новая папка / mami_auto122

процессе испытаний в голове, груди, коленях и других местах манекена размещают датчики-десселерометры инерционного типа, соединенные проводами с электронным регистрирующим устройством на пульте управления. В большинство постоянно используемых манекенов встраивают травмозаписывающие датчики.

Отдел исследований безопасности пассажиров фирмы General Motors разработал новую серию манекенов, которые близки по своим свойствам к человеческому телу. Скелет манекена повреждается при тех же нагрузках, что и скелет живого человека, а порезы на его коже появляются в результате таких же динамических воздействий, которые приводят к порезам на коже человека. В местах ушибов кожа изменяет цвет, коленные чашечки смещаются, при ударах сочлененные части тела поворачиваются относительно друг друга. При сильных ударах на черепе появляются трещины. «Кожа» манекена изготовлена из синтетического материала и отделена слоем натуральной резины от материала красного цвета, который при порезах кожи создает впечатление кровотечения. Во время экспериментов исследователи вели киносъемку, при помощи которой затем были восстановлены все перемещения манекена в процессе экспериментального происшествия. Затем производили внешний осмотр и вскрытие манекена и таким путем выясняли причину полученных им наружных и внутренних повреждений. Дальнейшее совершенствование конструкции манекенов позволит оценивать не только количество, но и степень тяжести получаемых травм.

На каждое полученное повреждение влияют различные факторы: вид ДТП и его характеристика (скорость столкновения, угол удара, марки автомобилей); физиологические свойства пассажира (вес, рост, возраст, пол человека); использование безопасных элементов конструкции автомобиля (ремни с инерционным устройством сокращают травмы головы до 40% и травмы в области грудной клетки до 65%; ремни безопасности снижают на 62-75% количество смертельных случаев; безопасная рулевая колонка - на 30-40% опасность травмирования); квалификация водителя - умение подставить нужную сторону автомобиля при ДТП.

Исследования показывают, что отдельные части тела травмируются не одинаково. Наиболее часто травмируется голова (около 80%). Повреждения ног чаще всего сопутствуют повреждениям головы (примерно 40%). Одна треть повреждений приходится на бедренную кость. Затем следуют травмы грудной клетки и позвоночника (25-30%) и, наконец, травмы рук (около 30%). Повреждения рук обычно не опасны, но лечение продолжительно, так как руки не скоро обретают потерянные функции. Травмы живота и таза встречаются реже (примерно 1%), но среди них всегда больше опасных и смертельных. Травмы шеи и шейных позвонков встречаются также редко (около 7%), но они в наибольшей степени смертельны.

Аналогичные по характеру данные получены и исследователями в Германии. Так, наиболее часто травмируется голова (65,5%), затем следуют травмы ног (10,9%), рук (8,1%). Следует отметить, что тяжесть травмирования одного и

171

того же органа, например, перелом руки, приводит к различным последствиям, т. е. место перелома руки может качественно влиять на состояние (больного) раненого. Наиболее опасными являются переломы в поперечном сечении, примерно посредине между локтем и плечом, так как сдвиг костей в этом месте может привести к разрыву нервов и, в конечном счете, к полному параличу руки.

2.1.3. Влияние антропометрии на пассивную безопасность автомобиля

При конструировании многих технических систем, с которыми человек имеет контакт в своей производственной деятельности антропометрические данные являются исходным материалом. В области конструирования автомобилей антропометрические данные до последнего времени использовали главным образом с целью удовлетворения требований эргономики. Исследования в области пассивной безопасности показали, что использование антропометрических данных является необходимым условием при создании безопасных конструкций автомобилей.

При посадке в автомобиль человек (водитель или пассажир) занимает специфичное положение, которое обусловлено интерьером автомобиля и возможностями регулировки сиденья или органов управления. Кроме того, существуют специфичные положения частей тела человека, характерные для определенных условий, в которых может оказаться человек, находящийся в автомобиле. Например, при столкновении автомобиля человек, находящийся в нем, принимает положение, характерное только для данных условий.

Антропометрия обозначает измерение человека. Многие исследователи пришли к мнению, что не существует среднего человека, который часто фигурировал раньше как критерий конструктивных ограничений сферы действия человека. Речь может идти лишь о предельных размерах человека, полученных при измерении определенной популяции населения и применимых к системе, с которой эти люди взаимодействуют (рис. 2.1.2 и

рис. 2.1.3).

172

Рис. 2.1.2. Антропометрические характеристики (рабочая поза – стоя)

173

Рис. 2.1.3. Антропометрические характеристики (рабочая поза – сидя)

Различают статические и динамические (или функциональные) измерения. Статические измерения производятся при неподвижном, фиксированном в определенном положении теле человека и могут быть использованы для обеспечения приспособляемости человека к условиям интерьера автомобиля, т. е. его размещения в определенном пространстве. Динамические измерения устанавливают пределы, которые необходимы для осуществления человеком функции управления.

Применимость антропометрических данных характеризуется так называемой репрезентативностью. Репрезентативность - это степень охвата данным размером определенного контингента людей. Количественно репрезентативность представляет собой часть площади (в процентах) под кривой нормального распределения значений какого-либо антропометрического признака (размера) для определенного контингента людей при сплошном отборе индивидов (рис. 2.1.4). Зная закон распределения вероятностей, среднюю величину признака (М) и среднеквадратичное отклонение (б), можно определить число людей, у

174

которых величина антропометрического признака укладывается в тот или иной интервал.

Рис. 2.1.4. График нормального закона распределения случайной величины интервалу М±2б соответствует 95-процентная обеспеченность

Пользуясь этими данными, можно в каждом конкретном случае рассчитать число людей, размерам которых будет удовлетворять данная конструкция. Как правило, в настоящее время при конструировании технических систем «человек-машина» невозможно добиться полного соответствия машины требованиям всех людей, от самых больших до самых малых. Обычно не учитываются размеры 5% самых высоких или самых низких людей, в зависимости от того, на что влияет данный размер. В автомобилестроении при равной вероятности для самых больших и для самых низких людей не учитываются их размеры. Это можно пояснить на следующих примерах. Выбирая высоту салона автомобиля, можно ограничиться размером, соответствующим наименьшему росту 5% самых высоких людей. Напротив, располагая органы управления, можно пренебречь тем, что часть из них окажется вне зоны досягаемости для 5% самых низких людей. Таким образом, в каждом случае для 95% людей будут обеспечены соответствующие условия. Если же рассматривать салон автомобиля в целом, то 90% людей будут иметь достаточный комфорт и лишь 5% самых высоких и 5% самых низких людей будут испытывать некоторые неудобства. Как показывает опыт, такой компромисс вполне оправдан и экономически целесообразен (рис. 2.1.5).

175