Większość samochodów posiada element, który trudno zaobserować z zewnątrz, a który w znacznym stopniu przyczynia się do ochrony pasażerów w nowoczesnych samochodach: strefę zgniotu.

Nie tak dawno temu rozmawialiśmy o testach zderzeniowych Euro NCAP, podczas których wyjaśnialiśmy, jak obecnie wyglądają badania w tej organizacji. W tym artykule przyjrzymy się, jak osiągnąć odpowiedni poziom tzw. bezpieczeństwa biernego.

Narodziny pojęcia strefy zgniotu

Może to zabrzmieć dziwnie, ale pojęcie strefy zgniotu pojawiło się stosunkowo niedawno. W początkowym okresie, kiedy prędkość pieszych, rowerzystów i zmotoryzowanych nie różniła się znacznie, nie było konieczności, by w ogóle istniała. Koncepcję opatentował dopiero inżynier węgierskiego pochodzenia Béla Barényi w 1951 roku. Metoda ta, zastosowana po raz pierwszy w 1959 roku w samochodzie o nazwie „Fintail” i do dziś stanowi podstawę projektową nadwozia samochodowego.

Wniosek jest więc taki, że od lat 30. ubiegłego wieku, w motoryzacji istniała ostra rozbieżność między prędkością a bezpieczeństwem. Szybko osiągnięto punkt, w którym zderzenie przy większej prędkości miało skutek śmiertelny.

Z biegiem czasu branża zdała sobie sprawę, że nie można tego ignorować. Wraz z upływem lat bezpieczeństwo pojazdów drogowych stało się bardziej widoczną kwestią. Tendencja ta utrzymuje się do dziś. Tak właśnie narodziło się pojęcie strefy zgniotu.

Pojęcie strefy zgniotu

Gdy jedziemy samochodem, ma on pewną energię kinetyczną. Przy zderzeniu czołowym ta energia będzie równa zeru dla obu pojazdów. Pytanie tylko przez jak długi czas. Im krótszy ten przedział czasowy, tym większe siły wywierane na pasażerów.

Gdyby na przykład dwa samochody były dwoma wyidealizowanymi sztywnymi ciałami, które nie byłyby w stanie odkształcić się w żadnym stopniu, wówczas wszystkie siły zderzenia musiałyby zostać poniesione przez pasażerów, ponieważ dwa sztywne samochody miałyby natychmiastowo zerową energię kinetyczną.

A to oznacza, że deformacja pojazdu może spowolnić ten proces.

Ogólnie rzecz biorąc, im większe odkształcenie jest w stanie uzyskać samochód, tym więcej energii może pochłonąć z uderzenia – i tym mniejsze siły wywiera na pasażerów. Strefa zgniotu to nic innego jak zwiększone rozpraszanie energii. Znajduje się ona zazwyczaj z przodu i z tyłu samochodu.

Oprócz zmniejszenia sił działających na pasażerów, zmniejsza również deformację przedziału pasażerskiego. Dzięki strefie zgniotu pasażerowie samochodu są chronieni przed obrażeniami.

Mówiąc prościej, strefa zgniotu oznacza, że przód samochodu projektowany jest tak, aby był bardziej elastyczny i miękki, a sztywniejszy w środku: przedział pasażerski jest bardziej usztywniony i wykorzystuje się w nim stal lub włókno węglowe o większej wytrzymałości.

Powszechnym błędnym przekonaniem na temat stref zgniotu jest to, że zmniejszają one bezpieczeństwo, pozwalając na zapadanie się karoserii, tworząc tym samym przestrzeń dla obrażeń pasażerów. W rzeczywistości strefy zgniotu pozwalają na zgniecenie wyłącznie komory silnika lub bagażnika, w zależności od ich lokalizacji. To z kolei jest właśnie potrzebne, aby uchronić przedział pasażerski przed wywieraniem nań nadmiernej siły.

Aby zobaczyć, o co chodzi, obejrzyjmy poniższy film, w którym IIHS porównuje Chevroleta Bel Air z 1959 roku z Chevroletem Malibu z 2009 roku:

Strefa zgniotu w nowoczesnych pojazdach

Można ogólnie powiedzieć, że nowoczesne pojazdy, które mają strefy zgniotu, zapewniają znacznie lepszą ochronę pasażerów niż starsze modele.

Można by pomyśleć, że pasażerowie samochodu rodzinnego z dłuższym tyłem i dużym bagażnikiem są bezpieczniejsi niż pasażerowie hatchbacka, ale jest to prawdą tylko wtedy, gdy dwa ostatnie siedzenia nie znajdują się w strefie zgniotu, czyli za pasażerami jest przestrzeń (np. bagażnik). Znacznie zwiększa to bezpieczeństwo, zwłaszcza w przypadku zderzenia tylnego.

I tu dochodzimy do kolejnego błędnego przekonania: im większy samochód, tym bezpieczniejszy. Obok komfortu jest to drugi argument, którego używają nabywcy SUV-ów, aby tłumaczyć motywy zakupu tych pojazdów. Ale rzeczywistość jest taka, że sama wyższa pozycja siedząca i większa masa nie gwarantują niczego w razie wypadku.

Testy zderzeniowe

W inżynierii zalety w jednym aspekcie przekładają się na wady w innym.

Zdecydowanie największą wadą początkowych stref zgniotu było to, że ulegały one deformacji również w przypadku zderzeń, które nie wiązały się z dużymi siłami i zazwyczaj występowały przy małych prędkościach. Konsekwencją tego było to, że w przypadku wypadków z przewróceniem pojazdu właściciele musieli się liczyć ze stosunkowo wysokimi kosztami napraw.

Spowodowało to szereg skarg do producentów, a problem został szybko rozwiązany. Obecnie producenci samochodów dbają również o to, aby chronić pasażerów auta nie tylko przed wypadkami, ale również przed wysokimi rachunkami za ubezpieczenie, dlatego przeprowadzają testy zderzeniowe przy prędkościach 5, 15 i 40 km/h.

Bezpieczeństwo samochodów było początkowo testowane przez NCAP przy prędkości 48 km/h, a następnie 56 km/h. Dziś prędkość testowa wynosi 64 km/h. Testy zderzeniowe są przeprowadzane z tyłu i z boku samochodu, ponieważ osoby zajmujące tylne siedzenia są najbardziej zagrożone w przypadku uderzeń w tył samochodu.