車の衝突試験のしくみ：あなたが知る必要があるすべて

米国では、HybridIIIDummyがお気に入りの俳優です。一貫した結果のため、この国のすべての正面衝突試験に現れます。ゴムパッドと金属ディスクを交互に重ねて作られた背骨のように、人体の生理機能を模倣した素材を使用すると、ダミーが最良の結果をもたらすことができます。ダミーには多くの種類がありますが、それらはすべて次の3種類の計装を共有しています。

モーションセンサー

これらのセンサーは、ダミーの胸に取り付けられています。クラッシュ時に胸がどれだけたわむかを測定する目的で、これはダミーの最も重要な部分の1つです。

クラッシュが発生すると、スキャンによりドライバーの胸のたわみが示されます。数に応じて、科学者は被害だけでなく影響も計算できます。たとえば、運転手の胸が約46mm（2インチ）圧縮されている場合、運転手は怪我をして痛みを伴いますが、おそらく致命的ではありません。

加速度計

次の部分は、特定の方向の加速度を測定するために使用される加速度計です。加速という用語に慣れていない場合は、速度が変化する速度です。そのため、このダミーの部分は、怪我の可能性を判断する上で非常に役立ちます。

例として頭を取り上げましょう。頭の速度が怪我の可能性を決定します。頭の速度が急激に変化すると、傷つく可能性があります。ただし、頭の変化速度が遅い場合は、害はないかもしれません。

科学者たちは、衝突試験用ダミー人形のいたるところに加速度計を設置しました。胸、脚、足、骨盤からダミーの体の他の部分まで。ダミーの頭の中には、3つの異なる方法で加速度を測定する目的の加速度計もあります。これらには、左右、上下、前後が含まれます。また、衝突時の頭部の加速度に基づいて、衝突時の頭部の動きや衝撃を計算することができます。

負荷センサー

最後になりましたが、確かに重要なのは、負荷センサーです。彼らは、自動車事故の際にさまざまな身体部分にかかる力の量を測定する役割を担っています。科学者はそれらをその仕事のダミーの中に設置します。

科学者は、負荷センサーから受け取ったデータを使用して、骨の最大負荷と、骨が破損する確率を計算できます。

実際の衝突試験

NHTSA（National Highway Traffic Safety Administration）に基づくと、衝突試験には主に2つのタイプがあります。時速35マイルの正面衝突と時速35マイルの側面衝突です。

正面衝突テストは、車が35 mph（56 kph）でコンクリートの障壁にまっすぐ走ったときです。これは、時速35マイルで移動している車が同じ重量と同じ移動速度で別の車に衝突した場合も同じです。

一方、時速35マイルの側面衝突は1368 kgのそりで、「バンパー」と呼ばれるものがテスト自動車の側面にぶつかります。言うまでもなく、そりのタイヤは角度が付いています。このテストの目的は、車両が交差点を横断し、信号無視を行っている別の車両に衝突したときの状況をシミュレートすることです。

これらの両方のテストを実行するには、最初に準備する必要があります。

衝突試験塗装

科学者は、クラッシュテストダミーズを運転席に置く前に塗装します。科学者や研究者は、ダミーの体の部分にさまざまな色の塗料を塗ることで、事故の際に衝突する可能性が最も高い場所を見つけてマークを付けることができます。これらのスポットは通常、ダミーの顔、膝、足です。頭蓋骨の部分も別の色で塗られています。

より正確に言うと、通常ステアリングコラムに当たる左膝は赤く塗られます。それに伴い、エアバッグに塗られたダミーの顔に青い絵の具が使われています。加速度計からのデータに非常に大きな加速度がある場合、車のペイントマークは、車体のどの部分がキャビン内の自動車のどの部分に当たったかを示します。これは、ダミーの頭にある加速度計の主なタスクです。

そのおかげで、科学者は将来の事故でその種の怪我を避けるために代わりに車を改良することができます。

自動車のセットアップ

すべての絵が完成し、ダミーが配置されたので、車はクラッシュする準備ができていました。しかしその前に、科学者は車にバラストを追加します。バラストの目的は、衝突試験車の重量とその重量の分布を、満載の自動車の重量と等しくすることです。それに加えて、科学者は車に速度センサーを追加し、車がバリアにぶつかったときにピックアップを通過するように配置します。

通常、毎秒約1000フレームを撮影する15台の高速度カメラがあります。車の下にも上向きの物があります。その後、車をバリアから引き離し、滑走路を下りてクラッシュに備えます。科学者は仕事をするためにトラックに滑車を取り付けています。すべての準備が整ったので、車は時速35マイルでバリアにぶつかるのにわずか0.1秒しかかかりません。

クラッシュ後、研究者は分析と計算のために結果を見るでしょう。

「理想的な」クラッシュ

もちろん、完璧なクラッシュはまったくクラッシュではありません。しかし、私たちはあなたが間違いなく墜落する状況、そしてあなたが可能な限り最高の生存の可能性を望んでいる状況について話し合っています。それでは、車両の安全システムの助けを借りて、可能な限りスムーズな衝突を実現するにはどうすればよいでしょうか？

このトピックに答えるために、運動エネルギーは衝突を乗り切るための重要な要素です。あなたの体が56kph（35mph）で動いているとき、それはある程度の運動エネルギーを持っています。完全に停止するクラッシュの後、運動エネルギーはゼロになります。また、怪我のリスクを最小限に抑えるための最善の方法は、運動エネルギーをできるだけ均等かつゆっくりと減らすことです。そして、安全システムはあなたがそれをするのを助けるでしょう。最良のシナリオでは、車両にフォースリミッターとシートベルトプリテンショナーが搭載されます。

彼らの仕事は、あなたの車がバリアにぶつかるとすぐに、エアバッグが展開する前にシートベルトを締めることです。シートベルトは、エアバッグに向かって前進するときにエネルギーを吸収することができます。その後、ドライバーを後ろに押さえているシートベルトの力が弱まり始めるので、フォースリミッターがすぐに作動してこの力を減らします。これらはすべてミリ秒単位で発生します。

その後、エアバッグが展開して前方への動きを吸収すると同時に、前方にぶつからないように保護します。ただし、シートベルトを着用していない場合は機能しません。エアバッグにぶつかると、事故はさらに深刻になります。

背景情報

近年、自動車産業の発展は著しく進んでいます。自動車は非常に安全になりました。そして、その理由は新車のセールスポイントです。具体的には、ドライバーは自分でより安全な車を探して購入します。そして、顧客のニーズを満たすために、NHTSAは車の安全性を向上させるために多くの衝突試験を実施しています。実際、自動車メーカーは毎年自動車をクラッシュさせています。彼らは、新しい車が連邦自動車安全基準としても知られているFMVSSを満たすことを望んでいます。これらの規則は、安全な車両に必要なすべてを網羅しており、自動車メーカーは、車両が米国内のディーラーに行く場合、必要なすべてのテストに合格することを確認する必要があります。そしてそれを行うために、科学者や研究者は約70から100台の車両を衝突させます。

自動車メーカーにさらに挑戦し、将来のドライバーに安全を提供するために、NHTSAは新車アセスメントプログラム（NCAP）を開始しました。 NCAPは、自動車を購入する消費者に貴重な情報を提供するとともに、最初の2つのタスクを実行するために、時速35マイルの安定した速度要件を設定しました。

将来の安全性の向上

過去には、エアバッグは非常にまれでした。今日、自動車メーカーはそれらを車内のほとんどどこにでも設置しています。そして、それらが衝突時にあなたの体が硬い物体にぶつからないようにするのを助けるなら、彼らは素晴らしい仕事をしています。しかし、常に改善の余地があり、将来の安全装置の目的はそれらをよりスマートにすることです。

スマートエアバッグが最も明確な例です。さまざまな圧力と速度で展開できます。これらは、着座位置、重量、および衝突の強さに依存します。ただし、このエアバッグの展開は、乗客に深刻な損傷を与え、さらには死亡させる可能性があります。エアバッグシステムの新技術は、エアバッグ自体のこの起こり得るリスクを減らすために作成されました。今後もシートベルトの開発を期待しています。具体的には、シートベルトは乗員の位置と体重を感知し、それに応じて張力と最大力を調整することができます。

科学者は、特定の自動車安全装置に加えて、ドライバーと乗客の安全に関して、はるかにスマートで安全な自動車の設計も目指しています。そのためには、さまざまな衝突試験を実施する必要があります。