Tajný život testovacích figurín

Jestli se za něčím automobilky honí víc než za rychlostními rekordy na Nürburgringu, tak je to pětihvězdičkové hodnocení v testech bezpečnosti Euro NCAP. Oficiálně se historie nárazových testů začíná psát až v šedesátých letech minulého století, kdy se v nich angažovaly dvě organizace: americká IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) a globální NCAP (New Car Assessment Programme) spolu s její evropskou odnoží Euro NCAP. Cílem bylo zvýšit pasivní i aktivní bezpečnost automobilů, ochránit posádku a pokud možno i ostatní účastníky silničního provozu.

Podoba testů se samozřejmě neustále vyvíjí – stejně jako důležitost bodování –, ale úplně na začátku byla zásadní otázka: Jak vlastně zjistit, co prudký náraz do zdi nebo jiného vozu s lidmi dělá, aniž byste při testech někoho přizabili?

Zvídaví doktoři

Jde o otázku, která lidstvo trápila více než století. Protože k moderním nárazovým testům, jak je známe dnes, vedla od zřejmě první oběti automobilové nehody v roce 1869, kdy v prudké zatáčce na Cumberland Street poblíž Parsonstownu v Irsku vypadla z parního vozu jistá Mary Wardová, ještě dlouhá cesta. Lékaře tehdy volat nemuseli, jelikož nebohá Mary spadla přímo pod zadní kola těžkého kolosu, který ji nemilosrdně rozdrtil. Příčinou tedy nebyla vysoká rychlost nebo náraz, ale nešťastná shoda náhod.

Až v roce 1896 můžeme zapsat první přímou oběť automobilismu Bridget Driscollovou, již srazil automobil na chodníku a svým zraněním na místě podlehla. Podobných nehod však bylo – stejně jako automobilů – relativně málo, a tak výrobci řešili spíše modřiny a podlitiny řidičů a spolujezdců při prudkém brzdění nebo jízdě na hrbolatých cestách. Palubní desky se potahovaly kůží nebo vystlaly slámou, aby případný náraz na ně posádku tolik nebolel.

Ve třicátých letech 20. století na amerických ulicích automobilů skokově přibylo a společnost začala volat po zvýšené bezpečnosti. Automobilky přislíbily testy v rámci vývoje, což vyústilo v nejrůznější pokusy, při nichž General Motors v roce 1938 posílal své vozy z kopce proti betonovému plotu, přičemž testovací jezdec vždy včas vyskočil.

V médiích z toho byly spíše posměšné výstupy a jen jeden ze tří vozů zvládl narazit do zdi tak, že to připomínalo opravdovou nehodu.

Automobilky se staraly spíš o své plechy, ale doktory na univerzitách mnohem víc zajímalo, co dělá prudký náraz s křehkou lidskou schránkou. Zkoumali lebky obětí autonehod, a protože „s jídlem roste chuť“, rozhodli se vyvinout svůj vlastní nárazový test. Spočítali si, jakou rychlostí se tělo střetne s interiérem vozu (bezpečnostní pásy byly povinné až od roku 1968, takže při nárazu do zdi jste kupředu letěli vší silou), a pak si jednoduše našli dostatečně hlubokou výtahovou šachtu a testovací subjekt do ní hodili.

Samozřejmě nešlo o živého člověka, ale zesnulého nebožtíka, jenž své tělo odkázal na lékařské účely. Automobilky si řekly, že je to dobrý nápad, a rozhodly se do sedaček svých vozů, odsouzených ke střetu s pevnou bariérou, taktéž usadit mrtvoly. Jenže se to rozkřiklo a pozůstalí si to nenechali líbit. Ustanovilo se proto, že podobné testování mohou podstoupit jen těla vězňů odsouzených k trestu smrti. Až po jeho vykonání, logicky. Takových těl však nebylo mnoho, takže automobilky a lékařské univerzity musely spolupracovat a provádět testy společně.

Přes veškerou snahu však mrtvoly nestačily, protože nových modelů se vyrábělo po válce tolik, že se odsouzenců na smrt nedostávalo. Inženýři proto sáhli po učebnicích přírodopisu i anatomie, ze kterých zjistili, že ideálním záskokem bude prase domácí. Váhou i rozložením orgánů bylo nejkompatibilnější. Nebohého vepře naprali anestetiky a rozjeli proti zdi. Že by právě odtud pocházelo rčení „řídíš jako prase“? Přes lobbování ochránců práv zvířat se podobné testy prováděly ještě na začátku 80. let, dávno po založení organizací IIHS a NCAP. První oficiální testy v sedm­desátých letech už ale probíhaly s testovacími figurínami, s nimiž přišel průmysl, z něhož si automobilky půjčují hodně často.

Rakeťák Stapp

Kdo vyrábí věci v desítkách až stovkách kusů, ale má podobný rozpočet jako auto­mobilky, ty nejlepší vědce a absolutně volnou ruku? Ano, tipli jste si správně.

Americká armáda, konkrétně letectvo taktéž potřebovalo testovat limity lidského těla. Ačkoli mělo ve svých stavech dostatek dobrovolníků, vyvíjelo už od konce druhé světové války speciální figuríny se senzory, na nichž lze bezbolestně otestovat škálu přirozených i nepřirozených situací. Pro vývoj takové figuríny však potřebujete vstupní data a ta lze získat jen pokusy na lidech.

John Stapp narukoval do armády jako polní chirurg, ale netušil, že nakonec skončí ve specializované laboratoři, která bude po válce zkoumat efekty prudké akcelerace a decelerace na lidský organismus. Reklamy BESIP říkají „Rychlost zabíjí“, ale to není úplně přesné. Jak tvrdil Jeremy Clarkson v Top Gearu: „Není to rychlost, co vás zabije. Umíráte až na následky prudkého zastavení o protijedoucí auto, zeď nebo strom.“

John Stapp spolu se svým týmem vyvinul raketové saně, které byly schopné jet na kolejích rychlostí až 1 000 km/h. První testy v roce 1948 probíhaly s posádkou sedící v protisměru jízdy, což bylo bezpečnější v případě, že by saně vykolejily. V roce 1949 se začalo testovat s dobrovolníky sedícími vpředu a nutno dodat, že většinu dobrovolníků tvořil sám John Stapp, který absolvoval desítky testovacích jízd. V padesátých letech byl nejrychlejším mužem na planetě, když jeho raketové saně zrychlily na 1 000 km/h za pouhých pět sekund a vystavily ho akce­leračnímu zrychlení 20 G. Byl to však až test, při němž saně ze zmíněné rychlosti prudce zastavily (během necelých dvou sekund) a on pocítil přetížení 46 G. Zlomil si obě zápěstí, několik žeber, vypadaly mu plomby ze zubů a dočasně oslepl na obě oči. Incident z něj udělal hrdinu a celebritu zároveň, čehož využila právě IIHS, která si ho vyžádala jako konzultanta k přípravě oficiálních nárazových testů.

Letectvo díky Stappovi zjistilo, že piloti mohou přežít až 46násobek gravitační síly, a náležitě podle toho zesílilo upoutání posádky v kokpitu. Podobným způsobem se postupovalo při návrhu bezpečnostních pásů pro automobily. Kdo ale viděl záznam Stappovy „nehody“, tomu bylo jasné, že žádného dobrovolníka už nelze znovu vystavit podobné situaci. Armáda už naštěstí vyvinula historicky první nárazovou figurínu, které přezdívala Sierra Sam (podle technologické firmy Sierra, jež ji vyvinula).

Průměrňákovi v akci

Sierra Sam se poprvé posadil do auta v roce 1968, když testoval první bezpečnostní pásy. Šlo o figurínu průměrného muže (takzvaný 50. percentil, zahrnující tehdejší průměr mužské populace – 175 centimetrů, 77 kilogramů), která byla později doplněna figurínou prů­měr­né ženy. V sedmdesátých letech pak nárazové figuríny začalo vyrábět hned několik společností, každá tro­chu jinak, což na trhu způsobilo chaos.

Automobilka General Motors nakonec vyvinula vlastní figurínu jménem Hybrid I, rychle následovanou verzemi II a III. A bylo to právě do třetice, kdy se automobilka trefila a přišla s panákem, který se stal zlatým standardem, jehož techniku využíváme dodnes.

Až do příchodu Hybridu III se na testovacích figurínách dala změřit jen účinnost bezpečnostních pásů, ale novinka obsahovala akcelerometry, potenciometry a siloměry. Dokonce měla vinylovou kůži, která se poškozovala stejně snadno jako ta lidská. Z každého nárazu bylo možno vyčíst až 41 měřitelných hodnot. Hybrid III patřící do kategorie VIP (Vehicular Impact Personnel) odstartoval zcela novou éru nárazových testů. Dnes tato stále hojně využívaná skupina figurín zahrnuje i „velkého bratra“, figurínu 95. percentilu (pět procent muž­ské populace, 188 centimetrů, skoro metrák váhy), drobnou ženu (95. percen­til, 152 centimetrů, 50 kilogramů) a dět­ské figuríny odpovídající věku tři, pět a deset let.

To jsou figuríny, jak je znáte z filmů, reklam, videoklipů. Právě Hybrid III způsobil, že užívání bezpečnostních pásů v USA vzrostlo během osmdesátých let z 21 na 74 procent. Poděkovat můžeme Vincovi a Larrymu, dvěma televizním celebritám, které v tehdejší osvětové kampani figurovaly.

Mocný Thor přichází

Se zlepšováním aut musejí držet krok i figuríny. Hybrid III je sice stále na trhu, ale hvězdou mezi nárazovými figurínami je momentálně THOR (Test device for Human Occupant Restraint) disponující až 57 senzory a 140 měřitelnými hodnotami. Thor je navíc postaven z materiálů, které věrně imitují křehkost, pružnost a odolnost lidského těla, jeho jednotlivé části umožňují plné spektrum lidských pohybů při zachování rozsahu i plynulosti. Jeden takový THOR-50M (opět ten 50. percentil) dnes stojí mezi 10 až 15 miliony korun.

Před každým nárazem vyžaduje pečlivé kalibrování, což zahrnuje odšroubování hlavy, všemožné pošťuchování, potřesení pravicí a levicí apod. Což není nic proti tomu, co Thora čeká při ostrém testu, kdy na něj působí přetížení až 80 G a čelní i boční nárazy. Figurína se po úspěšném testu resetuje a běžné poškození jsou schopni technici laboratoří opravit sami. Občas se však stane, že se Thor projede ve voze, který na testy „málo studoval“. V takovém případě se může stát, že figurína náraz nepřežije. Účtenka za novou jde za automobilkou, což může podobné testy docela prodražit.

Těžko na cvičišti, lehko na bojišti

Automobilky se na „maturitu“ svých vozů svědomitě připravují a sypou do ní desítky až stovky milionů dolarů. V důsledku je právě hvězdičkové hodnocení bezpečnosti tím, čím se řada zákazníků řídí. Nikdo nechce nádherný a skvěle ovladatelný vůz, co vyfasoval v nárazových testech jen tři hvězdičky z pěti. Nejčastější příčinou nehod se smrtelnými nebo vážnými následky je čelní náraz (55 procent) následovaný bočním (40 procent), který se rozděluje na srážku s jiným vozidlem z boku nebo na srážku s pevnou překážkou (nejčastěji strom, sloup). Podle toho získávají vozy poměrné bodování, z něhož se stanoví finální hvězdičky.

Dnes v hodnocení hrají roli i asistenční systémy a ochrana chodců, takže jde o komplexní zkoušky, na něž se automobilky připravují s pomocí virtuál­ních simulací, nedestruktivních simulací (jeden unikátní testovací systém mají i v TÜV SÜD ČR nedaleko Mladé Boleslavi), ale i vlastních nárazových testů, aby na ten oficiální v rámci Euro NCAP nebo IIHS byly dobře připraveny. Šanci udělat dobrý první dojem už totiž podruhé nedostanou.

Díky tlaku na výsledky jsme v autech získali lepší boční výztuhy, milion různých airbagů, jež se rozbalí během pouhých setin vteřiny, nebo předepínače bezpečnostních pásů. Hlavním soudcem těchto snah jsou právě moderní nárazové figuríny, jejichž vnitřnosti se po nárazu rozsvěcují zeleně, žlutě nebo červeně, podle toho, jakou ránu musely absorbovat. Trpí, aby vy jste nemuseli. Na první pohled vypadají neotesaně, ale jsou to sofistikovaní roboti, na míle vzdálení „pajdulákům“, na kterých visí šaty v obchodech s hadříky.

Kdo ví, možná mají i city, jak naznačil ve svém absolventském filmu z FAMU Václav Švankmajer, syn slavného Jana Švankmajera. Ve snímku Test zabloudí Tomáš Hanák na vrakoviště, kde ho oživlé (rozanimované) figuríny násilím připásají do auta, které přijel odevzdat, a dají mu tak poznat, jak těžký a krátký život vlastně tihle hrdinové silničního provozu mají. Tak si na ně někdy vzpomeňte, až pojedete v koloně kolem nějakého ťukance. Ti, co z něj vyvázli jen s modřinou a pochroumaným egem, vděčí za to štěstí Thorovi a jeho kamarádům.