NASAが航空機の衝突をシミュレートして研究するために使用するテストダミーを紹介します

NASA のラングレー研究センターでは、エンジニアたちが航空機を「深刻だが生き残れる」衝突にさらす。飛行機の一部を真下に落としたり、小型飛行機を地面にぶつけたり、ヘリコプターの胴体を墜落させたり、オリオン宇宙船の一部である宇宙カプセルの試験版を 20 フィートの深さのプールに突っ込ませたりできる。これらの不運な宇宙船の中には、衝突の力が人体への傷害にどのように影響するかを測定するセンサーが取り付けられた衝突試験用のダミー人形がある。

こうしたテストを行うにあたり、NASA は「機体が衝突環境でどのように動作するか、つまり、どのように崩壊し、どのような損傷が発生し、どの程度の荷重が乗員に伝わるか」を理解したいと、同施設の構造衝撃力学エンジニアであるマーティン・アネット氏は語る。彼らはテスト機を 80 フィートの高さから落下させる予定だ。

ダミーの乗客は、ゴム、プラスチック、金属で人間の形に作られています。それぞれにセンサーが組み込まれており、重力加速度、衝突時の頭と首の動きやねじれ、腰の圧迫などの変数を測定します。センサーには加速度計や、脊椎の圧迫を検知する「ロードセル」が含まれます。ダミーには腕と脚がありますが、手と足にはセンサーが組み込まれていません。代わりに、骨盤や首などの場所に測定器具があります。このセットアップは自動車の衝突試験用ダミーに似ていますが、異なる力には配置の微調整が必​​要です。たとえば、飛行機の衝突を研究する場合、地面に垂直に激しく衝突するため、腰の圧迫力はより重要です。

傷害を引き起こす力は急速に発生します。アネットが関心を持つ重要なデータは、衝突後のほんの一瞬、つまり最初の 0.1 ～ 0.4 秒の間に生成されます。そして、そのすべてのデータは分析のために航空機から取り出す必要があります。

「それぞれのダミーからケーブルが一列に伸びます」とアネット氏は言う。「それらを束ねて、データ収集システムにまとめます。」この頑丈なバッテリー駆動のデータ収集ノードは、ダミーの近く、墜落対応機に搭載されている。エンジニアは、機体が地上に着陸した後、機内システムから貴重なデータをすべてノートパソコンにダウンロードして分析する。

怪我の可能性に影響を与える 2 つの要因は、衝突前の速度と、その衝突が発生する時間です。「速度の変化が実際に g を決定します」と彼は言います。目標は、「非常に高い g の短時間の負荷を防ぐ」ことです。これらは、首や頭の怪我を引き起こす可能性のある事故です。

機内の何かにぶつかるのも、当然のことながら、急減速のため、身体に非常に悪い影響がある。アネット氏は、パイロットと副操縦士を模したダミー人形を使ったテストを思い出す。「パイロットは拘束具が外れ、ダミー人形はダッシュボードにぶつかった」と同氏は言う。「もう一人は拘束具がそれを引き留めていた」。拘束具が外れたダミー人形の重力加速度、つまり負傷は、はるかに大きかった。

リージョナルジェットの断面を落としたが、アネット氏によると、もっと大きな破片を狙っているという。「ここにあるコミューターサイズのジェット機を丸ごと墜落させたいのです」と同氏は言う。「すべてがうまくいけば、30～40体の衝突試験用ダミー人形をそこに詰め込む予定です。3歳児から6歳児、小柄な女性、大柄な男性まで、さまざまなダミー人形を組み合わせます」。言い換えれば、一般的な商業飛行の乗客を模したさまざまなダミー人形だ。

「1 回の検査で豊富な情報が得られます」と彼は付け加えます。「チャンスは 1 回しかないので、できるだけ多くの情報を取得するようにしています。」