Ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chalmers στη Σουηδία ανέπτυξαν μια νέα ιδέα για τη διαμόρφωση του εμπρός μέρους των φορτηγών, με στόχο τη σημαντική μείωση των θανατηφόρων ατυχημάτων σε συγκρούσεις αυτοκινήτων με φορτηγά.

Το νέο μέτωπο φορτηγού έρχεται μετά την άρση των κανονισμών της ΕΕ για το μέγιστο μήκος ενός φορτηγού. Οι δοκιμές πρόσκρουσης με το νέο μέτωπο φορτηγού πραγματοποιήθηκαν από τη σουηδική υπηρεσία μεταφορών Trafikverket και δείχνουν ότι ο καλύτερος σχεδιασμός φορτηγών μπορεί να μειώσει τις παραμορφώσεις του θαλάμου επιβατικών αυτοκινήτων κατά 30-60%. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο τραυματισμού και ενδεχόμενου θανάτου για τους επιβάτες του αυτοκινήτου.

Οι θανατηφόρες συγκρούσεις μεταξύ βαρέων φορτηγών και επιβατικών αυτοκινήτων ευθύνονται για το 14% έως 16% του συνόλου των θανάτων επιβατών αυτοκινήτων τόσο στην ΕΕ όσο και στις ΗΠΑ. Σε πάνω από το 90% των τροχαίων ατυχημάτων στα οποία εμπλέκονται βαρέα φορτηγά είναι το άλλο μέρος που χάνει τη ζωή του, συνήθως σε επιβατικό αυτοκίνητο. Οι συνηθέστεροι τύποι ατυχημάτων σε αυτές τις συγκρούσεις είναι οι μετωπικές συγκρούσεις σε αγροτικούς δρόμους και οι συγκρούσεις με το πίσω μέρος σε αυτοκινητόδρομους (το φορτηγό όχημα πέφτει στο πίσω μέρος του προπορευόμενου αυτοκινήτου). Επομένως, είναι σημαντικό να διερευνηθούν περαιτέρω οι συγκρούσεις αυτοκινήτων με φορτηγά οχήματα, ώστε να βελτιωθούν τα ποσοστά επιβίωσης των επιβατών.

Ένα μπροστινό μέρος φορτηγού σχεδιασμένο να μην σκοτώνει

Είναι ευρέως αποδεκτό ότι δύο σύγχρονα επιβατικά αυτοκίνητα των καλύτερων προτύπων ασφαλείας θα πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν μια σύγκρουση, με ταχύτητα 80 χιλιομέτρων την ώρα, χωρίς θανατηφόρες συνέπειες. Αυτό δεν ισχύει για τις συγκρούσεις μεταξύ φορτηγών και αυτοκινήτων. Ενώ η ταχύτητα είναι συχνά μέτρια στις συγκρούσεις φορτηγών με αυτοκίνητα, η σοβαρότητα της σύγκρουσης εξακολουθεί να είναι υψηλή λόγω της γεωμετρίας, της ακαμψίας και της ασυμβατότητας μάζας μεταξύ των δύο οχημάτων. Για να επιβιώσει ο επιβάτης ενός επιβατικού αυτοκινήτου από μια μετωπική σύγκρουση με φορτηγό, η καμπίνα του επιβατικού αυτοκινήτου πρέπει να παραμείνει άθικτη. Αυτό δεν είναι κάτι που είναι δυνατόν να εξασφαλιστεί σήμερα, ακόμη και στα πιο σύγχρονα αυτοκίνητα, οπότε η νέα έρευνα για το μέτωπο του φορτηγού στοχεύει στην εξεύρεση των καλύτερων τρόπων για την προστασία των επιβατών αυτοκινήτων, καθώς και των οδηγών φορτηγών, στο μέλλον.

Τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά διαθέτουν διακριτά δομικά στοιχεία (προφυλακτήρες, δοκούς απορρόφησης ενέργειας, πλαίσια του χώρου επιβατών) που είναι σχεδιασμένα να παραμορφώνονται και να απορροφούν ενέργεια ή να παραμένουν άθικτα και να προστατεύουν τους επιβάτες. Έχει παρατηρηθεί σε πραγματικές συγκρούσεις ότι αυτές οι εντοπισμένες δομές σπάνια αλληλεπιδρούν με τον τρόπο που έχουν σχεδιαστεί. Αυτό οδηγεί σε λιγότερο αποτελεσματική απόκριση σε σύγκρουση. Μια ομάδα ερευνητών στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers σχεδίασε ένα μπροστινό μέρος φορτηγού που θα βελτίωνε τη διαδικασία σύγκρουσης. Αυτός ο τελευταίος σχεδιασμός βασίστηκε σε προηγούμενη έρευνα που διεξήχθη στο Chalmers.

“Γνωρίζουμε ότι η παροχή μιας κατανεμημένης δύναμης πάνω από το χτυπημένο αυτοκίνητο θα επέτρεπε στις δομές σύγκρουσης να αποδώσουν πιο αποτελεσματικά. Από την πρώτη δοκιμή, μπορούσαμε επίσης να δούμε ότι τα επίπεδα ενέργειας που παρατηρήθηκαν ήταν υψηλά και ότι χρειαζόταν καλύτερη απορρόφηση ενέργειας από το φορτηγό. Μια άλλη πρόκληση ήταν επίσης να προσπαθήσουμε να κατευθύνουμε το αυτοκίνητο μακριά από την εμπρόσθια πορεία του φορτηγού”, λέει ο καθηγητής Robert Thomson, Τμήμα Ασφάλειας Οχημάτων στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers.

Οι νέοι κανονισμοί της ΕΕ επιτρέπουν την αλλαγή

Η νέα πρόσοψη σχεδιάστηκε με στόχο να καταδείξει πιθανές αρχές σχεδιασμού που μπορούν να ερμηνευτούν και να προσαρμοστούν από τους κατασκευαστές. “Ο εσωτερικός σχεδιασμός του νέου εμπρόσθιου τμήματος του φορτηγού είναι κυψελωτό αλουμίνιο. Πρόκειται για μια δομή που αποτελείται από επαναλαμβανόμενους εξαγωνικούς σωλήνες κατασκευασμένους από φύλλο αλουμινίου. Αυτό είναι ιδανικό για μια ελαφριά, απορροφητική της ενέργειας δομή, καθώς περίπου το 97% του όγκου της είναι αέρας. Η κηρήθρα αλουμινίου χρησιμοποιείται σε πολλά φράγματα δοκιμών πρόσκρουσης για την παροχή κατανεμημένης δύναμης και την απορρόφηση ενέργειας. Αλλάζοντας το πάχος του φύλλου αλουμινίου, μπορούμε να αλλάξουμε τα χαρακτηριστικά της δύναμης και της παραμόρφωσης.

Μία από τις κύριες συνεισφορές ήταν να αξιοποιηθούν οι νέοι κανονισμοί για τις διαστάσεις των φορτηγών στην Ευρώπη που τροποποιήθηκαν το 2019 (απόφαση (ΕΕ) 2019/984). Αυτό χαλάρωσε το προηγούμενο μέγιστο όριο για το μήκος ενός συνδυασμού φορτηγών, γεγονός που οδήγησε σε “επίπεδη πρόσοψη” φορτηγών στην Ευρώπη που μεγιστοποιούσαν τον χώρο φορτίου σε ένα φορτηγό εντός ενός σταθερού μήκους. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα περιορισμένο χώρο σχεδιασμού και λίγες ευκαιρίες για την ενσωμάτωση σχεδιασμών ασφάλειας πρόσκρουσης, όπως αυτοί που συναντώνται στα επιβατικά αυτοκίνητα, στα φορτηγά.

Οι δοκιμές δείχνουν 30%-60% λιγότερη πρόσκρουση σε σύγκρουση

Το νέο μπροστινό μέρος φορτηγού δοκιμάστηκε από τη Σουηδική Υπηρεσία Μεταφορών, Trafikverket, στην πίστα δοκιμών της Autoliv στο Vargarda, σε μια σειρά μοναδικών δοκιμών. Οι δοκιμές έδειξαν μετρήσιμα αποτελέσματα και ανέδειξαν σαφώς ότι το νέο μπροστινό μέρος του φορτηγού έκανε μεγάλη διαφορά. Οι δοκιμές πρόσκρουσης δείχνουν ότι ο καλύτερος σχεδιασμός των φορτηγών μπορεί να μειώσει τις παραμορφώσεις του χώρου των επιβατικών αυτοκινήτων κατά 30-60%, γεγονός που μειώνει τον κίνδυνο τραυματισμού για τους επιβάτες του αυτοκινήτου. Η παραμόρφωση του φορτηγού μειώθηκε επίσης στις ευαίσθητες περιοχές και βελτίωσε την ασφάλεια του οδηγού του φορτηγού και την ασφάλεια του φορτίου. Τα εξαρτήματα διεύθυνσης, πέδησης και ανάρτησης κινδυνεύουν να υποστούν ζημιές εάν δεν προστατευθούν. Η προστασία αυτών των εξαρτημάτων μειώνει τον κίνδυνο για επακόλουθες συγκρούσεις ή ακόμη και ανατροπές του φορτηγού. “Ένα φορτηγό εμπλέκεται σε κάθε πέμπτο θανατηφόρο ατύχημα στην οδική κυκλοφορία. Παρά το γεγονός ότι τα φορτηγά αντιπροσωπεύουν μόνο το 6% του όγκου κυκλοφορίας στη Σουηδία, όπου πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές, περίπου 45 άνθρωποι πεθαίνουν ετησίως σε τροχαία ατυχήματα στα οποία εμπλέκονται βαρέα φορτηγά, και σε πάνω από το 90% αυτών πεθαίνει το άλλο μέρος, συνήθως σε επιβατικό αυτοκίνητο.”

Στόχος είναι να αναπτυχθεί ένα πρότυπο για δοκιμές πρόσκρουσης για φορτηγά που θα μπορεί να εισαχθεί στις δοκιμές καταναλωτή του Euro NCAP το 2030. Θέλουμε οι άνθρωποι που βρίσκονται σε ένα επιβατικό αυτοκίνητο να είναι σε θέση να επιβιώσουν από μια μετωπική σύγκρουση με φορτηγό, επειδή ο χώρος του αυτοκινήτου παραμένει άθικτος”, λέει ο Rikard Fredriksson, ανώτερος σύμβουλος της Trafikverket και επίκουρος καθηγητής στο Chalmers. Η δοκιμή βασίστηκε στη σύγκρουση ενός σύγχρονου επιβατικού αυτοκινήτου και ενός βαρέως φορτηγού με ταχύτητες που θα οδηγούσαν σε θανατηφόρο ατύχημα. Η δοκιμή σύγκρουσης διεξήχθη με ταχύτητα 50 χιλιομέτρων την ώρα, αλλά προσομοιώνει μια αρχική ταχύτητα κίνησης 80 που μειώνεται κατά 30 χιλιόμετρα την ώρα από τα συστήματα αυτόματης πέδησης έκτακτης ανάγκης (AEB) που απαιτούνται στα νεότερα αυτοκίνητα και φορτηγά. Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers, η Σουηδική Διοίκηση Μεταφορών και η αυτοκινητοβιομηχανία συνεργάζονται για την περαιτέρω ανάπτυξη των δοκιμών με το μέτωπο του φορτηγού.