Dr Milan Vujanić, profesor Saobraćajnog fakulteta u penziji, gostovao je nedavno u Pulsu Srbije na Kurir televiziji gde je otkrio više o patentu dečijeg autosedišta koje će spasiti desetine hiljada dece širom sveta, a izradu prototipa će raditi kompanija ANTIKOR iz Valjeva.
On se najpre osvrnuo na autosedišta za decu i njihove trenutne manjkavosti.
Priča o ovom patentu zanimljiva je i van sveta automobilske bezbednosti, jer pokazuje kako domaće znanje iz saobraćajne struke, mašinstva i proizvodnje može da se spoji u proizvod namenjen svetskom tržištu. U tekstu koji sledi prenosimo izjave učesnika projekta i objašnjavamo fiziku sudara, razlike između postojećih tipova sedišta, šta propisuju evropski standardi i na šta roditelji treba da obrate pažnju svakog dana.
Zašto je dečje auto sedište najvažnija oprema u automobilu
Pojas u vozilu projektovan je za telo odrasle osobe. Prolazi preko ramena i karlice, odnosno preko koštanih struktura koje mogu da prime veliko opterećenje. Kod deteta te tačke ne postoje na istim mestima, rame je usko, karlica još nije razvijena, a pojas klizi na stomak i na vrat. Zbog toga dečje sedište nije dodatak već zamena za sistem koji jednostavno ne odgovara malom telu.
Zadatak sedišta je da telo zadrži na mestu, da opterećenje rasporedi na najveću moguću površinu i da produži vreme u kome se brzina deteta svodi na nulu. Svaka hiljadinka sekunde koja se dobije u tom procesu smanjuje vrhunac sile koja deluje na vrat i glavu. Upravo tu leži razlika između dobre i loše konstrukcije.
Dva pravca ugradnje, prednosti i nedostaci
Đorđe Stanić i ja, uključujući i Mašinski fakultet u Beogradu, godinama razvijamo posebno sedište za dete koje ćemo i patentirati. Šta je recimo opasno ako je dete u sedištu automobila, završili ste posao zar ne? Niste. Prvo sedište mora biti pravilno pričvršćeno za auto. Imate dva različita sistema. Jedan je da okrenete sedište u smeru automobila i da dete gleda kud se vozi i drugi je da dete okrenete da gleda suprotno od smera kretanja. Oba modela imaju prednosti i nedostatke – rekao je Vujanić.
Struka je oko ovog pitanja odavno zauzela jasan stav. Evropski standard ECE R129, poznat i kao i-Size, propisuje da se dete prevozi okrenuto suprotno smeru kretanja najmanje do navršenih petnaest meseci, a proizvođači sve češće nude modele koji taj položaj zadržavaju do visine od sto pet centimetara, otprilike do četvrte godine. Isti standard uveo je obavezan bočni sudarni test i razvrstavanje sedišta prema visini deteta umesto prema kilogramima, što roditeljima olakšava izbor.
Pričvršćenje je druga polovina priče. Sistem ISOFIX povezuje sedište direktno sa karoserijom preko dve metalne ušice, uz nogu oslonca ili traku koja sprečava rotaciju. Ugradnja pojasom vozila i dalje je dozvoljena, ali statistika terenskih pregleda pokazuje da veliki broj tako postavljenih sedišta stoji labavo ili nakrivo, što u sudaru menja ceo proračun.
Zašto je vrat najosetljiviji deo tela kod male dece
Kod izuzetno male dece (deca do 2 godine) glava je najteži deo tela. Kad postavite sedište i dođe do naglog udara dete ide napred, ali kod malog deteta glava je teška i vrat ne može da izdrži. Samim tim dolazi do povrede vrata. Sa druge strane ako okrenete dete u drugom smeru vožnje ono ako je nazad stavljeno, onaj koji vozi ne može da ga vidi i onda je to problem. Mada kada dođe do udara to se prenosi na sedište i nema povreda vrata. Imajući to u vidu, gledali smo da taj udar amortizujemo – rekao je Vujanić.
Odnos masa objašnjava zašto je razlika tolika. Kod bebe glava čini oko četvrtine ukupne telesne mase, dok kod odrasle osobe taj udeo pada na svega nekoliko procenata. Vratni pršljenovi kod najmlađih još nisu potpuno okoštali, veze između njih su rastegljive, a mišići slabi. U čeonom sudaru sedište okrenuto napred zadržava trup, glava nastavlja da putuje, i celo opterećenje završava na vratnoj kičmi.
Kada je dete okrenuto unazad, leđni oslon sedišta prima udar celom površinom. Glava, vrat i kičma kreću se zajedno, sila se raspoređuje po širokoj površini leđa, a naprezanje vratnog dela pada višestruko. Nedostatak je praktične prirode, vozač dete ne vidi bez ogledala, i deca u tom položaju ponekad teže podnose vožnju, ali bezbednosna računica je nedvosmislena.
Sile koje deluju pri sudaru na šezdeset kilometara na sat
Potom se dotakao i samog dečijeg sedišta na kome rade ANTIKOR-ovi stručnjaci.
To sedište će izgledati slično normalnom sedištu, ali će mehanizam koji ublažava posledice od sudara biti drugačiji od ovoga. U sudaru pri vožnji od 60 kilometara na sat u zid ili u vozilo iz suprotnog smera. Javlja se sila do 20G (gravitacije) prema tome dete koje je teško 6 kilograma ima 120 kilograma zbog delovanja sile. Sada zamislite glavicu koja ima kilogram i po, ona je 20 puta teža. To vrat ne može da podnese. Najmodernija sedišta imaju i “airbag”, a mi smo i tu mogućnost razmotrili jer jedino tako detetu možete pri toj sili zaustaviti.
Ova računica često iznenadi roditelje, iako je fizika iza nje jednostavna. Energija koju treba poništiti raste sa kvadratom brzine, tako da sudar na osamdeset kilometara na sat oslobađa skoro dvostruko više energije od sudara na šezdeset. Trajanje čeonog sudara meri se u stotinkama sekunde, a jedini način da se vrhunac sile spusti jeste da se telo zaustavlja postepeno, kroz kontrolisano deformisanje materijala i kroz pomeranje sedišta po unapred zamišljenoj putanji.
Inženjeri taj proces zovu upravljano rasipanje energije. Deformaciona zona u sedištu radi isto što i prednji deo automobila, žrtvuje se da bi putnik ostao netaknut. Razlika je u tome što je kod sedišta prostor za deformaciju izuzetno mali, pa svaki centimetar mora biti iskorišćen do kraja.
Reč jednog od izumitelja srpskog dečjeg sedišta
Jedan od članova ekipe izumitelja “Srpskog dečjeg sedišta” Đorđe H. Stanić nam je pojasnio još neke prednosti.
Prilikom konstruisanja bilo kog bezbednosnog sklopa na prva tri mesta je zaštita života, bilo deteta ili odrasle osobe. Tek se posle inženjerski tim koncentriše da maksimalno, koliko konstrukcija dozvoljava, se smanje teške povrede učesnika sudara. Što se tiče prvog na svetu dečjeg sedišta sa vazdušnim jastukom, strani proizvođač, proučavali smo ga uz pomoć psihologa i došli smo do zaključka da to nije idealna konstrukcija. Ekstremno brzo naduvavanje er bega izaziva šok kod dece, a kod neke može ostaviti trajne psihičke traume. Zato smo tek treću verziju predvideli sa vazdušnim jastukom. Želja nam je bila da prvo zaštitimo našu decu što je i u skladu sa politikom Vlade Srbije o povećanju nataliteta i zdravstvenoj zaštiti. Zato smo konstruisali da bude cenovno najpristupačnija a umanjuje sudarnu silu za čak preko 35%, odnosno prosečno dete između tri i pet godina starosti će preživeti sudar u nepomičnu betonsku prepreku pri brzini od 79,6 km/h za razliku od najčešće korišćenih sedišta čija je granica 59 km/h.
Druga varijanta je komplikovanije i masivnije konstrukcije pa treba primeniti skupe ultralagane materije, ali ona ostvaruje umanjenje sudarne energije na dečje telo za 50.3%.
Šta zapravo znače brojke 79,6 i 59 kilometara na sat
Granica preživljavanja u sudarnim testovima izražava se preko takozvane ekvivalentne brzine udara u nepomičnu prepreku. Reč je o najstrožem mogućem scenariju, jer beton ne prima nimalo energije, dok se u sudaru dva vozila deo energije potroši na deformaciju oba automobila.
Pomeranje te granice sa pedeset devet na skoro osamdeset kilometara na sat znači da sedište pokriva ogroman deo realnih saobraćajnih nezgoda koje se danas završavaju najgorim ishodom. Brzine između šezdeset i osamdeset kilometara na sat tipične su za državne puteve, za izlaze iz naselja i za deonice na kojima se najčešće dešavaju čeoni sudari. Svaki kilometar dodat toj granici pretvara se u konkretan broj dece koja iz nezgode izađu bez najtežih povreda.
Tri verzije konstrukcije i logika iza njih
Razvojna ekipa je namerno postavila stepenice, umesto da odmah krene ka najskupljem rešenju.
- Prva verzija je zamišljena kao cenovno najpristupačnija, sa smanjenjem sudarne sile preko trideset pet odsto, kako bi je mogla priuštiti većina porodica
- Druga verzija koristi masivniju i složeniju konstrukciju uz ultralagane materijale i spušta opterećenje na telo deteta za pola
- Treća verzija predviđa vazdušni jastuk, ali tek pošto se reše primedbe koje su psiholozi izneli povodom postojećih rešenja na tržištu
Ovakav redosled ima smisla i sa proizvodne strane. Jeftinija varijanta prva ide u serijsku izradu, iskustvo sa terena vraća se u razvoj, a skuplje verzije nastaju na proverenoj osnovi umesto na papiru.
Vazdušni jastuk u dečjem sedištu, korist i rizik
Vazdušni jastuk se naduvava za nekoliko hiljaditih delova sekunde, uz snažan prasak i nagli udar vazduha. Kod odrasle osobe taj postupak spašava život i posledice se svode na ogrebotine i privremeno zujanje u ušima. Kod deteta situacija je osetljivija, jer je telo manje, lice bliže površini jastuka, a doživljaj događaja potpuno drugačiji.
Zapažanje da nagli prasak može da ostavi trajan psihički trag kod mališana zato nije sitnica. Bezbednosno rešenje mora da uzme u obzir i ono što se dešava posle nezgode, od straha od vožnje do problema sa spavanjem. Odluka da se vazdušni jastuk ostavi za kasniju fazu razvoja pokazuje da je ekipa gledala dete kao celinu, ne samo kao masu u proračunu.
Materijali i detalji koji odlučuju o ishodu
Kvalitet dečjeg sedišta krije se u slojevima koje kupac ne vidi. Nosivi ram prima i prenosi sile, a on može biti od čelika, aluminijuma ili ojačane plastike. Preko njega ide sloj pene koja upija energiju, najčešće ekspandirani polistiren ili polipropilen, materijal koji se pri udaru sabija i time troši energiju umesto da je vrati nazad u telo.
Bočna zaštita glave odvojena je priča, jer bočni sudari čine oko četvrtine svih nezgoda sa teškim posledicama. Duboka bočna krila oko glave i dodatni sloj apsorpcije na visini slepoočnice rade tačno onaj posao koji vozilo ne može da preuzme. Pojasevi u sedištu moraju da naležu ravno, bez uvrtanja, sa kopčom u visini karlice i sa razmakom ne većim od širine dva prsta između trake i grudnog koša.
Uloga kompanije ANTIKOR iz Valjeva
Izrada prototipa je trenutak u kome ideja prestaje da bude crtež. Prototip mora da izdrži laboratorijske testove, da ponovi rezultat više puta zaredom i da pritom bude izvodljiv za serijsku proizvodnju. ANTIKOR iz Valjeva u taj posao ulazi sa dugogodišnjim iskustvom u metalopreradi i u izradi opreme za bezbednost saobraćaja, gde su tolerancije, atesti i dokumentacija svakodnevni deo posla.
Domaća izrada nosi još jednu prednost. Krug od izmene na crtežu do novog uzorka u ruci meri se danima umesto mesecima, pa se konstrukcija brže dovodi do konačnog oblika.
Šta propisuje zakon u Srbiji
Deca do dvanaest godina, odnosno do visine od sto trideset pet centimetara, moraju da se prevoze u odgovarajućem dečjem sedištu ili na propisanom postolju. Priznaju se samo sedišta sa evropskim atestom, oznake ECE R44/04 ili novije ECE R129, koja nose narandžastu homologacionu nalepnicu.
Dete u sedištu okrenutom suprotno smeru kretanja sme na prednje sedište jedino uz isključen vazdušni jastuk suvozača. Sedište okrenuto u smeru kretanja ide pozadi. Prelazak na obični pojas vozila dolazi u obzir tek kada dete dosegne propisanu visinu i može pravilno da sedi uz naslon, sa pojasom preko sredine ramena i preko karlice.
Najčešće greške roditelja u svakodnevnoj vožnji
Podaci sa kontrolnih pregleda širom Evrope pokazuju da veliki broj sedišta nije korišćen onako kako je zamišljeno. Najčešće se ponavlja nekoliko propusta.
- Prerani prelazak deteta u sedište okrenuto napred, pre nego što uzrast i visina to dozvoljavaju
- Labavo pričvršćeno sedište koje se pomera više od dva centimetra u bilo kom pravcu
- Pojasevi postavljeni preko debele zimske jakne, koja se u sudaru sabije i ostavi opasan zazor
- Ramene trake podešene prenisko ili previsoko u odnosu na ramena deteta
- Uvrnute trake koje opterećenje prenose na usku liniju umesto na celu širinu
- Sedište iz druge ruke nepoznate istorije, koje je možda već bilo u nezgodi
- Tvrde igračke i predmeti u putničkom prostoru, koji pri kočenju postaju projektili
Put od patenta do police u prodavnici
Patentna prijava štiti rešenje, ali proizvod na tržište ulazi tek posle homologacije. Sedište se ispituje u akreditovanoj laboratoriji, sa lutkama iz serije Q koje oponašaju telo deteta određenog uzrasta i mere ubrzanje glave, silu u vratu i opterećenje grudnog koša. Testira se čeoni sudar, sudar sa zadnje strane i bočni udar, a proverava se i ponašanje materijala na visokim i niskim temperaturama, trajnost kopči i čitljivost uputstva.
Tek kada svi rezultati budu unutar propisanih granica, sedište dobija homologacionu oznaku i sme da se prodaje u zemljama koje primenjuju pravilnike Ekonomske komisije Ujedinjenih nacija za Evropu. Za srpski proizvod ta oznaka znači otvorena vrata ka celom evropskom tržištu.
