Özet
Trafik
kazaları ve tıkanıklıkları yüzünden sürücü-taşıt-yol
sisteminin işleyişindeki bozulma, ülkemizdeki
karayolu ulaşımını çok önemli bir sosyal problem
haline getirmiştir. Trafik kazalarındaki sürücü
kusurlarının payı % 90 'ın üzerindedir. Bu nedenle,
güvenli ve verimli bir trafik düzeninin sağlanması
için çözümlenmesi gereken esas problem, çeşitli ve
çok sayıdaki taşıt kullananların eğitimidir. Trafik
kazalarını ve kaza sonrası kayıpları azaltmak
amacıyla taşıtlarda çeşitli güvenlik sistemleri
uygulanmaktadır. Aktif güvenlik, sürüş güvenliği,
şartlara bağlı güvenlik, duyulara bağlı güvenlik,
kullanım güvenliği konularını kapsamaktadır. Pasif
güvenlik ise, taşıt gövdesinin deformasyon
davranışı, dış biçimi, yüzey düzgünlüğü, kabin
dayanımı, koruyucu sistem, iç darbe alanları,
direksiyon sistemi, araçtakileri kurtarma, yangından
korunma konularını kapsamaktadır. Teknik gelişmelere
paralel olarak taşıt tasarımcıları, kazaların
önlenmesi ve kaza sonrası kayıpların azaltılması
konularında, yoğun çaba harcamaktadırlar.
Anahtar kelimeler: Aktif güvenlik, pasif güvenlik,
emniyet kemeri, hava yastığı.
1 GİRİŞ
Karayolu taşımacılık
sisteminin temel amacı, insanları ve eşyaları,
verimli ve güvenli olarak, bir yerden diğerine
taşımaktır. Karayolu ile (özellikle otomobillerle)
seyahat, şehirlerarası ve şehir içi ulaşımında,
hayatımıza büyük kolaylık, rahatlık ve zevk
getirmiştir. Ancak, trafik kazaları ve tıkanıklıklar
yüzünden, sürücü-taşıt-yol sisteminin işleyişindeki
bozulma, özellikle ülkemizde olmak üzere, tüm
dünyada karayolu ulaşımını çok önemli bir sosyal
problem haline getirmiştir.
Ülkemiz, araç başına düşen kaza ve ölü sayısı
bakımından oldukça kötü durumdadır. Uluslararası Yol
Güvenliği Teşkilatı'nın 1996 istatistiklerine göre,
Türkiye'de her 10 000 araca düşen yıllık ölü sayısı
75 iken, Fransa'da 33, Almanya'da 19, Japonya'da 15
dir (1). 1997 yılında ülkemizde meydana gelen toplam
387 533 trafik kazasında, 5125 kişi hayatını
kaybetmiş, 106 246 kişi yaralanmış ve 860 248 465
000 000 TL 'lik maddi hasar meydana gelmiştir (2).
Bu kazaların 272 989 adedi çarpışma, 44 155 'i duran
araca çarpma, 22 692 'si sabit cisme çarpma, 14 316
'sı yayaya çarpma ve 9 555 'i devrilme, 3081 'i
trene çarpma, 1815 'i hayvana çarpma, 15 563 'ü
yoldan çıkma ve 367 'si araçtan düşme şeklinde
olmuştur. Trafik kazalarındaki bu kötü bilanço,
ülkemiz insanlarının bu konuda ne kadar bilinçsiz ve
eğitilmelerinin ne denli önemli olduğunu
vurgulamaktadır.
Trafik kazası, karayolunda hareket halinde olan bir
veya birden fazla taşıtın karıştığı, ölüm veya
yaralanma ve maddi hasarla sonuçlanan olay olduğuna
göre, her ne sebeple ve hangi kusurlarla olursa
olsun, trafik kazaları taşıtlarla yapılmaktadır. Bu
yüzden, taşıt tasarımcıları öncelikle kazaların
önlenmesi ve bu mümkün olmadığı takdirde kaza
sonrası kayıpların azaltılması için, taşıt üzerinde
alınabilecek koruyucu önlemler konusunda yoğun çaba
harcamaktadırlar. Bu çalışmada, trafik kazalarını ve
kaza sonrası kayıpları azaltmak amacıyla taşıtlarda
uygulanan ve uygulanması yararlı görülen sistemler
tanıtılarak, değerlendirilmiştir.
2 TRAFİK GÜVENLİĞİ
Trafik güvenliği, Şekil 1 'de de açıklandığı gibi,
çevre, taşıt ve insanın etkileşimi sırasında ortaya
çıkabilecek muhtemel sorunları, çözüm önerilerini ve
geliştirilen yöntemleri içeren çok yönlü bir
konudur.
2.1 YOL
Yolun geometrisi, yapım kalitesi ve bakımı, geçit ve
kavşakların varlığı ve kullanışlılığı, trafik
kontrol ve işaretlerinin yerleri, sürekliliği ve
görünürlüğü ve sürüş ortamlarının çeşitliliği,
sürücü performansını ve taşıt tasarımını etkileyen
önemli faktörlerden bazılarıdır. 1997 yılı
istatistiklerine göre, ülkemizde meydana gelen
trafik kazalarındaki kusurların 28 'i (% 0,03) yol
kusurlarından kaynaklanmıştır (2).
2.2 İNSAN
Sürücü psikolojisi üzerinde yapılan ilk
araştırmalar, sürekli kaza yapanların problemin
sadece küçük bir bölümünü oluşturduğunu, kazalara
karışanların büyük çoğunluğunun sadece bir kaza
yapanlardan oluştuğunu göstermektedir (3). Bu sonucu
doğuran en önemli sebepler, normal sürücünün yanlış
karar verme veya yanılmaları ile sürücünün
yeteneklerini aşırı yükleyen diğer faktörlerdir.
Bilindiği gibi kazalar, beklenmeyen, planlanmamış
olaylardır.
Kazaların muhtemel
nedenleri, başta eğitim noksanlığı olmak üzere,
karşı karşıya olunan riskin yeterince farkında
olunamayışı, yorgunluk, hayal kurma, dikkatsizlik,
ihmalkârlık, vurdumduymazlık, konsantrasyon
bozukluğu ve kurallara gereken önemin verilmeyişi
şeklinde özetlenebilir. 1997 yılı istatistiklerine
göre, ülkemizde meydana gelen trafik kazalarındaki
kusurların 649 955 'i (% 97,3) sürücülerin kişisel
hatalarından kaynaklanmıştır (2). Bu nedenle,
güvenli ve verimli bir trafik düzeninin sağlanması
için çözümlenmesi gereken esas problem, çeşitli ve
çok sayıdaki taşıt kullananların eğitimidir.
2.3 TAŞIT
-
Teknolojik gelişmelere paralel olarak, günümüz
taşıtlarıyla ilgili geliştirme ve araştırma
çalışmalarının aşağıdaki konularda yoğunlaştığı
görülmektedir (5):
-
Teknolojik buluşlara bağlı olarak performans,
yakıt ekonomisi, çevre koruma, güvenlik, konfor ve
güvenilirlik gibi bütün klasik fonksiyonların daha
da geliştirilmesi,
-
Elektronik, alternatif malzeme, yeni deney ve
imalat yöntemleri gibi yeni teknolojilerin
geliştirilmesi,
-
Otoyolların tıkanması, şehirlerdeki hava
kirliliğinin artması gibi trafik problemlerine,
uzun süreli sürekli çözümlerin üretilmesi.
Trafik kazalarının çok düşük
bir yüzdesi taşıt kusurlarından kaynaklansa da,
insan hayatı çok önemlidir. 1997 yılı
istatistiklerine göre, ülkemizde meydana gelen
trafik kazalarındaki kusurların 2725 'i (% 0,40)
araç kusurlarından kaynaklanmıştır (2).
Otomotiv
firmaları, daha güvenli taşıt üretme çabasının
oluşturduğu olumlu rekabetle, sürücü ve yolcuların
güvenliğine giderek daha fazla önem vermekte, daha
güvenli taşıtı elde etmek üzere çaba
harcamaktadırlar.
Taşıt tasarımcılarının, karşılaştırılabilir taşıt
karakteristikleri elde etmek üzere dikkate almaları
gereken verilerden bazıları, sürücülerin duygusal,
algılama, motor, yorumlama gibi, yetenekleridir.
Yolların özellikleri de taşıt tasarımını etkileyen
özelliklerdendir. Bunlara ek olarak, sosyal,
estetik, yasal, ekonomik ve güvenlik gibi faktörler
de taşıt tasarımını etkilemektedir (6).
Hemen her taşıt için neredeyse standard sistem
haline gelen frenlemede tekerlek kilitlenmesini
önleyici sistemler (ABS - Anti Blocking System),
devrilmeyi önleyici sistemler (ROPS - Roll Over
Protection System), hava yastıkları, emniyet
kemerleri, enerji yutucu kasalar, uzay kafes
sistemine göre yapılmış yolcu kabinleri, tamponlar,
güçlendirilmiş tavanlar, pedallar, boyunluklar,
rahat koltuklar, çelik barlar, gizlenmiş yağmur
olukları ve cam silecekleri, çarpmayla katlanabilen
dış aynalar, keskin olmayan köşeler, ticari
taşıtlardaki yanal koruyucular, güvenlikle ilgili
çalışmaların günümüzde uygulamaya konulmuş
sonuçlarından bazılarıdır.
Taşıtlarda bulunan güvenlik elemanları, herhangi bir
kaza ihtimali öncesinde kazanın oluşumunu önleme
görevi yapan 'aktif güvenlik' ve kazadan sonra
yaralanma ve ölümleri en az düzeye indirme görevi
yapan 'pasif güvenlik' güvenlik elemanları olmak
üzere iki grupta değerlendirilmektedir.
2.3.1
AKTİF GÜVENLİK
Aktif güvenlik, sürücünün kazadan kaçınması için,
taşıtın kumanda ve frenleme yetenekleriyle,
bilgilendirme sistemleri ve ergonomik olarak
yerleştirilmiş kumandalarını kapsar. Kaza
ihtimalinin azaltılması ya da araçların kaza
oluşumuna daha az yol açacak biçimde
yapılandırılması, araca daha çok aktif güvenlik
elemanlarının ilavesiyle mümkündür. Aktif güvenlik
elemanları, herhangi bir kaza ihtimali öncesinde,
kazadan korunmak için devreye giren veya devrede
olan güvenlik elemanlarıdır. Aktif güvenlik
aşağıdaki alt başlıklarda incelenebilir.
2.3.1.1 Sürüş güvenliği
Sürüş güvenliği, tekerlek süspansiyonu, yaylanma,
yönlendirme ve frenleme yetenekleri bakımından,
uyumlu süspansiyon tasarımının sonucudur ve en
avantajlı dinamik taşıt davranışını yansıtmaktadır.
Günümüzün modern taşıtlarının direksiyon sistemleri,
beklenmeyen yönlendirme düzeltmeleri olmaksızın
taşıtın kolay ve güvenli olarak yönlendirilmesini,
direksiyon serbest bırakıldığında da tekerleklerin
tekrar düz duruma gelmesini sağlayabilmektedir.
Yönlendirme kararlılığı konusunda yapılan bir başka
çalışma ise, dört tekerlekten yönlendirmedir. Arka
tekerleklerin, yüksek hızlardaki ani yön
değişikliklerinde ve virajlardaki aşırı
yönlendirilmesini önlemek üzere, 1 - 2 derece kadar
yönlendirilmesi gerekmektedir. Bu küçük dengeleme,
tutunma sınırına doğru önemli bir güvenlik rezervi
sağlamaktadır (5).
Normal
kullanımda taşıtı güvenli ve düzgün bir şekilde
yavaşlatmak veya durdurmak üzere kullanılan servis
frenleri, kaza riski olan durumlardaki acil frenleme
(panik frenlemesi) durumlarında, taşıtı en kısa
mesafede, doğrultu ve yönlendirme kararlılığı
kaybolmadan durdurabilmelidir. Günümüzün modern
taşıtlarında, kaygan satıhlardaki acil frenleme
dahil, frenlemenin mümkün olan en kısa mesafede,
doğrultu ve yönlendirme kararlılığı kaybolmadan
başarılması için, tekerlek kilitlenmesini önleyici
sistemler (örneğin, ABS) kullanılmaktadır. Bu
sistemlere, sistemin daha da geliştirilmesiyle,
çekiş kontrol yeteneği (anti-spin) de
kazandırılabilmekte ve herhangi bir veya bir çift
tekerleğin (ön veya arka) çekiş sırasında kayması
halinde, kayan tekerlek veya tekerleklerin
frenlenerek, kaymalarının en aza indirilmesi
sağlanabilmektedir.
2.3.1.2 Şartlara bağlı güvenlik
Şartlara
bağlı güvenlik, titreşim, gürültü ve iklim
koşullarına bağlı olarak, araçtakilerin streslerini
azaltmak yoluyla, trafikteki yanlış manevra
ihtimalini azaltmada önemli bir faktördür.
Tekerlekler ve tahrik elemanları tarafından üretilen
ve 1 den 25 Hz 'e kadar olan titreşimler (titretme,
sallama, vb.), araçtakilere, gövde, koltuklar ve
direksiyon yoluyla ulaşmaktadır. Bu titreşimler,
yön, genlik ve sürelerine bağlı olarak az veya çok
etkilidir.
Koltuklar, sürüş yorgunluğunu olabildiğince
hissettirmeyecek biçimde tasarlanmalıdır.
Taşıtın içindeki veya çevresindeki rahatsızlık
verici gürültüler, iç kaynaklardan (motor,
transmisyon, tahrik şaftları, akslar) veya dış
kaynaklardan (tekerlek/yol gürültüleri, rüzgar
gürültüleri) kaynaklanabilir ve hava ya da taşıtın
gövdesi yoluyla iletilirler. Taşıtlardaki gürültünün
azaltılması çalışmaları, bir yandan daha sessiz
çalışan elemanların geliştirilmesi ve gürültü
kaynaklarının izolasyonunu (örneğin motorun ses
yalıtıcı kılıf içine alınması), diğer yandan da
gürültünün yalıtkan veya ses önleyici malzemelerle
sönümlenmesi konularında olmaktadır.
Taşıtın içindeki hava koşulları ise, esas olarak,
dış havanın sıcaklığı ve nemi ile yolcu mahallinden
geçen havanın debisi ve basıncı tarafından
etkilenmektedir. Günümüzün modern taşıtlarında,
iklimlendirme (air conditioning) sistemleri
kullanılarak, sürücü ve araçtaki yolcuların bu
koşullardan olumsuz yönde etkilenmeleri önemli
ölçüde giderilmiştir.
2.3.1.3 Duyulara bağlı güvenlik
Sürücü, kendisine çevreden sürekli ve kararlı bir
biçimde ve genellikle görsel yolla gelen bilgi akışı
içerisinde ilerlemek durumundadır. Duyulara bağlı
güvenliği iyileştirmek üzere, taşıt üzerinde yapılan
çalışmalar özellikle üzerinde yoğunlaşmıştır:
Aydınlatma ve ışıklı uyarı
ekipmanlarından olan farlar, sinyaller, fren
lambaları, sis farları, park lambaları, cam ve far
silecekleri, vb. ile ses uyarı elemanları, güvenlik
standardlarına uygun olmalıdır.
Cadillac'ın uyguladığı ultrasonik park yardımcısı,
taşıt geriye giderken karşılaştığı, arka tampondan
150 cm uzaklığa kadar ve 25 cm den yüksek oan sabit
objelere karşı sürücüyü uyarmakta ve muhtemel
kazaların önlenmesine yardım etmektedir (7).
Görüşle ilgili daha fazla güvenlik için, gösterge
panosundaki bilgilerin doğrudan görüş alanına
getirilmesi amacıyla, HUD (Head-Up-Display) görüntü
yansıtma sistemleri geliştirilmekte, böylelikle göz
yükseltisinin, yol ile gösterge panosu arasında
aşağı yukarı değiştirilmesi, gözün uzak ve yakın
mesafelere odaklanması gerekmemektedir (5). Taşıtın
arkasındaki trafiğin izlenmesi için kullanılan iç ve
dış dikiz aynalarının yerine, bu izlemenin daha
verimli yapılabilmesi için, kamera ve monitör
kullanımı konusunda çalışmalar da yapılmaktadır.
Cadillac'ın uyguladığı infrared teknolojisi, taşıtın
farlarının aydınlatma alanının ilerisinde veya
karşıdan gelen taşıtların farlarının aydınlatma
alanının arkasında kalarak görünmeyen nesnelerin
ısıl enerjilerini algılayarak video görüntüsüne
dönüştürmekte ve erken görüş sayesinde muhtemel
kazaların önlenmesine yardım etmektedir (7).
Gösterge panosuna, önümüzdeki yıllarda, mesafe uyarı
göstergesi, önemli trafik yönlendirme haber
göstergesi, uydu iletişim sistemleri, vb. eklenmesi
de gündemdedir.
2.3.1.4 Kullanım güvenliği
Sürücünün daha az strese girmesi ve buna bağlı
olarak yüksek dereceli sürüş güvenliğinin
sağlanması, sürücü mahallinde yer alan kontrol
elemanlarının en uygun biçim ve konumda tasarlanması
ve bunun sonucu olarak taşıtın kolay kumanda
edilmesiyle mümkündür.
Sürüş güvenliğinin sağlanması konusunda yapılan yeni
bir çalışma, güvenli takip mesafesinin korunmasıyla
ilgili, "oto radar sistemi" dir (8). Bununla, uzun
yolculukların daha az yorucu olması, sürücüleri
yoran ve kaza riskinin yüksek olduğu alacakaranlık
ve yağışlı havalardaki araç kullanımı da
kolaylaşmaktadır. Radar sistemi, aracın önünde 8°
genişliğinde ve 150 m boyundaki koni biçimli bir
alanın içerisinde bulunabilecek 30 kadar nesneyi
algılayabilmekte ve önceliği en yakındaki nesneye
vererek, hız ve mesafe bilgilerini kaydetmektedir.
Daha hızlı taşıtlar sorun oluşturmadığından
(sollayan araçlar da hızlıdır), sadece aynı hızdaki
ve daha yavaş taşıtlar dikkate alınmaktadır. Oto
radar sistemini kullanan taşıt, sollama şeridine
çıkıncaya kadar hızlanamamaktadır. Sistemde otoyol
için belirlenmiş olan güvenli takip mesafesi, 100
km/h hızla seyreden taşıtlar için 50 m dir. Benzer
bir sistem Mercedes tarafından da uygulanmaktadır
(9). Mecedes'in yakınlık kontrol (Proximity Control)
sisteminde, taşıtın ön ızgarasının içine
yerleştirilen küçük bir radar sensörü, yaklaşık 120
m mesafe içerisinde ilerleyen taşıtları algılayarak,
iki taşıt arasındaki mesafeyi ve taşıtların bağıl
hızlarını saniyenin kesirlerinde hesaplamaktadır.
Sistem 35 ... 150 km/h hızlar arasında
çalışmaktadır. Radar ışınları çok kısa bir sürede
gidip geldiğinden, sistem öndeki taşıtın hızındaki
ani değişikliği algılayabilmekte ve frenleme ile
buna uygun yavaşlama sağlamaktadır. Koşullar
bilgisayarın başa çıkamayacağı kadar çok riskli hale
geldiğinde ise, sürücüyü frenleme yapması için
uyarmaktadır.
2.3.2 PASİF GÜVENLİK
Pasif güvenlik, bir kaza ile karşılaşılması
durumunda, kazanın olumsuz sonuçlarını olabildiğince
azaltmak amacıyla yapılan bütün yapısal ve tasarım
özelliklerini kapsamaktadır. Pasif güvenliği
aşağıdaki alt başlıklarda incelemek mümkündür.
2.3.2.1 Dış güvenlik
"Dış güvenlik" terimi, taşıt tarafından çarpılan
yayalar, bisiklet ve motosiklet sürücülerinin
yaralanmalarını en aza indirmek için taşıta
kazandırılması gereken tüm tasarım özelliklerini
kapsar. Dış güvenliği belirleyen başlıca faktörler;
Buradaki temel amaç, taşıtın dış kısmının birinci
dereceden çarpışmayı (taşıtın dışındaki kişileri ve
taşıtın kendisini içeren çarpışma) en aza indirecek
biçimde tasarlanmasıdır.
Taşıt tarafından çarpılan yayalardaki en ciddi
yaralanmalar, taşıtın ön tarafının çarptığı
kişilerde görülmektedir. İki tekerlekli taşıtlar ve
binek otomobillerini içeren kazaların sonuçları,
binek otomobillerinin tasarımında dikkate değer
doğal enerji bileşenleri kullanılması, yüksek koltuk
pozisyonu ve temas noktalarının genişletilmesiyle
çok az da olsa iyileştirilebilmektedir. Binek
otomobillerine uygulanan bu tür tasarım
özelliklerinden bazıları şunlardır:
-
Hareket edebilir ön farlar,
-
Gizlenmiş, durabilir cam silecekleri,
-
Gizlenmiş yağmur olukları,
-
Gizlenmiş kapı kolları,
-
Katlanabilir yan dikiz aynaları,
-
Esnek tamponlar.
Trafikte çok çeşitli boyut ve özellikteki taşıtlar
bir arada seyretmek durumunda olduğundan, hafif ve
ağır taşıtlar arasında kazaların olması da
kaçınılmazdır. Bu taşıtlar arasındaki kütle,
boyutlar ve yapısal katılık farklılıkları nedeniyle
küçük taşıtların aleyhine olan dengesizliğin sonucu
olarak, hafif taşıtların hasar riski daha yüksek
olmaktadır.
Tasarımla ilişkili dış güvenliği geliştirmek
amacıyla ticari taşıtlara, ön ve arkadakilere ilave
olarak, Şekil 2'de görüldüğü gibi yanal koruyucu
saptırma elemanları yerleştirilerek; küçük
taşıtların, motosiklet, bisiklet sürücülerin ve
yayaların bu taşıtların altına girmeleri önlenmeye
çalışılmaktadır.
Şekil 2 Yanal koruyucu
saptırma elemanları
2.3.2.2 İç güvenlik
"İç güvenlik" terimi, bir kaza durumunda, taşıtın
içerisindeki kişilere etki eden ivme ve kuvvetleri
en aza indirecek, onlara yeterince hayati hacim
sağlayacak ve kazadan sonra onları taşıtın dışına
çıkarmada kritik öneme sahip elemanların çalışmasını
garanti edecek önlemleri kapsar. Taşıtın
içerisindeki kişilerin güvenliğini etkileyen önemli
faktörler şunlardır:
Taşıt gövdesinin deformasyon davranışı,
Yolcu kabininin dayanımı, çarpışma sırasında ve
sonrasındaki hayati hacmin büyüklüğü,
Engelleme sistemi,
Çarpma alanları (taşıtın iç kısmı),
Direksiyon sistemi,
Taşıtın içindekilerin kurtarılması,
Yangından korunma.
İç güvenliğin önemini vurgulamak amacıyla, sabit bir
duvara 80 km/h hızla çarpan bir otomobildeki
yaklaşık 0,15 saniye süren bir kaza sırasında
cereyan eden olaylar önek olarak verilmiştir (10).
0,026. s : Ön tamponlar araca gömülür. Araç,
ağırlığının 30 katı kadar bir kuvvetle frenlenir.
Eğer emniyet kemeri ve hava yastığı kullanılmıyorsa,
taşıttaki yolcular kabin içerisinde 80 km/h hızla
hareketlerine devam ederler.
0,039. s : Sürücü, koltuğu ile birlikte 15 cm öne
fırlamıştır.
0,044. s : Sürücü, göğüs kafesiyle direksiyona
çarpar.
0,050. s : Taşıt ve içindekiler üzerine etkiyen
yavaşlatıcı ivme, ~80 g (g: yerçekimi ivmesi, 9,81
m/s2) ye ulaşır, (uçuş simülatörlerinde yapılan
denemelerde 6 g'lik bir ivmenin etkisinde kalan bir
pilotun yüzündeki tüm etlerin geriye doğru
çekildiği, kemiklerinin fırladığı görülmüştür).
Yani, taşıt ve içindekilerin üzerine, ağırlıklarının
~80 katı kadar kuvvetler etki etmektedir.
0,068. s : Sürücü, ~9 tonluk bir kuvvetle gösterge
paneline çarpar.
0,092. s : Sürücü, yanındaki yolcu ile birlikte,
aynı anda kafasını ön cama çarpar. Sürücünün
yanındaki yolcu, bu çarpma sonucunda kafasından
ölümcül bir yara alarak dışarıya fırlar.
0,100. s : Direksiyon simidi tarafından tutulan
sürücü, tekrar aracın içine düşer. O anda ölmüştür.
0,110. s : Araç yavaşça geri çekilmeye başlar.
0,113. s : Sürücünün arkasında oturan yolcu (emniyet
kemeri yoksa), sürücünün seviyesine kadar yükselir
ve kafasıyla ona sert bir darbe yaparken, aynı anda
kendisi de ölümcül biçimde yaralanır.
0,150. s : Cam ve çelik parçaları yere düşer, tekrar
sessizlik egemen olur.
Görüldüğü gibi, 0,2 saniyeden daha kısa bir süre
içerisinde her şey bitmektedir. Ortaya çıkan
enerjinin, 1 ton ağırlığındaki bir otomobili,
yaklaşık 30 m yukarıya fırlatabilecek boyutlarda
olduğu ifade edilmiştir.
Sürücü ve yolcu sınırlama sitemlerinin amacı,
çarpışma anında sürücü ve yolcunun araç iç
parçalarına çarpmasını engellemek ve herhangi bir
dış ve iç yaralanmaya sebebiyet vermemek üzere
hareketlerini sınırlamaktır. Bu amaçla, özellikle
elastiki ve plastik uzama kapasiteli modern emniyet
kemerleri ve bunlarla birlikte kinematik hava
yastıkları kullanılmaktadır.
Emniyet kemerlerinin güvenlilik ve verimlilikleri
gerçek kazalarda kanıtlanmış olmakla birlikte,
geliştirilmeleri henüz tamamlanmamıştır. Çarpışma
anında kemerlerin gerilmesi ile optimum koruma elde
edilmektedir. Gevşek emniyet kemerlerinde, kemer
gerilene kadar kullananların hareketleri
engellenememektedir. Klasik emniyet kemerlerinin,
yapılarından kaynaklanan ve etkinliklerini
sınırlayan şu eksiklikleri bulunmaktadır:
-
Emniyet kemerine bir çekme bırakma hareketi
uygulandığında, bu hareket, kayışın bobin üzerine
yığılmasına neden olabilir. Ciddi darbe anında
kayış kilitlense de, sürücü kayış sıkışana kadar
öne doğru hareket eder. Dolayısıyla gereksiz yere
sürücünün kafasının direksiyon ve gösterge
paneline yaklaşmasına izin verir.
-
Belirli bir rahatlığı sağlamak amacıyla, vücut ve
kayış arasında bir miktar boşluk bırakmak
kaçınılmazdır. Bu boşluğun etkisi, 1 no'lu
maddeyle aynıdır.
Klasik emniyet kemeri sistemleri kullanıcılar
tarafından çalıştırılırken, Şekil 3 'te görülen ön
gergili otomatik sistemler, yolcu müdahalesi
olmaksızın birkaç milisaniyede fonksiyonel hale
gelirler. Yeterli düzeyde bir ön darbe sırasında,
genellikle orta konsol içine yerleştirilmiş olan
elektronik beyin, ön koltukların emniyet kemerini
sıkıştıran ön gerdirme mekanizmasını (Şekil 4)
harekete geçirir ve üç noktadan sınırlayan sistem
otomatik olarak geri çekilerek optimum koruma
sağlanır. Emniyet kemerleri tek elle bağlanıp,
çözülebilmelidirler.
Şekil 3 Ön gergili emniyet kemeri
Şekil 4 Ön gergili emniyet
kemeri gerdirme sistemi
Şekil 5 'teki eğriler, % 5, % 50 ve % 95 lik test
mankenleri (dummy) ile yapılan çarpma testleriyle
belirlenmiş yolcuların kinetik enerjilerinin
değişimini göstermektedir. Yolcuların kinetik
enerjilerinin bağıl hızın karesinin fonksiyonu
olması nedeniyle, koruyucu sınırlayıcıların kazanın
ilk anlarında uygulanmasının avantaj sağladığı ifade
edilmektedir (13). Elektronik beyinin sarsıntılardan
etkilenmeyecek biçimde düzenlenmesiyle, taşıt
ivmelenirken meydana gelebilecek gerilme
önlenebilmektedir. Bu ise, özellikle yüksek hızdaki
çarpma durumlarında çok büyük önem kazanmaktadır.
Şekil 5 Çarpma sırasında
yolcuların kinetik enerjilerinin değişimi (13)
Günümüzde kullanılmakta olan gerilmesi
sınırlandırılmış emniyet kemerleri, çarpışma
sırasında araç hızının aniden sıfıra düşmesi
sonucunda, ön koltuklarda oturanların göğüs ve
kalçalarının emniyet kemerlerinin sıkmasından çok
fazla etkilenmemeleri için, oluşan kuvveti
sınırlayan ve kısa bir zaman aralığına yayan
sarma/kilitleme sistemiyle donatılmaktadır (12).
Hava yastıkları, emniyet kemerlerini tamamlayıcı
olarak geliştirilen pasif güvenlik elemanlarıdır,
Şekil 6. Sistem, aracın yavaşlama ivmesini
hesaplayan kendi elektronik beyni tarafından
yönetilir. Elektronik beyin, yeterli düzeyde bir ön
darbe olduğunda, sürücü için direksiyon simidi
içine, sürücünün yanında oturan yolcu için de
torpido gözüne yerleştirilmiş olan ve her ikisinin
kafalarını koruyacak biçimde şişen hava yastıklarını
harekete geçirir. 60 litrelik bir hava yastığının
dolma süresi yaklaşık 40 ms dir.
Şekil 5 'teki eğriler, % 5, % 50 ve % 95 lik test
mankenleri (dummy) ile yapılan çarpma testleriyle
belirlenmiş yolcuların kinetik enerjilerinin
değişimini göstermektedir. Yolcuların kinetik
enerjilerinin bağıl hızın karesinin fonksiyonu
olması nedeniyle, koruyucu sınırlayıcıların kazanın
ilk anlarında uygulanmasının avantaj sağladığı ifade
edilmektedir (13). Elektronik beyinin sarsıntılardan
etkilenmeyecek biçimde düzenlenmesiyle, taşıt
ivmelenirken meydana gelebilecek gerilme
önlenebilmektedir. Bu ise, özellikle yüksek hızdaki
çarpma durumlarında çok büyük önem kazanmaktadır.
Şekil 5 Çarpma sırasında
yolcuların kinetik enerjilerinin değişimi (13)
Günümüzde kullanılmakta olan gerilmesi
sınırlandırılmış emniyet kemerleri, çarpışma
sırasında araç hızının aniden sıfıra düşmesi
sonucunda, ön koltuklarda oturanların göğüs ve
kalçalarının emniyet kemerlerinin sıkmasından çok
fazla etkilenmemeleri için, oluşan kuvveti
sınırlayan ve kısa bir zaman aralığına yayan
sarma/kilitleme sistemiyle donatılmaktadır (12).
Hava yastıkları, emniyet kemerlerini tamamlayıcı
olarak geliştirilen pasif güvenlik elemanlarıdır,
Şekil 6. Sistem, aracın yavaşlama ivmesini
hesaplayan kendi elektronik beyni tarafından
yönetilir. Elektronik beyin, yeterli düzeyde bir ön
darbe olduğunda, sürücü için direksiyon simidi
içine, sürücünün yanında oturan yolcu için de
torpido gözüne yerleştirilmiş olan ve her ikisinin
kafalarını koruyacak biçimde şişen hava yastıklarını
harekete geçirir. 60 litrelik bir hava yastığının
dolma süresi yaklaşık 40 ms dir.
Şekil 6 Sürücü ve yolcu hava
yastıkları
Hava yastığındaki olumsuzlukları gidermek üzere
sisteme eklenen koltuk ağırlık algılayıcı (sensör),
çocukların ve minyon yapılı yetişkinlerin korunması
için, belirli ağırlığın (örneğin 30 kg) altındaki
yolcu ağırlıklarında hava yastığını işlemez duruma
getirmektedir. Zayıf bayanların ve ağır gençlerin
koltukta ne biçimde oturduklarının algılanması,
halen zorlukları oluşturmaktadır. Ayrıca, hava
yastığının etkin kontrolü için, kemerin bağlanıp
bağlanmadığının ve çarpışmanın şiddetinin dikkate
alınması da düşünülmektedir. Temel fikir, günümüzde
kullanılmakta olan iki kademeli şişiricilerin basınç
artışının daha olumlu kontrolüdür.
Yolcu sınırlama sitemlerinin önemli bir parçası da,
çarpışma sırasında vücudun alt kısımlarının
enerjisinin absorbe edilmesi için kullanılan diz
yastığıdır. Ayrı diz yastığı, sistemin
karmaşıklaşmasına ve fiyat artışına yol açtığından,
daha ucuz ve basit bir çözüm, Şekil 7 'de görüldüğü
gibi, aşağıya monte edilen yolcu hava yastığı
(LMPAB) sistemine bir diz yastığı eklenerek elde
edilmiştir (13).
Şekil 7 Diz yastığı eklenerek
geliştirilmiş yolcu hava yastığı
Hava yastığı ve emniyet kemerinin tek başına ve
birlikte kullanılmaları durumundaki yaralanma
riskleri, hava yastığıyla % 18, emniyet kemeriyle %
42, ikisinin birlikte kullanılmaları durumunda ise,
% 46 kadar azalmaktadır (15).
Yeni model taşıtlarda, yanal çarpmalara karşı koruma
sağlayan yanal hava yastıkları veya Şekil 8 'de
görüldüğü gibi, şişirilebilen koruyucu yan hava
perdeleri de kullanılmaya başlamıştır. Yanal hava
yastıkları, sürücü ve yolcunun kolunun yastıkla kapı
arasında sıkışma riskini de önleyecek biçimde
düzenlenmektedir.
Şekil 8 Koruyucu yan hava
perdeleri
Boyun kırılması gibi, arkadan çarpmalardaki darbe
hasarlarını azaltmak üzere kafayı destekleyen
boyunluklar kullanılmaktadır. Hasar riskini daha da
azaltmak amacıyla, Opel tarafından, kaza sırasındaki
işleyişi Şekil 9'da açıklanan aktif boyunluklar
kullanılmaya başlamıştır (17).
Şekil 9 Aktif boyunluk
Volvo, arkadan çarpmalarda görev yapan bir koruma
sistemini (WHIPS - whiplash protection system) Mayıs
1999'dan itibaren uygulamaya almıştır. Arkadan
çarpmalarda sistemin koltuğu gövdenin geriye doğru
hareketini izlemektedir. Böylelikle, gövdenin üst
kısmı ile kafa birlikte ve paralel olarak hafifçe ve
dengeli bir biçimde geriye doğru gideceğinden,
gövdedeki gerilmeler azaltılmaktadır. Koltuğun
arkası daha sonra geriye/aşağıya doğru alçaltılarak,
geriye fırlamaya ve tehlikeli kırbaçlama hareketinin
riskine karşı gelmektedir (16).
2.3.2.3 Taşıt gövdesinin deformasyon davranışı
Amerika'da 1966 yılında yürürlüğe giren Motorlu
Taşıtlar Güvenlik Kanunu'ndan sonra, bir dizi yasal
kısıtlamalar getirilmiştir. Bunlardan en iyi
bilineni, bir otomobilin sabit bir bariyere 48.3
km/h (30 mil/h) hızla önden çarpması durumunda,
yolcuların hayati tehlike oluşturacak boyutta
yaralanmamaları şartıdır. Model onayının alınması
yapılan çarpma testleri ve diğer testlerde
karşılanması zorunlu olan şartlar aşağıda
açıklanmıştır(5):
-
Baş yaralanma kriteri (HIC - Head Injury Criterion);
Baş yaralanma kriterinin belirlenmesinde baş ivme
değerleri kullanılmaktadır ve müsaade edilebilir
maksimum ivme değeri HIC < 1000 m/s2 değeriyle
sınırlandırılmıştır.
-
Göğüs yaralanma kriteri; göğüs kafesinin müsaade
edilebilir maksimum ivmesi, 60 g/3ms olarak
sınırlandırılmıştır.
-
Bacak yaralanma kriteri; kalçaya etki eden kuvveti
10 kN olarak sınırlandırılmıştır.
-
Diğer genel şartlar şunlardır (5):
-
Yakıt deposunda sınırlı sızıntı olabilir,
-
Çarpma sırasında kapılar açılmamalıdır,
-
Çarpmadan sonra kapılar yeterince açılabilmelidir,
-
Ön camın koruduğu bölgeye taşıt parçaları
girmemelidir,
-
Direksiyon simidinin yatay kayma miktarı, < 10 cm
olmalıdır,
-
Yolcu mahallindeki kapaklar açılmamalıdır,
-
Hayati hacim boyutları küçülmemelidir.
Bu şartların tamamlayıcısı
olarak, darbe durumunda enerji absorbe edebilme
özelliği bulunan ön yapı, belirli ve olabildiğince
düzgün bir yavaşlama ivmesine sebep olmalıdır. Yolcu
bölümü ise, mümkün olabildiğince sağlam ve şekil
değişimine karşı dirençli olmalıdır. Eskinin ağır
gövdeleri yerine, günümüzde uzay kafes (SF-space
frame) sistemine göre üretilmekte olan yüksek
dayanımlı profillerden yapılan hafif gövdeler ve
çarpışma anındaki darbe kuvvetinin yolcu kafesine
ulaşmadan sönümlenmesi için eklenen ön deformasyon
kuşakları, Şekil 10'da da açıklandığı gibi, çarpışma
anındaki kuvvetleri önemli ölçüde absorbe ederek
hayat kurtarıcı bir fonksiyon üstlenmektedir.
Şekil 10 Uzay kafes hafif
gövde ve darbenin sönümlenmesi
Çok sayıda eşitliğin çözülmesini gerektirdiğinden,
taşıt gövdesinin deformasyon ve enerji absorbe etme
davranışı bilgisayar sümülasyonları ile analiz
edilmektedir. Bunun için, şasi ve tüm gerekli
elemanları dahil, taşıt gövdesinin binlerce elemana
bölündüğü sonlu elemanlar yöntemi kullanılır.
Öncelikle önemli elemanlar incelenir. Örneğin,
uzunlamasına darbe sönümleyici kirişlerin Şekil
11'de görüldüğü gibi akordeon biçiminde deforme
olması durumunda absorbe ettiği enerji, eğilmesi
halinde absorbe ettiği enerjiden daha fazladır. Bu
ise, kirişin uygun tasarımı, levha kalınlığı, kesit
biçimi ve yolcu kabini ile taşıtın ön kısmına
tutturulma biçimi gibi faktörlere bağımlıdır.
Şekil 11 Akordeon biçiminde
deformasyon
Direksiyon sütununun üst ucunun arkaya doğru
maksimum yer değiştirme miktarı yasal olarak
sınırlandırılmıştır. Uzunlamasına ve yanal
çarpmalarda deforme olabilmesi için, direksiyon
millerinin alt kısımları katlanabilir üniversal
mafsallı, muhafazaları yarıklı veya körüklü vb.
yapılmaktadır.
Karşıdan çarpmalarda sürücünün ayağındaki baskıyı ve
muhtemel bacak hasarlarını azaltmak üzere pedal
serbest bırakma sistemleri (PRS - pedal release
system) kullanılmaktadır (17). Yolcu tutucu
sistemler de ergonomik olarak tasarlanmalıdır.
Kaza sonrasında taşıtın yanma riskini azaltmak için
yakıt deposunu korumak üzere ön deformasyon sacı
kullanılmakta, yakıt boruları deformasyon bölgesi
dışına alınmakta, ayrıca, yolcu bölümündeki yangın
tehlikesini azaltmak üzere, yanmaya karşı dirençli
malzemeler kullanılmalıdır (18).
Çarpışmalarda güvenlik artırıcı sistemlere çok
ihtiyaç vardır. Ancak, taşıtların yapısal
tasarımları sadece güvenlik temeline
dayandırılmamaktadır ve ayrıca, birçok tasarım amacı
birbirleriyle çatışabilmektedir. Örneğin özellikle
aracın ön darbelere karşı mukavemetli olması için,
ön kısmı ile yolcu bölümü arasında deforme olabilen
fakat sağlam bir bağlantı olması istenmektedir. Bu
bağlantının ses geçirgenliği ise istenmeyen bir
durumdur. Çünkü, motor sesi bu ses köprüsü vasıtası
ile yolcu bölümüne iletilmekte ve şartlara bağlı
güvenliği olumsuz yönde etkilemektedir. Günümüzde,
amaçlanan bu tasarım karmaşalarının çözümü,
bilgisayar simülasyonları yardımıyla olmaktadır.
3. SONUÇ
Trafik güvenliği, insan, taşıt ve yolun sağlıklı
etkileşimine bağımlı çok yönlü bir konudur.
Ülkemizde 1997 yılındaki kazaların % 97,3 'ü,
sürücülerin kişisel hatalarından kaynaklanmıştır
(2). Bu nedenle, güvenli ve verimli bir trafik
düzeninin sağlanması için çözümlenmesi gereken esas
problem, çeşitli ve çok sayıdaki taşıt kullananların
eğitimidir.
Çarpışmalar saniyenin kesirleri kadar kısa sürelerde
bitmektedir ve açığa çıkan enerji çok büyüktür.
Çarpışma anında sürücü ve yolcunun araç iç
parçalarına çarpmasını engellemek ve herhangi bir
dış ve iç yaralanmaya sebebiyet vermemek üzere
kullanılan hava yastığı ve emniyet kemerinin tek
başına ve birlikte kullanılmaları durumundaki
yaralanma riskleri, hava yastığıyla % 18, emniyet
kemeriyle % 42, ikisinin birlikte kullanılmaları
durumunda ise % 46 kadar azalmaktadır (15). Bu
yüzden, sürücü ve yolcu sınırlama sistemleri mutlaka
kullanılmalı, taşıtta bulundurulması ve kullanılması
yasal zorunluluk olmalıdır.
Kazaların şiddeti birinci derecede taşıt hızı ile
ilişkilidir. Taşıtların kinetik enerji değişimleri
ve dolaysıyla kazaların şiddeti hızın karesinin
fonksiyonu olduğundan, trafikteki hız
sınırlamalarına mutlaka uyulmalıdır.
Taşıt imalatçıları, teknolojik gelişmelere paralel
olarak kazalara neden olabilecek sürücü kusurlarını
en aza indirmek üzere yoğun çaba harcamakta, çeşitli
akıllı sistemleri uygulamaya sokmaktadırlar. Bu
sistemlerin etkinliği ölçüsünde sürücü istese de
bazı hataları yapamayacaktır. Ancak, taşıt güvenlik
sistemleri ne kadar verimli ve ne kadar akıllı
olurlarsa olsunlar, güvenli kullanım
alışkanlıklarının yerini alamayacaklarından, trafik
güvenliğindeki en önemli faktörün, insanların bu
konuda bilinçlendirilmesi olduğu söylenebilir.
KAYNAKLAR
Karayolu Trafik Kaza İstatistikleri - 1997". T.C.
Başbakanlık D.İ.E. Yayınları
GÜNER, H. "Trafik - Dünyanın Neresindeyiz?".
Performans, Mais Oto Dergisi, Sayı 98
SIMBURGER, W. "Oto Radar Sistemi ve Emniyetli Bir
Mesafenin Korunması". Teknolojik Güvenlik
FORBES, T.W. &qart, 1993. SEIFFERT, U. and WALZER,
P. "Automotive Technology of the Future.
YILMAZ, R. "Megane Elektromekanik Kurs Notları",
Renault, REM, 1997.
CONLEE, J. K. "Passenger Side Air Bag System for
Interior Architecture". Machine Design - Automotive.
Mercedes-Airbag: Der zutätzliche Schutz.
Mercedes-Benz, Stuttgart-Untertuerkheim.
www.volvo.com, 1999.
www.europa.opel.com, 1999.
www.porsche.com, 1999.
