Bilsikkerhed for børn – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Bilsikkerhed for børn

07. september 2014

Bilsikkerhed for børn

Hej Malte
Jeg har været igang med, at læse om vægtforøgelse ved kollisioner, da jeg er igang med et indlæg om, hvor meget selerne i autostole skal kunne holde til, og hvorfor det er vigtigt, at man strammer dem 100% - og ikke blot lader barnet sidde med løse seler.

I den forbindelse vil jeg godt kunne illustrere, hvor meget et barn "vejer" ved en kollision.

Jeg kan se, at der er en faktor, som man ca. kan regne med ved en kollision på 50 km/t. Det hele skal kun være ca. tal og derfor er det ikke så vigtigt om det er faktor 20 eller 25 - jeg vil bare gerne så tæt på som det er muligt sådan, at jeg ikke bruger faktor 20 og det burde være 50.

Hvis man tager udgangspunkt i, at barnet sidder spændt korrekt fast i autostolen, og det vejer 6, 14, 20 og 30 kg., og bilen kører 50, 80, 110 og 130 km/t - hvilke faktorer skal jeg så regne med? Er der en formel jeg kan bruge?

Jeg ved ikke om du kan sige noget om det, men hvis barnet er spændt korrekt fast, sidder det jo "helt" fast med selerne. Er selerne løse, er der 5-8 cm. fra barnet og ud til selerne - altså barnet kan "flyve" det længere før selerne stopper barnet. 

Kan man sige noget om hvordan det vil forøge vægten, hvis barnet "flyver" de 5-8 cm før det bliver stoppet af selerne?

Håber du kan hjælpe mig med ovenstående, eller bare dele heraf.

Med venlig hilsen
K K

Det der spørges om, er ting man i praksis må måle ved forsøg, og det gør man ved crashtest af biler. Man kan imidlertid godt få et indtryk af størrelsesorden, ved at lave nogen antagelser, og så beregne, men virkeligheden er altså værre.

En crashtest

Hvis vi antager, at den bil vi om lidt lader støde ind i en mur, har en deformationszone foran som er ½ m (moderne biler er bygget til at forenden deformeres ved sammenstød, for at give større overlevelsesmulighed), og at deformationen sker jævnt, hvorefter bilen står stille, kunne vi beregne accelerationen for f.eks. 30 km/h og 60 km/h. Som det vil fremgå, er alt der ud over noget som uden airbag normalt er dødeligt, med mindre tilfældigheder gør, at man er heldig.

Bagusvendt børnestol

Ved 30 km/h bliver accelerationen 69 m/s2 eller 7,1 *g, hvor g er tyngdeaccelerationen, ved 60 km/h bliver accelerationen 278 m/s2 eller 28,2*g. For et barn på 10 kg betyder det at det bliver påvirket med en kraft som hvis det var tyngdekraften ville svare til at det vejede henholdsvis 71 kg eller 282 kg. Gør man deforamtionszonen halvt så stor fordobles tallene.

Det man kan finde om virkeligheden fra test af visse givne biler, synes at vise, at ved ca. 65 km/h, udsættes man i de værste 10 millisekunder af sammenstødet for en acceleration på op til 173 * g, altså 10 kg barnet føler en kraft svarende til at de vejer 1730 kg i tyngdefeltet. Der er altså ingen voksen, der skal tro, at man kan holde i rattet og komme godt fra et sammenstød, med mindre man har kræfter til at løfte en almindelig bil fra jorden.

Fremadvendt børnestol

Ved 30 km/h bliver kraften altså ca. ¼, en forsædepassager uden sele eller airbag, vil altså stikke hovedet igennem vinduet, en 80 kg person er påvirket, som om han vejede 3,4 tons, og enten komme helt ud af bilen eller få øjnene ødelagt i glasset, helt bortset fra at hovedet ikke har godt af at trykke en forrude ud. Bemærk, det er ved trivielle sammenstød ved et trafiklys i by bare uden airbag og sikkerhedssele. Ikke underligt at selen så efterlader alvorlige mærker måske skader, og airbaggen giver forbrændinger på huden.

De tal man kan finde er naturligvis meget forskellige for forskellige biler. Det afhænger af bilens masse, størrelse og art af deformationszone, placering af motor og dens masse osv.

Måleinstrumenter til crashtest, dummyerne indeholder en mængde måleinstrumenter og har massefordeling som en person, prisen kan være på den dyre side af 400 000 $

Børnestole er også undersøgt i tilsvarende test, hvor man kan finde data om de afprøvede modeller, gældende for børn med forskellige masser.

Vi har altså tal, som er proportionale med massen af barnet, for den kraft barnet (og stolen) udsættes for. Tallene er proportionale med kvadratet på hastigheden, dobbelt så hurtigt 4 gange så stor kraft. Det gælder så længe deformationszonen virker, når man rammer motoren bliver det meget værre.

Før man mister kontrol med situationen ved hurtig kørsel, bilen har værdiforringelse og er svær at pusse.

Hovedafhængigheden af maksimalbelastningen er dernæst konstruktionen af bilen, som er individuel, og som i dag er afprøvet ved crashtest. Det sted man skal begynde, må være at se på tallene for testene af autostole til børn (vende baglæns og vendende forud), og sammenligne der, da der altså findes sådanne test, hvor data er tilgængelige. Stolenes beskyttende egenskaber er i praksis meget afhængige såvel af brug som konstruktion af stolen. Vi er i en situation, hvor man godt kan beregne noget teoretisk, men hvor reale forhold afgør resultatet. FDM gengiver i øvrigt med mellemrum test af auto barnestole hvor man kan finde data. Sikker trafik har en pjece om emnet:

http://www.sikkertrafik.dk/I%20bil/Boern%20i%20bilen/~/media/Files/Pjecer/I%20bil/B%C3%B8rn_i_bilen_ny.ashx Man må altså gå efter realiteterne, og måske køre knap så hurtigt, jeg er ikke specialist her, men det er altså min mening.

Med venlig hilsen
Malte Olsen