Jak odnosić się do filmów z crash-testów?
Autor: Paulina Zielińska
Data dodania: 2012-01-02 14:43:13 Ostatnia aktualizacja: 2012-01-02 15:20:55
Rodzinka manekinów Q - jeszcze nie w komplecie
Na samym początku należy zaznaczyć, że problem nie dotyczy wszystkich crash-testów i wszystkich modeli fotelików. Zaniepokojenie wśród rodziców budzą przede wszystkim podwyższenia z wysokim oparciem, z ostatniej kategorii wagowej, badane w przedziale 22-36 kg.
Oglądamy bowiem taki oto film:
Dla laika wygląda on dość przerażająco. Manekin zachowuje się bardzo chaotycznie, wypada z pasa. Sytuacja wydaje się być groźna. Potem jednak okazuje się, że fotelik otrzymał wysokie noty w testach. Jak więc interpretować takie filmy i czy laik w ogóle powinien podejmować takie próby?
Przypomnijmy więc pokrótce, jak i czym testuje się foteliki w niezależnych testach zderzeniowych:
Tabela 1: Zestawienie manekinów używanych obecnie w niezależnych testach i ich wagi:
Model manekina | Q0 | Q1 | Q1.5 | Q3 | Q6 | P10 |
Waga [kg] | 3,4 | 9,6 | 11,1 | 14,5 | 23,0 | 32,0 |
Tabela 2: W teście każdego fotelika używa się co najmniej 2 manekinów. Poniżej zestawienie manekinów używanych w niezależnych testach dla poszczególnych klas wagowych fotelików:
Rodzaj fotelika (grupa ECE) | Zakres wagowy | manekin 'mniejszy' | manekin 'większy' |
0 | do 10 kg | Q0 | Q1 |
0+ | do 13 kg | Q0 | Q1.5 |
I | 9 - 18 kg | Q1 | Q3 |
II | 15 - 25 kg | Q3 | Q6 |
III | 22 - 36 kg | Q6 | P10 |
Jak więc wynika z powyższych tabeli, używa się w nich manekinów typu Q, poza ostatnią kategorią, gdzie pojawia się manekin typu P. Manekinom nowej serii (Q) poświęciliśmy już jeden artykuł Testy fotelików ABECADŁO cz.3 - Manekiny serii Q. Dziś postaramy się przyjrzeć różnicom pomiędzy tymi dwoma urządzeniami oraz spróbujemy wyjaśnić, w jaki sposób wpływają one na przebieg i wyniki testów zderzeniowych.
P jak Pinokio
Pierwsze manekiny typu P powstały jeszcze w latach 60-tych ubiegłego wieku. Wykonano je z drewna (stąd nazwa – P jak Pinocchio). Ich twórcą był dr Freek Bastiaanse z TNO w Delft. Pierwsze urządzenia były bardzo prymitywne. Stawy manekinów wykonano z metalu (były ruchome) a całość pokryto imitacją skóry. Urządzenia tego typu były rozwijane w latach 70 i 80-tych. Kolejne modele manekinów zostały wykonane już z metalu oraz tworzyw sztucznych. Zaprojektowano całą "rodzinę": od najmłodszych, nowo narodzonych, po największe, czyli wspomniany już manekin P 10. W każdym z nich umieszczono czujnik przyspieszenia i wykonaną z modeliny wkładkę w brzuchu, opcjonalnie może zostać zamontowany dodatkowy czujnik w głowie.
Serii tej używa się ciągle do testów homologacyjnych. Być może zostanie ona niedługo zastąpiona manekinami Q.
Zmienia się populacja - zmieniają się manekiny.
Skoro istnieje cała seria już używanych i do tej pory funkcjonujących w nauce urządzeń, dlaczego zdecydowano się stworzyć od podstaw nową serię manekinów, zamiast ulepszać istniejące już rozwiązania? Po co tworzyć od podstaw, gdy wykonano tyle pracy? Wydaje się to na pierwszy rzut oka nielogiczne, jednak przyczyn, i to poważnych, jest kilka.
Odpowiedź zawiera się przede wszystkim w dwóch słowach: "anthropometry" i "biofidelity". Pierwsze pojęcie – antropometria – odnosi się do zachowania i przeniesienia odpowiednich proporcji ciała z rzeczywistego modelu dziecka na urządzenie. Badane są i szacowane odpowiednie wymiary, jak też wielkości charakteryzujące na przykład statystycznego dziesięciolatka w Europie. Zachowanie proporcji jest warunkiem miarodajności wyników. Mierzy się więc objętość, proporcje oraz masę poszczególnych części ciała jak głowa, szyja, tułów itd. Badania obejmują też narządy wewnętrzne, które studiowane są pod kątem możliwych urazów, jak np. mózg, narządy znajdujące się w jamie brzusznej czy klatce piersiowej.
Problem polega na tym, że wspomniane wymiary nie są wielkościami stałymi. Od początku badań przy użyciu manekinów minęło już bowiem ponad 40 lat. Jak mówi łacińskie przysłowie "Czasy się zmieniają, a my zmieniamy się wraz z nimi". Dotyczy to także warunków zewnętrznych. Dzisiejsza populacja europejska nie wygląda tak samo, jak pokolenie jej dziadków czy nawet rodziców. Stąd też potrzeba kompletnie nowych manekinów, odpowiadających dzisiejszym standardom, o innych proporcjach. Na przykład dzieci stają się nie tylko wyższe, ale i cięższe (w Stanach Zjednoczonych już testuje się foteliki na cięższych manekinach, o czym pisaliśmy w artykule Foteliki dla dzieci powyżej 36 kg).
Drugi wspomniany termin – "biofidelity" – odnosi się do odwzorowywania zachowań ludzkich: kinematyki i dynamiki ruchu. Manekin musi, a przynajmniej powinien (do tego dążą naukowcy), zachowywać się w warunkach zderzenia jak dziecko. Sprawa jest więc bardzo skomplikowana – jak martwy przedmiot, wykonany z tworzywa sztucznego ma imitować ruchy dziecka, dynamikę jego ciała, napięcie mięśni... ? Nie chodzi tutaj oczywiście o gesty. Bardziej o wielkości fizyczne – sposób reakcji tułowia, głowy, podbrzusza...Manekiny serii P były (i są) w tej materii niedoskonałe. Skąd to wiemy? Z pomocą przychodzą nam badania rzeczywistych wypadków – to z nimi są konfrontowane wszystkie rodzaje manekinów i wyniki testów laboratoryjnych. Przykładem takiej niedokładności mogą być właśnie manekiny P i foteliki z ostatniej kategorii wagowej – 15 – 36 kg. Podczas testów laboratoryjnych zawsze wypadały one z fotelika. Ani pas, ani fotelik nie spełniał więc swojej funkcji... takie wnioski można by wysnuć kierując się tylko wizualnymi danymi z crash-testów. Rzeczywistość pokazała jednak, że jest inaczej, prawdziwe dzieci nie wypadały z tych samych fotelików, nawet przy bardzo poważnych zderzeniach, jak uderzenie pociągu w bok samochodu.
Odtworzenie i zbadanie ruchu i zachowania mniejszych dzieci, zapiętych w uprząż jest prostsze
Zmiany w procedurze homologacyjnej – blisko, bliżej, najbliżej?
Dość prymitywne i przestarzałe manekiny P postanowiono więc zastąpić nowymi urządzeniami. Prace nad nową "rodziną" Q rozpoczęto w 1993 roku (przez International Child Dummy Working Group). Pierwszym owocem pracy był manekin Q3 – potem przyszła pora na kolejne. Seria jest już prawie ukończona. W fazie testów pozostaje największy manekin: Q10 odpowiadający dziecku w wieku 10,5 roku, ważącemu 35,5 kg (50 centyl), mierzącemu 144 cm wzrostu. Jest on więc wyższy i cięższy od manekina P 10 (32 kg, 137 cm). Jego prototypy zostały przedstawione rok temu, w ramach programu EPOCh. Obecnie pozostaje on w fazie testów – wszystko wskazuje na to, że wkrótce zastąpi on P10.
Nie jest to ostatni manekin, nad stworzeniem którego trudzą się dziś badacze. Prawo nakazuje bowiem przewożenie dzieci do 12-go roku życia i osiągnięcia przez nie 150 cm wzrostu. Jak się okazuje, 50 centylowe dziecko wykracza wagowo poza określone przez normę 36 kg (górna granica ostatniej kategorii wagowej fotelików). Dlatego też rozpoczęto prace nad kolejnym, jeszcze większym manekinem – Q12 – odpowiadającym dziecku w wieku 11 lat i 6 miesięcy, o wadze 40 kg i wzroście 150 cm (50 centyl).
Nie tylko antropometria nowych urządzeń jest lepsza. Oprócz poprawienia cech zewnętrznych seria Q również lepiej imituje zachowanie dziecka. Daje także możliwość przeprowadzenia badań w obszarach, w których do tej pory nie były jeszcze prowadzone. Seria P posiada także możliwość umieszczenia czujnika w głowie, jednak przy niespełniającej wymagań "biofidelity" szyi pomiary i tak byłyby niereprezentatywne. Nowe modele Q nie dość, że mają spełniać te wymagania, posiadają również o wiele więcej czujników. Jedno z założeń określało, że mają posłużyć do opracowywania kryteriów urazów biomechanicznych.
Największy – dlaczego ostatni?
Wydawać by się mogło, że konstruktorzy zaczęli od samego dołu, kierując się chronologią. W rzeczywistości przyczyny były nieco inne. U podstaw leżały przede wszystkim problemy i rozwiązania techniczne. Opracowanie manekinów z niższych grup wagowych i wiekowych jest po prostu mniej skomplikowane. Biorąc pod uwagę chociażby sam ruch – podczas zderzenia większość małych dzieci jest zabezpieczona trzy- lub pięcio- punktową uprzężą. Kinematyka jest więc relatywnie prosta, można się przy tym posłużyć np. zachowaniem dorosłych i dokonać odpowiedniego przeskalowania. Przy większych dzieciach sytuacja jest bardziej skomplikowana. Gdy pojawia się 3-punktowy pas bezpieczeństwa ruch zmienia się: powstaje tymczasowa oś obrotu wokół pasa, następuje skręcenie tułowia, brak symetrii ruchu. Od takiego urządzenia wymaga się więc więcej.
Manekiny imitujące największe dzieci są dużym wyzwaniem dla konstruktorów
Komu wierzyć?
Co więc wynika z tych porównań i skomplikowanych analiz dla przeciętnego rodzica, któremu zależy przede wszystkim na pewności, że jego maluch będzie bezpieczny? Komu ufać? Przede wszystkim podstawą i kryterium wyboru powinna być:
1. Tabela testów i ocena końcowa.
2. Przymiarka fotelika do dziecka i do samochodu.
Filmy z crash-testów stanowią uzupełnienie, ale oceniane niefachowym okiem mogą powodować niepotrzebne zaniepokojenie. Pamiętajmy, że sam obraz to tylko 1/10 wiedzy, która jest pozyskiwana podczas testu. Tabela pokazuje zaś wnioski z badań, wykonanych przez specjalistów. Poza tym pamiętajmy, że manekiny typu P nie spełniają wymogów "biofidelity". Ich zachowanie na filmie nie musi oznaczać, że ocena fotelika jest pomyłką. Prezentowane i udostępniane filmy mają charakter wyłącznie popularnonaukowy. Ich szczegółowa ocena poinna należeć wyłącznie do specjalistów, a niekiedy niezrozumiałe zachowanie urządzeń badawczych nie powinno być podstawowym kryteriom wyboru. Lepiej jest więc pozostać przy tabelach testów.
Podobnie rzecz się ma np. z bardzo chaotycznym, wręcz teatralnym zachowaniem kończyn dolnych i górnych podczas testu. Może to wprowadzać niektórych wręcz w konsternację. A tymczasem jest to rzecz zupełnie nie brana pod uwagę. Po pierwsze urazy kończyn nie są tak poważne i nie stanowią takiego wyzwania dla medycyny (ortopedii) jak urazy narządów wewnętrznych czy głowy, które mogą być śmiertelne. Poza tym nie da się nigdy przewidzieć, w jakiej pozycji początkowej zajdą się ręce lub nogi – co także sprawia, że ich zachowanie nigdy nie stanie się odrębnym przedmiotem badań.
Manekin nigdy nie będzie się zachowywał tak, jak żywe dziecko
PS. Kiedy zmianie ulgną homologacyjne procedury testowe? Tego nie wiemy. Droga ku zmianom stoi otworem, i być może już niebawem będziemy oglądać tylko charakterystyczne, żółte koszulki na każdym torze zderzeniowym.
Program EPOCh
Trwają prace nad manekinem Q10 oraz Q12
Zobacz galerię zdjęć
