопасности, устройству натяжения ремня и ограничителю его нагрузки.
Для обеспечения безопасности ребенка в автомобиле, необходимо хорошо усвоить вышеперечисленные принципы и добиться оптимального баланса в использовании детских удерживающих устройств и собственной системы защиты автомобиля.
Хорошего соотношения можно добиться, используя детские удерживающие устройства там, где это требуется согласно конструктивной системы безопасности автомобиля. В других случаях это может привести к отрицательному результату, например, вызовет ненужную слабину в общей системе фиксации ребенка, а также увеличит риск удара головы по причине изначально неправильного положения ребенка.
Подтверждение
Авторы подтверждают проведение исследовательской деятельности в рамках шведского национального исследовательского проекта в SAFER по «Безопасности детей на заднем сидении» при участии представителей Chalmers (Изабель Стокман, Мэт Свенссон, Анна-Лиза Освальдер и коллеги), Autoliv (Катарина Бохман и коллеги), бывшего Saab Automobiles (Марианна Андерссон и Хенрик Сванберг) и Volvo Cars (Мария Виммерстедт), а также других исследовательских групп, обеспечивающих расширенные границы безопасности детей-пассажиров.
Анализ исследования. Давайте порассуждаем...
Вопрос защиты ребенка при боковом ударе в автомобиле является очень важным и беспокоит всех родителей.
Вся система защиты автомобиля, а именно сама конструкция транспортного средства, система ремней безопасности, преднатяжители и ограничители, а также боковые подушки безопасности (при их наличии), направлена на обеспечение безопасности взрослого пассажира. Кроме того, открытым остается вопрос, сможет ли обеспечить безопасность ребенка автокресло со спинкой и боковыми опорами в области головы при боковом ударе. Также не понятно, как поведут себя боковые подушки безопасности при их наличии, если пассажиром окажется ребенок, расположенный в автокресле или на автомобильном сиденье.
В открытом доступе можно найти видео динамических испытаний (далее по тексту краш-тестов) бокового удара с участием манекенов-детей. Однако подобные испытания носят субъективный характер, т.к. для получения сертификата ECE R44/04 они не являются необходимыми и обязательными. Это значит, что не существует нормативных актов для детей из групп 2-3, где содержались бы параметры (скорость разгона и торможения, остановочное расстояние, нагрузка, кривая ускорения или замедления тележки и т.д.) для подобного рода испытаний.
С чем связано, что испытания на боковой удар не подлежат обязательной сертификации?
Во-первых, такие испытания стоят достаточно дорого.
Во-вторых, их проведение сопряжено с рядом проблем.
Одна из основных проблем заключается в том, что смоделировать реальную ситуацию в случае бокового удара практически невозможно.
Исход такой аварии зависит от слишком большого количества факторов: скорости одного или более автомобилей (т.к. участников дорожно-транспортных происшествий как правило несколько), массы автомобиля, конструкции автомобиля, пассивной системы безопасности автомобиля, угла столкновения автомобилей, конструктивных особенностей расположения боковых подушек безопасности при их наличии и области, которую они охватывают в случае аварийного срабатывания. И это мы еще не учли сопутствующие факторы, такие как действия водителей, состояние дороги, метеорологические условия и прочее. Предугадать все возможные обстоятельства просто невозможно. А моделирование идеальной ситуации, имитирующей боковое столкновение при проведении краш-теста, не дает гарантии, что при реальном боковом столкновении все пройдет так же гладко.
Как правило, стоит отметить, что боковые подушки безопасности при их наличии в автомобиле конструируются ориентируясь на человека невысокого роста. Однако их конструкция и площадь покрытия в различных моделях автомобилей может значительно отличаться. А это играет в вопросе обеспечения безопасности детей решающую роль.
Тем не менее производители проводят подобные краш-тесты на добровольных началах, но как правило (в большинстве случаев) не предоставляют в открытый доступ результаты своих испытаний, показывая потенциальным покупателям лишь видеоматериалы. Или предоставляют для ознакомления, к примеру, только часть параметров, которые нам можно показать.
Приведем пример. Производитель может провести испытания на боковой удар с заведомо заниженной скоростью 10 км/ч и получить при этом неплохие результаты. Хотя тогда возникает вопрос, что считать плохим результатом, а что нет, если нормативными актами требования к подобного рода испытаниям не регламентированы, а скорость автомобиля при имитации бокового удара в видеозаписи краш-теста мы конечно же определить не можем. Но благодаря таким видеоматериалам уровень доверия к производителю значительно возрастет. Насколько такие испытания соответствуют реальной аварийной ситуации – большой вопрос…
Обладая лишь частью информации и не зная всех входных параметров, особенно таких важных как скорость разгона и торможения, положение манекена, сделать однозначные выводы невозможно.
____________________________________
Немаловажным фактом является и то, что в таких краш-тестах манекен занимает идеальное положение, когда его голова плотно прижата к подголовнику. Будет ли ребенок сидеть так же при реальной аварийной ситуации остается под большим вопросом.
____________________________________
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что обеспечение безопасности ребенка в случае бокового удара носит теоретический характер и не изучено до конца. Для изучения данного вопроса необходимо проводить многочисленные испытания, результат которых может оказаться непредсказуемым.
