W przypadku wystąpienia niebezpiecznej sytuacji na drodze, kiedy systemy bezpieczeństwa czynnego pojazdu okażą się niewystarczające, jedyną szansą dla kierowcy i pasażerów na przeżycie lub odniesienie jak najmniejszych obrażeń są już tylko rozwiązania konstrukcyjne i układy bezpieczeństwa biernego pojazdu, czyli zespół wszystkich jego cech mających na celu zmniejszenie skutków zaistniałego już wypadku drogowego.

Bezpieczeństwo bierne pojazdu.

Ograniczenie negatywnych jego skutków dotyczy zarówno kierowcy, pasażerów jak i innych uczestników ruchu drogowego.
Dla zwiększenia bezpieczeństwa biernego pojazdu stosuje się rozwiązania konstrukcyjne polegające na:
– udoskonaleniu konstrukcji nadwozia poprzez:
- sztywną konstrukcję szkieletu, wzmocnienie kabiny,
- umieszczenie zbiornika paliwa poza strefą kontrolowanego zgniotu,
- stosowanie kontrolowanych stref zgniotu pochłaniających energię podczas zderzenia,
– bezpośrednim zabezpieczeniu kierowcy i pasażerów poprzez stosowanie:
- pasów bezpieczeństwa,
- poduszek powietrznych,
- zagłówków,
- krzesełek dla dzieci,
- bezpiecznych klejonych szyb,
- odkształcalnych kolumn kierownicy.
Zadaniem nadwozia samochodu jest zapewnienie wysokiego komfortu podczas jazdy, ale nie mniej istotne jest jednoczesne zapewnienie bezpieczeństwa poruszających się nim pasażerów. Nadwozie współczesnego samochodu osobowego jest obecnie w zdecydowanej większości pojazdów, nadwoziem, do którego mocowane są wszystkie inne podzespoły, zespoły i elementy, czyli jest nadwoziem samonośnym. Od początku stosowania nadwozi samonośnych, w przypadku wystąpienia kolizji na drodze, pojazd z taką konstrukcją ulegał zgniataniu, a jego podzespoły (silnik, skrzynia biegów, układ kierowniczy) wgniatane były we wnętrze jego kabiny. Po usunięciu z konstrukcji pojazdu ramy, brak było innych naturalnych sztywnych i bardzo trwałych zabezpieczeń przed odkształceniami w przypadku wystąpienia kolizji. W przeszłości pierwszą reakcją konstruktorów na tego typu niebezpieczeństwo związane z wprowadzeniem nadwozi samonośnych było zastosowanie na poszycie nadwozia grubej blachy mającej przejąć na siebie ogromne siły powstające podczas kolizji. Nie była to jednak właściwa droga do rozwiązania tego problemu, ponieważ samochody stawały się przez to coraz cięższe i jednocześnie mniej ekonomiczne. Tendencja przy budowie pojazdu powinna być taka, by auta były lekkie, a zarazem bezpieczne. W związku z tym konstruktorzy pojazdów zaczęli szukać innych skutecznych rozwiązań w celu zabezpieczenia pasażerów znajdujących się w samochodzie w przypadku wystąpienia kolizji na drodze. Nadrzędnym celem we wszystkich kierunkach rozważań było pochłanianie energii uderzenia poprzez wybrane fragmenty nadwozia pojazdu.
Pierwszym jego elementem, w przypadku ewentualnego zderzenia czołowego z innym pojazdem będącym w ruchu lub jakąkolwiek przeszkodą, jest zderzak. Są one wykonywane w większości z tworzyw sztucznych. Konstrukcja nośna (wytrzymałościowa) zderzaka wykonana jest najczęściej w formie stalowego rdzenia. Połączony on jest najczęściej przy pomocy dwóch elementów amortyzujących z podłużnicą konstrukcji nośnej pojazdu. Zadaniem tego układu jest pochłanianie energii przy występowaniu odkształcenia plastycznego elementów. Jest on w stanie bezpiecznie, bez uszkodzenia elementów pojazdu pochłonąć energię uderzenia przy prędkościach od 5 do 8 km/h. Przy większych prędkościach jazdy w trakcie zderzenia stanowi dodatkową ochronę przed dalszymi skutkami kolizji.

W konstrukcjach nadwozi samonośnych pojazdów osobowych rolę ramy nośnej spełniają fragmenty blachy o większej grubości, ukształtowane jako profile zamknięte, czyli część nadwozia określana jako tzw. rama szczątkowa. Kolejnym fragmentem pojazdu przejmującym siłę uderzenia w trakcie zderzenia czołowego poza wspomnianym układem wykorzystującym zderzaki jest tzw. strefa kontrolowanego zgniotu nadwozia, wykonana w formie specjalnie ukształtowanych elementów składowych podwozia, pochłaniających energię uderzenia. Efekt z góry określonego odkształcenia się elementów konstrukcji nośnej uzyskuje się poprzez rozprowadzenie sił w momencie zderzenia do celowo wybranych punktów nadwozia oraz właściwy dobór usztywnień konkretnych elementów konstrukcji. Dzięki temu w momencie zderzenia uzyskuje się odkształcenia nadwozia w zamierzony sposób jak najbardziej bezpieczny dla pasażerów samochodu. Odpowiednio uformowane elementy karoserii (maska silnika, klapa bagażnika, błotniki, płyta czołowa kabiny) w bezpieczny (z góry ustalony na bazie badań doświadczalnych) sposób pochłaniają duże ilości energii powstałe w trakcie zderzenia znacznie zwiększając szanse pasażerów na przeżycie kolizji.
Tego typu specjalnie odkształcająca się konstrukcja w przypadku uderzenia czołowego przewiduje również z góry zamierzone przemieszczenie się głównych podzespołów samochodu (np. silnika, skrzyni biegów) w przestrzeni obszaru kontrolowanego zgniotu.
Poza zderzeniami czołowymi pojazdów równie często występują zderzenia boczne i niesymetryczne. Dlatego równie ważne dla bezpieczeństwa użytkowników pojazdów jest odpowiednie skonstruowanie nadwozia, aby uodpornić pojazd również na zderzenia tego typu. Przy uderzeniu bocznym największe znaczenie dla zachowania odporności całej konstrukcji ma sztywność słupka pomiędzy drzwiami oraz odpowiednie rozprowadzenie powstałych w trakcie uderzenia sił po całej strukturze nośnej pojazdu. Dlatego, aby zwiększyć wytrzymałość całości nadwozia wprowadzono dodatkowe elementy zwiększające sztywność płyty podłogowej, specjalne belki usztywniające oraz elementy pochłaniające energię uderzenia w drzwiach.
Coraz więcej uwagi przykłada się również do uderzeń niesymetrycznych podczas zderzenia pojazdu. Na podstawie stale prowadzonych doświadczeń ciągle modyfikuje się konstrukcję pod kątem wytrzymałości przy właśnie tego typu uderzeniach.
Bardzo ważnym aspektem bezpieczeństwa biernego jest także odpowiednia konstrukcja i sposób zamocowania mechanizmów znajdujących się w kabinie na ścianie czołowej pojazdu. Największe zagrożenie stanowi z pewnością kierownica (kolumna wraz kołem). W celu zminimalizowania ewentualnych “przykrych” następstw w razie zderzenia czołowego stosuje się tzw. kolumny łamane, w których wałek kierownicy składa się z kilku połączonych ze sobą przegubami odcinków wraz z elementem suwliwym, skracającym kolumnę w razie uderzenia pojazdu. Dla zmniejszenia zagrożenia wałek kierownicy montuje się w położeniu ukośnym w stosunku do mechanizmu kierowniczego na sztywnym podparciu niezależnym od ściany czołowej kabiny. Przy zderzeniu czołowym bardzo niebezpieczne jest dla kierowcy samo koło kierownicy. W związku z tym wykonuje się je najczęściej z materiałów energochłonnych.
Równie niebezpieczne dla kierowcy, w razie kolizji, mogą okazać się pedały sterujące. Dla zmniejszenia ryzyka mocuje się je tak, aby w przypadku odkształcenia ściany czołowej spowodowanej wypadkiem następowało samoistne przemieszczanie się układu sterowania pedałów w kierunku przodu pojazdu.
Poza najważniejszym z punktu widzenia bezpieczeństwa aspektem wytrzymałości konstrukcji nadwozia wprowadzono w nich również wiele innych modyfikacji minimalizujących skutki wypadku. W pojazdach zastosowano takie zamki drzwi, które pomimo zniszczeń, w trakcie wypadku, otwierają się zarówno od wewnątrz, jak i z zewnątrz, nie powodując uwięzienia pasażerów wewnątrz auta. Ponadto elementy poszycia foteli i tapicerka są obecnie robione z materiałów niepalnych, a szyby wykonywane są w takiej technologii, że pozostają po pęknięciu w uszczelkach, a ich ewentualne uszkodzenia nie powodują zranienia pasażerów.
Poza wymienionymi sposobami ochrony pasażerów w razie wypadku, we współczesnych pojazdach stosuje się dodatkowe rozwiązania znacznie zwiększające szanse na przeżycie i odniesienie mniejszych obrażeń. Należą do nich pasy bezpieczeństwa i ich napinacze oraz poduszki powietrzne chroniące górne partie ciała kierowcy i pasażerów przed odniesieniem groźnych obrażeń.

mgr Andrzej Kowalewki