Jusqu'au début des années 90, les progrès en matière de sécurité routière étaient minimes. Bien que l'intérêt pour l'amélioration de la protection des passagers soit élevé depuis l'introduction du concept, les résultats ont été incroyablement faibles. Il suffit de regarder comment les voitures ont réussi les tests de collision au milieu des années 80, puis de les comparer avec les voitures du milieu des années 90 et des années 2000 - la différence dans les résultats est frappante.
La perception du sujet par les consommateurs a également changé, ce qui signifie que la sécurité est désormais vraiment à vendre. De plus, la sécurité est devenue l'une des principales caractéristiques que les gens regardent lors de l'achat d'une nouvelle voiture. Alors que tous les constructeurs automobiles font de la publicité pour la sécurité depuis des décennies, la plupart ont mal réussi à la fois les crash tests et les accidents réels.
La simple vérité est que ces entreprises ont ignoré le coût élevé de la recherche et du développement en matière de sécurité - elles ont juste fait de la publicité. Si vous regardez les crash tests des années 60, 70 et 80, vous ne remarquerez aucune différence, car il n'y en a pas. Le fait est que, comme les bonnes entreprises rentables, elles ont simplement utilisé l'image psychologique selon laquelle elles fabriquaient des voitures plus sûres - juste pour gagner plus d'argent.
Je crois que la qualité et le succès des mannequins d'essai de collision se mesurent aux caractéristiques de sécurité que les constructeurs automobiles mettent en œuvre dans leurs véhicules pour mieux protéger les personnes. Le nombre de coussins gonflables ou de composants électroniques est annoncé ces jours-ci uniquement pour stimuler les ventes. Il y a un avis que le rythme de développement du progrès technologique n'a pas permis d'obtenir de meilleurs résultats ... n'est-ce pas? Lisez la suite pour en savoir plus sur l'émergence des mannequins de crash test.
Évolution des mannequins de crash test
Commençons par expliquer ce qu'est un mannequin de crash test et discuter de son rôle. Un mannequin de crash test est un dispositif de test anthropomorphe (ou humanoïde, si vous voulez) qui tente de reproduire avec précision le mouvement du corps d'une personne lors de la simulation d'un impact de véhicule. Et, comme je l'ai noté plus tôt, la qualité et le succès d'un mannequin sont mesurés par les caractéristiques de sécurité que les constructeurs automobiles mettent en œuvre dans leurs véhicules pour mieux protéger les passagers. À son tour, l'efficacité d'un mannequin est mesurée par sa capacité à collecter un large éventail de données précises sur la dynamique de l'exposition d'une personne en cas d'accident de voiture.
Le public s'est intéressé à la promotion de solutions améliorées de sécurité des véhicules peu de temps après les premiers accidents de voiture au monde. Si vous êtes intéressé par les faits, la première victime enregistrée d'un accident de voiture frappé par une voiture à vapeur est Mary Ward. Cela s'est produit le 31 août 1869, 17 ans avant que Karl Benz n'invente la première voiture à essence. En Amérique du Nord, le premier accident de voiture enregistré s'est produit le 13 septembre 1899, lorsque Henry Bliss a été abattu alors qu'il sortait de la cabine d'un trolleybus de New York.
La première approche pour améliorer la sécurité a été d'étudier l'effet d'une collision frontale sur le corps humain. Ceci, bien sûr, a conduit au développement de la ceinture de sécurité. Ensuite, l'attention s'est portée sur le siège du conducteur, bien que les structures du tableau de bord et de la voiture elle-même soient très rigides, et toute la force d'impact a été transmise directement aux passagers.
Les premiers tests sérieux ont été effectués par l'Université Wayne de Detroit, et les premiers crash tests ont utilisé ... des cadavres humains.
Test d'impact frontal sur un cadavre.
Bien sûr, il y avait des préoccupations éthiques et morales concernant l'utilisation de personnes décédées comme mannequins de test, mais les chercheurs ont fait valoir que les corps seraient utiles pour la recherche et que leur utilisation aiderait à sauver des vies. Cela a donné à l'utilisation des cadavres une réclamation honorifique et rejetée de profanation. Le problème est que les cadavres ne peuvent être utilisés qu'une seule fois et que seuls les cadavres naturels peuvent être utilisés, car toute blessure antérieure empêcherait la détermination correcte des dommages causés par la circulation routière.
Au milieu des années 1950, les chercheurs avaient recueilli suffisamment d'informations à partir de tests avec des cadavres pour se rendre compte qu'ils devaient améliorer leurs procédures d'évaluation des blessures lors des crash tests. Leurs premières options sont des études sur des volontaires et des animaux. Le colonel John Paul Stapp de l'USAF et le professeur Lawrence Patrick de la Wayne State University ont été parmi les premiers explorateurs à jouer le rôle de mannequins.
Le colonel Stapp monte un traîneau-fusée à Edwards AFB
Tous deux ont testé l'effet d'une décélération extrême sur le corps humain. Le colonel John Paul Stapp est célèbre pour ses tests militaires du traîneau-fusée, au cours desquels il a ralenti d'une vitesse de plus de 677 km / h à zéro en 1,4 seconde. Bien que les études humaines aient été très précises, elles se sont révélées extrêmement dangereuses et les sujets ne pouvaient pas supporter certains dommages physiques.
En termes d'expérimentation animale, les progrès de la recherche factice ont rencontré une forte opposition de la part des groupes de défense des animaux, en particulier de l'American Society for the Prevention of Cruelty to Animals (ASPCA). Les animaux les plus utiles utilisés pendant cette courte période étaient les porcs, dont la structure corporelle, selon les chercheurs, était similaire à celle d'un humain. Les tests sur les animaux ont joué un rôle important lorsque les ingénieurs essayaient de développer une technologie pour éviter les décès causés par la rupture de la colonne de direction, car les cadavres et les êtres vivants ne pouvaient pas être utilisés.
Présentation du monde des mannequins et des passagers virtuels
La solution au problème de crevaison du volant est venue avec une colonne de direction pliante, qui a été inventée par l'ingénieur Mercedes-Benz White Bareni. La colonne de direction rabattable a été introduite pour la première fois aux États-Unis par Chevrolet en 1965. L'utilisation d'animaux pour les tests a atteint des limites à la fois fonctionnelles et éthiques, de sorte que les scientifiques et les chercheurs ont dû rechercher une manière plus progressive de simuler l'exposition humaine dans les accidents de voiture.
Le premier mannequin de test comme tout le monde le sait aujourd'hui était le Sierra Sam, créé par Samuel W.Alderson dans ses laboratoires de recherche Alderson (ARL) et Sierra Engineering Co en 1949. Le mannequin était beaucoup plus grand et plus lourd que l'homme adulte moyen et a été utilisé pour tester les sièges éjectables des avions, les casques d'aviation et les ceintures de sécurité des pilotes.
Sierra Sam teste des sièges éjectables.
Alderson a ensuite créé le VIP-50, qui était un mannequin d'essai spécialement conçu pour General Motors et Ford, tandis que Sierra a présenté un modèle appelé «Sierra Stan».
GM a ensuite essayé de combiner les meilleures caractéristiques des modèles VIP-50 et Sierra Stan en un mannequin de test et a proposé l'hybride I. Ce modèle était également connu sous le nom de «50 pour cent masculin» car il ressemblait à l'homme moyen en taille, poids et proportion.
En 1972, GM a introduit le mannequin Hybrid II Crash Test, qui a fourni une réponse améliorée dans les articulations de la colonne vertébrale, de l'épaule et du genou, et a fourni une documentation plus précise des blessures.
Deux mannequins Hybrid II du 50e percentile utilisés comme ballast dans les essais de collision à basse vitesse.
Peu de temps après, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) des États-Unis a conclu un accord avec General Motors pour créer un mannequin de crash test qui surclassera le mannequin Hybrid II et sera adapté à l'industrie automobile.
Le résultat a été présenté en 1976 et nommé Hybrid III. Ce mannequin masculin du 5e centile mesure 179,8 cm et pèse 81,2 kg. L'Hybrid III est utilisé par l'Institut d'assurance pour la sécurité routière (IIHS) et est actuellement le mannequin d'essai le plus largement utilisé. Pour élargir la gamme de résultats, toute une famille a rejoint l'Hybrid III, y compris le mannequin féminin du 5e centile et trois mannequins Hybrid III, âgés de dix, six et trois ans. Un mannequin masculin plus grand, au 95e centile, a également été introduit pour mesurer la dynamique d'une personne plus grande et comparer la façon dont les résultats d'un accident affectent des personnes de types et de tailles de corps différents.
La famille de mannequins Hybrid III s'est élargie pour inclure les hommes du 95e centile, les femmes du 50e centile et les enfants de dix, six et trois ans.
Pour une utilisation dans les essais de collision, les mannequins d'essai modernes doivent être capables d'enregistrer plusieurs variables telles que la vitesse d'impact, la force d'écrasement, la flexion, le pliage et les taux de décélération de collision.
L'Hybrid III a ses limites, mais en raison de sa conception polyvalente, les pièces sont interchangeables et peuvent être adaptées à d'autres applications. Ce mannequin a été conçu pour mesurer l'impact frontal et n'est pas aussi utile en cas de chocs latéraux, de renversements et de chocs arrière. Cependant, lorsque des restrictions apparaissent, de nouvelles solutions inédites apparaissent.
Hybrid III en cours de calibrage par un
mannequin Hybrid III âgé de 10 ans dans un siège auxiliaire après un crash test frontal.
Les étapes d'évolution
Les développements ultérieurs à l'Hybrid III comprennent les suivants:
- SID (Side Impact Test Dummy ) spécialement conçu pour mesurer les impacts sur les côtes, la colonne vertébrale et les viscères, ainsi que pour mesurer la compression thoracique lors de collisions latérales.
WorldSID est un ATD avancé d'impact latéral utilisé pour les modes d'essai d'impact latéral EuroNCAP.
- BioRID . . BioRID 24 .
- CRABI , . : 18-, 12- 6-.
- THOR – 50- , Hybrid III. , , , , , .
THOR
- i-Dummies – , First Technology Safety Systems , , . GM - , , . «i» , . 22 .
- THUMS (Total HUman Model for Safety) – - Toyota Motor Corporation (TMC). 4.0, ( ) . , , , . THUMS 4 Toyota , .
Toyota Technical Development Corporation, qui est responsable du projet THUMS, prévoit d'élargir sa gamme de mannequins de crash test pour inclure un homme plus grand et une femme plus petite. TMC prévoit également de vendre le mannequin THUMS 4 à partir de l'automne 2010.
Perspectives des mannequins de crash test
THUMS 4 a été développé avec l'aide d'instituts de recherche et d'universités. Le développement a été réalisé à l'aide d'un tomographe de haute précision pour des mesures détaillées de la structure interne du corps humain. Et voici à quoi ressemble l'avenir - un effort de collaboration entre des instituts de recherche indépendants et des universités utilisant des simulations informatiques de pointe pour reproduire les accidents de la route. Le but de ces études est de mieux comprendre comment la sécurité des passagers peut être améliorée.
Un autre domaine important qui a intrigué les chercheurs est l'imitation d'une femme enceinte au volant d'une collision. Le premier prototype de mannequin de crash test pour femme enceinte a été fabriqué par l'Université de Loughborough au Royaume-Uni. Ils ont placé un récipient de liquide sur le bassin pour simuler l'utérus. Leur recherche s'est concentrée sur le développement d'une conception de harnais appropriée pour les femmes enceintes, car des études ont montré que la plupart des femmes enceintes ont renoncé à utiliser un harnais en raison de l'inconfort.
Alors que l'importance des simulations de collision informatisées est susceptible de devenir la principale méthode de recherche dans les années à venir, nous pensons que l'avenir réside dans une combinaison de collisions virtuelles et l'utilisation de mannequins de test avancés. Bien que le logiciel soit capable de reproduire des simulations géométriquement correctes et de calculer des lectures de collision précises, il devra toujours utiliser les mannequins que nous connaissons pour confirmer les résultats.
L'ordinateur peut reproduire d'innombrables situations d'urgence - sous différents angles et avec différents objets à des vitesses différentes. Même ainsi, l'acier n'est que de l'acier et les points de soudure ne sont que des points de soudure, de sorte que la relativité de toutes choses dicte le besoin de dispositifs de test anthropomorphique à grande échelle et de vrais bancs de test.
La seule chose à faire est de commencer à mettre en œuvre des innovations technologiques dès que possible (par exemple, des zones de déformation planifiées, des airbags intelligents, des tableaux de bord non dangereux et des conceptions de sièges avancées). Parfois, il semble que les entreprises ont beaucoup insisté sur le développement de mannequins de crash test, oubliant ce pour quoi elles développaient. 60 ans après l'invention du premier mannequin de crash test et plus de 90 ans depuis que les gens ont réalisé la nécessité d'améliorer la sécurité des véhicules, les vidéos de crash test collectent encore des centaines de milliers de clics sur YouTube.
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