Найти тему
DL24 | История авто

Так что же конкретно не так с безопасностью у старых авто ?

И что именно сделали на современных, чтобы стало лучше.

Затронуть эту тему меня, как обычно, побудили гуляющие по Интернету мифы в данной области, массово тиражируемые без особого вдумывания в смысл сказанного. И да, как вы наверняка уже поняли - тему разновидностей несущих систем автомобилей я поднял не просто так, а для того, чтобы частично разгрузить текст этой, основной статьи от излишней информации. Потому что вопрос о безопасности автомобиля бесполезно обсуждать без хотя бы базового представления об устройстве несущей системы его кузова.

Дисклеймер нумер один: в контексте данной статьи под "старыми" автомобилями имеются в виду не физически старые (подержанные) относительно современные модели, а машины совсем старых выпусков, разработанные до массового внедрения элементов пассивной безопасности - т.е. примерно до середины 1960-х... начала 1970-х гг., взятые в те времена, когда они были новыми.

Дисклеймер нумер два: это не научная работа; в статье есть много упрощений и умышленных неточностей, делающих изложенное насколько возможно адаптированым для понимания читателем без специальной подготовки. Впрочем, автор и сам не является профессионалом в данной области, и не претендует на истину в последней инстанции. Если вы хотите ознакомиться с тем, как эту же тему излагают профессионалы в области безопасности автомобилей - в их работах в свободном доступе недостатка нет (правда, в основном на англ. яз.).

По большому счёту изложенное здесь является частным мнением, основанным на попытках разобраться в вопросе и систематизировать находящуюся в открытом доступе информацию по теме, и не должно восприниматься, к примеру, как руководство к каким-либо действиям. Я в целом негативно отношусь к кустарным попыткам "улучшения" безопасности автомобилей, поскольку как правило они приводят ровно к противоположному.

-2

Одним из элементов связанной с вопросами безопасности мифологии является утверждение о том, что якобы старые автомобили имеют слишком жёсткие силовые элементы передка, плохо деформирующиеся при ударе - из-за чего машина остаётся почти целой, но находящиеся в салоне люди погибают от возникающих перегрузок; а вот современные - плющатся "в лепёшку", чтобы сберечь здоровье и жизнь водителя и пассажиров. И вообще, толстый металл, или много металла в передке - это плохо, всё кроме "клетки безопасности" салона должно быть "из фольги", чтобы хорошо сминаться при ударе.

Cтарые машины гораздо крепче современных и даже в серьёзных авариях получают лишь незначительную деформацию кузова... в чьих-то мечтах, наверное. В реальной жизни же всё как правило происходит строго наоборот. Причём если бы мы вместо голубой "Хонды" подставили старый "Москвич" или даже "Победу" - ничего существенно бы не поменялось.
Cтарые машины гораздо крепче современных и даже в серьёзных авариях получают лишь незначительную деформацию кузова... в чьих-то мечтах, наверное. В реальной жизни же всё как правило происходит строго наоборот. Причём если бы мы вместо голубой "Хонды" подставили старый "Москвич" или даже "Победу" - ничего существенно бы не поменялось.

Типичный пример такого утверждения из первой попавшейся в поиске статьи на эту тему, явно продукт труда какого-то копирайтера, ничего не понимающего в теме - но зато очень хорошо отразившего популярный ход мыслей на этот счёт:

Ранний автомобильный дизайн подразумевал жесткие конструкции, которые по замыслам инженеров того времени должны были препятствовать деформации кузова автотехники и снизить вероятность получения травм. Отчасти они (конструкторы-инженеры) были правы. Еще раз взгляните господа на фотографии запечатливших аварии тех лет. Машины даже в серьезных столкновениях получали минимальные повреждения и минимум деформаций. Хорошо ли это..? Может для жестянщика это и хорошо, но вот для пассажиров отнюдь не очень. В большинстве случаев при серьезном столкновении это приводило к серьезным или даже фатальным последствиям для человека. Слишком велики были перегрузки.

И в этом есть какие-то элементы истины, но именно в том виде, в котором всё это обычно формулируется - это, конечно же, полнейшая ересь, происходящая из неправильного понимания тех очень сильно упрощённых (!) описаний, при помощи которых зачастую пытаются популяризировать для публики основные принципы создания безопасного автомобиля.

Самый простой способ в этом убедиться - это, блин, на самом деле взять и посмотреть на фотографии автомобилей пятидесятых-шестидесятых годов после серьёзных ДТП:

Я не буду тут публиковать совсем уж "мясо" - такой контент вы можете при желании найти самостоятельно. Но в виде краткого изложения могу сказать: автомобили, которым положено "даже в серьезных столкновениях получать минимальные повреждения и минимум деформаций", на деле плющило в лепёшку и разрывало на куски так, как современным и не приснится... Причём на сравнительно низких по современным меркам скоростях. И основной причиной гибели людей в этих машинах были не мифические смертоносные перегрузки, а банальные физические травмы, полученные или в результате ударов об элементы салона, или в результате деформации кузова.

-5

В представленной выше точке зрения есть, пожалуй, лишь одно рациональное зерно - конструкторы автомобилей очень рано начали заботиться о повышении жёсткости... "клетки безопасности" салона. Но в основном это делалось в расчёте на то, чтобы крыша не складывалась полностью при опрокидывании автомобиля - что во времена относительно узких и высоких машин было весьма распространённым видом аварии. Собственно, самые первые условные крэш-тесты, проводившиеся ещё в тридцатые годы (если не раньше), имитировали именно опрокидывание, а не столкновение.

-6

Все снимки, на которых эти машины более или менее целые - это низкоскоростные столкновения, при которых пострадали только навесные детали кузова - крылья, бампера, капот. Кстати, запоминаем этот факт - он имеет некий глубинный смысл, который чуть ниже будет растолкован.

А пока - продолжаем. И для начала - давайте раз и навсегда покончим с мифом про смертоносные перегрузки, убивающие всё живое в салоне "остающегося целым" после ДТП автомобиля. Сразу отмечу, что как правило (но не всегда) самые большие перегрузки, испытываемые головами водителя и пассажиров (а это и есть наиболее опасная перегрузка, способная причинить смертельные травмы) являются следствием ударов о различные части интерьера и последующего "отскока", а не самого по себе резкого замедления автомобиля при столкновении. Хотя, конечно, связь здесь прямая: чем быстрее и "резче" автомобиль замедляется - тем большую энергию успевает набрать "тушка" перед ударом о руль или панель приборов...

В качестве примера давайте возьмём "Волгу" - автомобиля, кузов которого был спроектирован в самом начале шестидесятых годов и в плане безопасности является достаточно типичным для того времени. Почему именно её - да потому, что по этому автомобилю есть в широком доступе результаты современных крэш-тестов, включая нужные нам цифры, которые можно сравнивать с более современными - и более безопасными - моделями. "АвтоРевю" бил ГАЗ-3110 два раза: в 1999, ещё по старым нормативам, и в 2002 - уже по полноценным нормативам EuroNCAP, с ударом о деформирующийся барьер, максимально имитирующий столкновение с реальной легковушкой. Его результаты и возьмём за основу - и будем сравнивать с другими полученными аналогичным способом.

С точки зрения перегрузок, действующих на водителя при столкновении, они были таковы:

Перегрузки головы не превысили 82 g (у вазовской «семерки» было куда больше), а коэффициент вероятности травмы головы HIC, Head Injury Criteria, составил 655. Это лишь на 5 единиц выше порога «зеленой» зоны при оценке EuroNCAP. И намного ниже опасного порога в 1000 единиц.

У манекена переднего пассажира показатели ещё лучше: перегрузка его головы составила 69 g, при этом голова не ударилась об элементы салона - следовательно, HIC не определялся. Для справки, максимальная величина кратковременной (длительностью в несколько миллисекунд) перегрузки головы, считающаяся безопасной по правилам безопасности ЕЭК ООН - 72 g, а опасная "красная зона" начинается с 88 g; естественно, величина эта выбрана с запасом - то есть, для причинения человеку немедленной смерти перегрузка должна быть намного выше.

Но много это, или мало по сравнению с другими автомобилями ? Давайте проведём выборочное сравнение, взяв для него достаточно современные, но уже "не первой свежести" модели:

  • У Volga Siber перегрузка головы водителя составила 57,2 g, а HIC - 496 единиц; у пассажира - 34,5 g и 176.
  • У Renault Logan первого поколения - 71 g / 890 для водителя и 67 g / 797 - для пассажира.
  • При этом интересно, что рамный УАЗ Патриот разбился тоже достаточно "мягко", сравнимо с тем же "Логаном" - 77,5 g / 833 у водителя 58,7 g / 563 - у пассажира.
  • Но наиболее интересные результаты - у Chery Amulet, машины с общеизвестно крайне хлипким кузовом, который при ударе разве что не развалился на части: 151 g (!) перегрузки головы водителя и HIC в 1480 (!) единиц; у пассажира всё же получше - 82 g и 537.

Из этого мы можем сделать как минимум два вывода:

  • У современных автомобилей действующий при ударе на головы водителя и пассажира перегрузки действительно меньше, чем у "Волги" с её архаичным, не рассчитанным на современные стандарты безопасности, кузовом - но в общем-то не намного, если только не брать совсем новые модели разработки 2010-х годов.

А если бы для сравнения мы взял бы современные "рамники" - то цифры и вовсе были бы довольно похожими. Так что показатели "Волги" по перегрузкам при ударе - и, надо думать, старых машин в целом - вполне совместимы с выживанием водителя; она бьётся даже "мягче" некоторых современных автомобилей.

В случае пассажира "Волги", у которого не было жёсткого удара об элементы салона, величина перегрузки хоть и выше, чем хотелось бы, но всё ещё находится в пределах "зелёной зоны" EuroNCAP. То есть, само по себе замедление при ударе у этого автомобиля - безопасно и не угрожает серьёзными травмами; проблема скорее в отсутствии хороших ремней с преднатяжителями и подушек безопасности, которые могли бы предотвратить жёсткий контакт головы водителя с рулём.

  • Но самое главное - это то, что автомобиль с самым мягким кузовом как раз показал наивысшие цифры по уровню перегрузок. "Чери" великолепно сплющился при ударе - но перегрузки почему-то от этого только выросли, и оказались по пиковой величине чуть ли не вдвое больше, чем у "Волги".

Да и у ВАЗовской "семёрки" с её также очень "жиденьким" кузовком, при ударе "потерявшим структурную целостность", перегрузки и шансы травмирования головы были выше, чем у более "жёсткой" и лучше отработавшей удар "Волги" - 86 g/970 для водителя и 125 g/1100 для пассажира. Почему так, и почему это и должно быть именно так - я тоже постараюсь объяснить ниже. А пока продолжаем...

Теперь давайте вспомним, как выглядят силовые элементы передка у типового автомобиля "старой школы" - потому что это архиважно для понимания того, как он будет вести себя при ударе:

https://www.drive2.ru/l/465535698175263024/
https://www.drive2.ru/l/465535698175263024/
-8

Вот эти две железные палки отнюдь не поражающего воображение сечения, торчащие из щита моторного отсека - это лонжероны рамы. И именно на них и приходятся все усилия, возникающие при столкновении автомобиля с препятствием. Всё, больше никаких силовых элементов в передке старого автомобиля - нет ! Остальное - тонкая жесть, обычно не образующая закрытых коробчатых элементов с заметной жёсткостью и не играющая заметной силовой роли. Именно чтобы показать это я и выбрал фотографию, где вся она полностью срезана.

Но, как вы понимаете, лонжероны занимают очень небольшую площадь лобовой проекции автомобиля, и шансы на то, что удар придётся точно по ним - крайне, крайне малы ! Правда, спереди к ним крепится бампер, который должен отчасти помочь - но может казаться достаточно крепким он только при аварии на "парковочных" скоростях; а при серьёзном ударе его расплющит, как фольгу - ведь по большому счёту это просто открытый П-образный профиль:

Бампер смяло, как фольгу.
Бампер смяло, как фольгу.

Плохо, если удар произошёл со смещением: его будет принимать на себя всего одна из "палок" лонжеронов. При этом связь между правым и левым лонжеронами, за счёт которой они могли бы вместе отрабатывать удар со смещением - слабая: поперечина подвески крепится к ним снизу на несколько болтов, которые при сильном ударе просто срезает.

Но наихудший сценарий - это если удар пришёлся выше бампера и лонжеронов: в этом случае ему вообще ничего не будет противостоять, и при достаточной силе удара все агрегаты окажутся в салоне. Рама при этом просто подъедет под препятствие - а больше оказывать сопротивление деформации в передке такого автомобиля нечему.

Увы, но даже если удар и происходил самым удачным образом - скажем, столкнулись два автомобиля примерно равной высоты, или произошёл наезд на сплошное неподвижное препятствие, вроде стены - такая силовая конструкция передка всё равно отрабатывала его очень далёким от оптимального образом. И дело тут не в том, что силовые элементы передка якобы "слишком жёсткие" и вообще не деформируются - при достаточной силе удара деформируется всё... проблема - в характере этой деформации. Он был неправильным - не таким, как надо.

-11

Для того, чтобы от деформации был какой-то толк с точки зрения безопасности, она должна быть энергопоглощающей - как можно более эффективно преобразующей энергию удара в деформацию металла. Здесь дело вообще не в жёсткости конструкции как таковой или её отсутствии, а в её способности каждый сантиметр своей деформации преобразовывать в максимальное количество поглощённой за счёт неё энергии удара.

Для этого силовой элемент должен деформироваться каким-то "сложносочинённым" образом - например, за счёт образования складок металла - и при этом плавно, небольшими "шажочками" - как бы "растягивая" процесс во времени. Именно таким образом и получается эффективно погасить энергию удара, прекратив его разрушительное воздействие на кузов автомобиля - а также сделать удар "мягким" и уменьшить возникающие при нём перегрузки; очень грубо говоря - сделать так, чтобы салон автомобиля при ударе "тормозил" как можно медленнее, а не резко останавливался.

Она сломалась...
Она сломалась...

Увы, но обычная прямая металлическая "палка", нагруженная вдоль своей оси, так делать не умеет. До определённой величины усилия она вообще почти не деформируется - а при превышении этого предельного значения просто резко "ломается", почти мгновенно теряя жёсткость, складывается крупными "зигзагами", и в дальнейшем участия в гашении энергии удара практически не принимает:

Классика УАЗовского жанра: вроде и скорость была "городская всего ничего", а рама просто сломалась и загнулась буквой "зю", толком ничего не поглотив - и всё остальное уже пошло сминаться, как умело. Справедливости ради - салон цел, в нём все живы, здоровы; в процессе этот "Патриот" наглухо выпилил современную повозку с несущим кузовом. Спасибо двум тоннам массы. Фото: https://www.drive2.ru/l/467698437547098130/
Классика УАЗовского жанра: вроде и скорость была "городская всего ничего", а рама просто сломалась и загнулась буквой "зю", толком ничего не поглотив - и всё остальное уже пошло сминаться, как умело. Справедливости ради - салон цел, в нём все живы, здоровы; в процессе этот "Патриот" наглухо выпилил современную повозку с несущим кузовом. Спасибо двум тоннам массы. Фото: https://www.drive2.ru/l/467698437547098130/
И снова... повторюсь - дело не в том, что рама "слишком жёсткая", а в том, что она свою жёсткость не может должным образом реализовать: сразу ломается и не гасит энергию удара. Как видите, "несгибаемые" "рога" рамы, не сумев должным образом сложиться, просто стали внедряться в "мишень". А деформация самого передка продолжилась дальше - уже без их участия...  хотя должно быстро строго наоборот. Хорошо, что "Патриот" тяжёлый, агрегаты в его моторном отсеке размещены довольно свободно, а кузов, включая и передок выше рамы - всё же не такой хлипкий, как у более старых моделей. Но обольщаться всё же не стоит - на каждый "джип" может найтись свой грузовик сравнимой или большей массы...
И снова... повторюсь - дело не в том, что рама "слишком жёсткая", а в том, что она свою жёсткость не может должным образом реализовать: сразу ломается и не гасит энергию удара. Как видите, "несгибаемые" "рога" рамы, не сумев должным образом сложиться, просто стали внедряться в "мишень". А деформация самого передка продолжилась дальше - уже без их участия... хотя должно быстро строго наоборот. Хорошо, что "Патриот" тяжёлый, агрегаты в его моторном отсеке размещены довольно свободно, а кузов, включая и передок выше рамы - всё же не такой хлипкий, как у более старых моделей. Но обольщаться всё же не стоит - на каждый "джип" может найтись свой грузовик сравнимой или большей массы...

Это очень плохо, потому что, во-первых, поглощение энергии удара при этом получается крайне неэффективное - и, доломав лонжерон, оставшаяся не поглощённой энергия может начать ломать уже пассажирский салон. А во-вторых - такой процесс "складывания" происходит очень быстро и при этом возникают большие перегрузки.

Повторюсь - сами по себе они вряд ли будут смертельными, но риск серьёзных травм при этом сильно возрастает: как минимум, уже просто потому, что подвергнутые большой перегрузке предметы - в данном случае части тела седоков - разгоняются до высокой скорости и ударяются о детали салона с большой силой, получая травмы. Хотя для такого деликатного органа, как голова человека, опасна и сама по себе перегрузка (по сути - резкая остановка); но для нанесения перманентного ущерба она должна быть очень большой. Даже выше, чем у головы водителя "Чери Амулета" в том крэш-тесте... у которого, надо думать, хлипкий кузов просто-напросто "сложился" - быстро и без особого поглощения энергии, а значит быстро - и именно эта быстрая остановка вызвала такую большую перегрузку (вероятно - в сочетании с произошедшей жёсткой "стыковкой" головы со ступицей руля). Впрочем, это лишь моя трактовка событий - но она неплохо согласуется с находящимися в свободном доступе цифрами по результатам условно "мягких" и "жёстких" машин.

И да - именно поэтому старые машины сравнительно мало страдали при лобовых столкновениях на малых скоростях: если действующие на передок усилия при этом не превышала той критической величины, при которой его силовые элементы начинали "складываться" - то повреждения как правило ограничивались оперением кузова; лонжероны при этом могло немного повести, но они после этого легко вытягивались до нужной геометрии, навесное железо менялось - и машина уже "как новенькая". Повторю ещё раз: это так работало только на парковочных скоростях ! Если на них кто-то и погибал - то от ударов об острые элементы салона или выпадения из машины через открывшиеся двери или разбившееся стекло, а не от перегрузок. А в серьёзной аварии передок сминался "как миленький".

-15

Всё это стали понимать уже в шестидесятые-семидесятые годы, и в качестве одной из первых мер повышения пассивной безопасности без радикального изменения существующих конструкций автомобилей применили гофрированные сильфоны ("краш-боксы") - специальные секции передних лонжеронов обычной рамы или подрамника, предназначенные для обеспечения запрограммированной (!) энергопоглощающей (!) деформации.

Эти гофры не являются ослаблением конструкции в буквальном смысле - при восприятии обычных эксплуатационных нагрузок, не связанных со столкновением, она остаётся весьма прочной и жёсткой. На самом деле они играют роль концентраторов напряжений (что это такое - я уже пояснял в статье про раму и несущий кузов, ссылка в самом начале этой), задающих специфический характер деформации лонжерона именно под действием продольных усилий.

При складывании такой "гармошки" происходит намного больше работы по смятию металла, чем когда металлическая балка просто ломается произвольным образом. А значит - за счёт этого можно, во-первых, поглотить намного больше энергии соударения - в идеале даже всю, тем самым остановив деформацию и исключив её передачу дальше на кузов, а во-вторых - намного сильнее растянуть этот процесс во времени, чем в случае просто бестолково ломающейся "палки" с прямыми стенками:

Что происходит с "гармошкой" сильфона при ударе.
Что происходит с "гармошкой" сильфона при ударе.

Этот способ оказался так хорош по соотношению стоимости и эффекта, что он до сих пор используется на "рамниках", вроде показанного выше Jeep Wrangler 2010-х годов - и за счёт этого они как-то втискиваются в современные нормативы безопасности, хотя и набирают на краш-тестах сравнительно мало баллов. Естественно, вытягивать после удара с такой рамой уже как правило нечего ! И даже при относительно лёгкому ударе "подпиленные" лонжероны уже начнут складываться. Именно поэтому и существуют ремонтные секции рамы, подобные показанной выше.

Но, конечно же, для полноценного обеспечения пассивной безопасности этого уже давно мало. Современный автомобиль имеет целый комплекс мер, которые позволяют довести его до современных требований в этой области:

  • Во-первых, перед лонжеронами у него имеется мощный усилитель бампера - который играет ту же роль, что и металлические бампера на старых машинах, но намного лучше:

Он сделан из относительно толстого металла и имеет закрытое сечение; его основная задача - как можно равномернее распределить энергию на оба лонжерона, даже при смещённом ударе. Потому что два - лучше, чем один. Именно между этим брусом и щитом моторного отсека в основном и плющатся лонжероны автомобиля - а также он и сам по себе обеспечивает некоторое энергопоглощение в процессе своего сминания ещё в самом начале отрабатывания удара.

  • Во-вторых, у современных автомобилей сечение самих лонжеронов во много раз больше, чем у машин старых выпусков (даже девяностых годов, но до EuroNCAP). Чем больше металла - тем больше работы по его деформации происходит при смятии передка:
-19

Кроме того, металл на них тоже как правило толще. Я напомню, что у старых автомобилей с полностью несущими кузовами, типа старых ВАЗов, лонжероны сделаны из того же тонкого металла, что и остальной кузов - толщиной как максимум 0,8...1,0 мм, а часто и тоньше. У современных машин они бывают намного толще. И неправда, что относительно толстый металл не может деформироваться "как надо" - важно лишь, чтобы ему была придана правильная форма.

А этот лонжерон сужается к концу и при ударе тоже будет складываться гармошкой.
А этот лонжерон сужается к концу и при ударе тоже будет складываться гармошкой.

Именно поэтому сами лонжероны на современном автомобиле - это тоже уже не просто прямые "палки": им придают форму и сечение, которые программируют их энергопоглощающую деформацию. Например, делают их S-образными, или расходящимися в бока в виде "ухвата", или же придают им форму очень пологой пирамиды, которая при ударе идёт складками (так называемые прямоконусные лонжероны). Есть и более хитрые варианты - у каждой фирмы они свои.

Кстати, вопреки мифологии, первым так сделал не "Мерседес" на своих "Плавниках" образца 1959 года. Нет, может быть, он и первым специально стал пиарить их преимущества с точки зрения безопасности - но подобные же дугообразно изогнутые лонжероны я видел ещё на автомобилях марки Hansa конца сороковых годов (переверните страницу галереи, чтобы увидеть фото). Думаю, что и при аварии они работали примерно так же. Но, увы, компанию Карла Боргварда "Мерседес" сжил со свету в начале шестидесятых, и вспомнить об этом больше некому... Впрочем, я, как обычно, отвлёкся.

Почти копия картинки "Мерседеса". Что самое интересное - и то, и то правда. Автомобилю в принципе свойственно деформироваться именно таким образом, даже если его к этому не готовили. Разницу можно понять скорее по статистике, собранной при крэш-тесте.
Почти копия картинки "Мерседеса". Что самое интересное - и то, и то правда. Автомобилю в принципе свойственно деформироваться именно таким образом, даже если его к этому не готовили. Разницу можно понять скорее по статистике, собранной при крэш-тесте.

Ещё раз, для закрепления: специально выбранная форма лонжерона не является условием деформации передка - она лишь однозначно задаёт её характер, нацеленный на максимальное гашение энергии удара. То, что над характером деформации специально не работали при проектировании автомобиля, не значит, что передок его будет "слишком жёстким" и будет "слишком мало" деформироваться (как бы не наоборот...). Он просто будет деформироваться случайным образом, и скорее всего - намного менее эффективно с точки зрения гашения удара.

Например, у "Москвича-408", разработанного ещё до эпохи массовых крэш-тестов, лонжероны тоже сделали не прямыми, а слегка S-образными, и при ударе тоже давали определённую степень энергопоглощения - более высокую, чем просто прямые. Но автомобилям, специально спроектированным с учётом этого принципа, он уступал по пассивной безопасности.

То есть, заслуга "Мерседеса" - в том, что он популяризировал более научный подход к вопросу безопасности автомобилей, а не в том, что он в принципе изобрёл деформирующийся передок и крепкий каркас салона... Так делали и задолго до него, но скорее по наитию - без какой-то строгой научной базы, вроде анализа результатов тех же проведённых в контролируемых условиях крэш-тестов. И работало всё это тоже "как придётся".

  • Ну и, пожалуй, главное: у современного автомобиля в передке уже не один пояс силовых элементов - их несколько, расположены они на различной высоте и как правило связаны друг с другом при помощи отростков. Это позволяет, во-первых, воспринять удар, на какой бы высоте он ни произошёл - а во-вторых, множество продольных силовых элементов большого сечения, конечно же, гасят его энергию намного эффективнее, чем всего два:
Обратите внимание, что лонжероны имеют S-образную форму и "гармошки" на концах.
Обратите внимание, что лонжероны имеют S-образную форму и "гармошки" на концах.
-26

В большинстве случаев используется показанная выше схема: собственно лонжероны передают усилия на (или, в более бытовых терминах - "при ударе упираются в") щит моторного отсека; расположенный ниже них подрамник - на нижний силовой пояс кузова (пороги и поперечины); а расположенные выше лонжеронов элементы - на верхний силовой пояс (стойки крыши и сам каркас крыши). Такая система очень эффективно "отрабатывает" удар, обеспечивая гашение его энергии и как можно более равномерное распределение возникающих при этом усилий на силовые элементы "клетки безопасности" салона - чтобы не допустить сосредоточенного воздействия по какой-то отдельной её части.

Верхние "лонжероны" у этого Ford Explorer мощнее, чем основные силовые элементы передка у многих автомобилей старых выпусков. А нижние и вовсе как у слона х...обот.
Верхние "лонжероны" у этого Ford Explorer мощнее, чем основные силовые элементы передка у многих автомобилей старых выпусков. А нижние и вовсе как у слона х...обот.

Кстати, ещё один миф: о "несгибаемой" клетке безопасности, защищающей салон современного автомобиля. На самом деле силовые элементы салона по сечению и механическим свойствам сравнимы с теми, которые находятся в передке кузова. Характер деформации кузова задаётся в основном не разницей в прочности между силовыми элементами, а тем, как именно расположены эти элементы друг относительно друга, и как они взаимодействуют друг с другом при ударе. В частности - в районе щита моторного отсека как правило формируется очень жёсткий силовой узел, который играет роль той "наковальни", о которую "плющатся" элементы передка, и который не даёт деформации распространиться дальше на салон. При этом совершенно не обязательно делать сам по себе каркас салона сверхпрочным.

Да, конечно - у современных автомобилей каркас средней части кузова и сам по себе намного крепче, чем у старых моделей за счёт больших сечений стоек, усилителей в порогах и дверях, и так далее. Но это именно локальное усиление, и сделано всё это в основном для обеспечения безопасности при боковом ударе и опрокидывании, которые каркас салона воспринимает уже в одиночку. Увы, но посмотрев на фото действительно тяжёлых аварий, легко убедиться в том, что если энергоёмкости передка всё же не хватает на поглощение всей энергии соударения - то "клетка безопасности" салона тоже начинает деформироваться как ни в чём не бывало.

В принципе, даже такие старые и разработанные без какого-либо внимания к вопросам безопасности при столкновении машины до определённой скорости бились "как положено": салон оставался относительно целым, передок - деформировался. На самом деле, сложно спроектировать машину, которая не будет так делать - просто потому, что в большинстве случаев каркас средней части естественным образом оказывается более крепким, чем передок. Разница с современным автомобилем здесь более сложная и нюансная, чем "старые машины при ударе не сминались, а современные - мнутся". Например, можно заметить, что руль здесь сместился далеко в салон из-за травмоопасной конструкции рулевой колонки.
В принципе, даже такие старые и разработанные без какого-либо внимания к вопросам безопасности при столкновении машины до определённой скорости бились "как положено": салон оставался относительно целым, передок - деформировался. На самом деле, сложно спроектировать машину, которая не будет так делать - просто потому, что в большинстве случаев каркас средней части естественным образом оказывается более крепким, чем передок. Разница с современным автомобилем здесь более сложная и нюансная, чем "старые машины при ударе не сминались, а современные - мнутся". Например, можно заметить, что руль здесь сместился далеко в салон из-за травмоопасной конструкции рулевой колонки.

Но, опять же - всё это в какой-то зачаточной степени присутствовало и у многих старых машин, особенно с несущим кузовом. Например, щит моторного отсека, в который упираются передние лонжероны, в любом случае получался достаточно мощным - как и пороги кузова и стойки крыши, которым как правило старались придать достаточную прочность и жёсткость, потому что пороги несущего кузова являются его основным силовым элементом, воспринимающим большую часть нагрузок, возникающих при движении автомобиля, а крыша рассчитывалась на то, чтобы не складываться полностью при опрокидывании. То есть - каркас салона как бы сам по себе получался относительно крепким и в какой-то мере способным "держать удар", заставляя передок сминаться.

Так что всё же основная разница между старыми машинами и современными - не в принципиальном характере деформации кузова, который как раз похож в общих чертах, а в том, насколько эффективно вся эта система работает - и до какой предельной скорости столкновения. Что, в частности, достигается как раз за счёт продуманной энергопоглощающей конструкции силовых элементов "морды". Например, раньше машины готовили к удару на скорости 50 км/ч, рассчитывая силовые элементы передка на соответствующую ей энергию удара. А потом скорость подняли до 64 км/ч - и все машины, разработанные под старые стандарты - даже считавшиеся очень безопасными - в новых тестах сразу же "посыпались".

Я что-то не найду того самого буклета с яйцом, но там было что-то подобное вот этому, только более цивильное.
Я что-то не найду того самого буклета с яйцом, но там было что-то подобное вот этому, только более цивильное.

Ещё одно искажённое представление касается сущности самих слов "зона деформации". Приходилось, к примеру, встречать мнение, что для обеспечения безопасности нужно делать передок как можно более "пустым", "мягким" и легко складывающимся. Наверное, здесь виновата одна из используемых для иллюстрации этого принципа аналогий - вроде той рекламы "Вольво", в которой в "аварию" попадало яйцо в разделённой на три части коробке, передняя из которых играла роль "зоны запрограммированной деформации". Вот только, аналогия эта - негодная: в случае автомобиля энергия, возникающая при столкновении, так велика, что самих по себе "стенок коробки" уже недостаточно для обеспечения её поглощения...

Зона деформации - это ни в коем разе не пустое место; так это не работает - любая пустота в передке просто мгновенно схлопнется без особого толку. В зоне деформации должно иметься что-то жёсткое, способное поглощать энергию удара, пуская её на свою деформацию. И как правило эту роль играет как раз металл, которому придана выгодная с этой точки зрения форма. Получается кажущийся парадокс: чтобы машина разбивалась более "мягко", её передок надо усилить, добавив в него кучу металла...

Более правильный аналог с участием продукции птицеводства выглядит скорее как-то вот так:

https://pinshape.com/items/40399-3d-printed-crumple-zone-crash-test-car
https://pinshape.com/items/40399-3d-printed-crumple-zone-crash-test-car

Шикарный пример тут - "Запорожец". Казалось бы, весь его передок - это шикарная, просто "королевская" зона деформации: пустое пространство почти без агрегатов. Увы, но в этом пустом пространстве нет главного: тех самых силовых элементов, способных эффективно поглощать энергию удара, поскольку оно образовано тонкой оболочкой. В результате на крэш-тестах ЗАЗ показывал отнюдь не великолепные результаты:

-31

При этом нельзя сказать, что "клетка" салона у него особенно слабая... нет, она плюс-минус такая же, как и у прочих советских автомобилей того времени (да и в целом автомобилей того времени близкого размерного класса). Видимо, просто "морда" вообще не обладает какими-то серьёзными энергопоглощающими свойствами, и после её "схлопывания" до балки подвески (а она - уже прямо "в ногах" у водителя и переднего пассажира) вся энергия идёт на разрушение салона.

Лонжеро-о-оны, где-е-е вы-ы ?.. Хотя в теории, немного пожертвовав багажником, машину можно было сделать очень безопасной при лобовом ударе. Просто добавив какие-то умеющие хорошо складываться короба между бампером и наклонным полом багажника.
Лонжеро-о-оны, где-е-е вы-ы ?.. Хотя в теории, немного пожертвовав багажником, машину можно было сделать очень безопасной при лобовом ударе. Просто добавив какие-то умеющие хорошо складываться короба между бампером и наклонным полом багажника.

Да и заслуженная "капсула смерти" "Ока" - того же поля "ягодица": у неё тоже нет как таковых передних лонжеронов; усиленные передние колёсные арки недостаточно крепки чтобы "держать удар", и привинченные к ним снизу "лыжи" подрамника особо не помогают. Кстати, опять видим огромные перегрузки головы водителя (123 g)... и это последствия удара головы об элементы салона, конкретно - о панель приборов.

Где реально работает принцип сознательного ослабления конструкции - это в обеспечении безопасности пешехода при наезде на него. Именно ради его безопасности современные автомобили снаружи со всех сторон обвешены пластмассой и очень тонким металлом. Хотя и здесь используются принцип энергопоглощения - например, в капоте, который должен как можно мягче "принимать" тушку зазевавшегося пешехода. Но там и усилия, как вы понимаете, далеко не такие, как при наезде на препятствие или другой автомобиль...

-33

А вообще - у конструкторов современного автомобиля задача очень сложная. Дело в том, что компоновка подкапотного пространства сегодня чрезвычайно плотная, и на зону запрограмированной деформации места выделено весьма немного. Поэтому им нужно обеспечить такую конструкция передка, при которой будет обеспечено максимальное энергопоглощение при минимальной возможной деформации. Иначе вся "морда" автомобиля просто сразу же соберётся в компактный "комок" из скомканного металла кузова и агрегатов, и всё это поедет дальше - ломать уже салон вместе с водителем и пассажирами.

А, ну да... раз уж вскользь помянул в самом начале это чёртово видео - делать нечего, надо отдуваться. Каких только не ходило про него слухов - мол и раму подпилили, и двигателя под капотом якобы не было... Что же там на самом деле произошло ? Да всё в общем-то элементарно: "Шевроле" 1959 года, из силовых элементов передка - всего две "палки" лонжеронов рамы, из которых толком сработал при смещённом ударе лишь один. Естественно, он не выдержал и сразу же сломался, почти не погасив энергии удара - как мы уже видели на фото УАЗов. А дальше начало ломать весь остальной автомобиль - ничего этому особо не противодействовало, потому что всё остальное у него сделано "из фольги". Закончилось это безобразие только когда нос "Малибу" добрался до средней стойки крыши бедного "Бел Эйра". Ну и да, ржавая пыль столбом тоже говорит сама за себя - но это не было главным фактором...