Nárazová zkouška Santových saní NorthernBolt68

Stejně jako u předchozích prototypů Santových saní, i pro nový NorthernBolt68 bylo nutné během jeho vývoje provést řadu simulací a experimentálních testů. Vývoj Santových saní je samozřejmě velmi časově napjatý, protože vše je nutné stihnout do 24. 12. Nárazové zkoušky (dle normy  NP13221) jsou proto nejprve simulovány v programu ANSYS LS-DYNA. Tyto simulace jsou pro vývoj saní klíčové, protože občas se stává, že Santa dorazí na místo, kde již před ním nadělil dárky někdo jiný (Ježíšek, děda Mráz, 13 mužíků, kůň Magi, atd.).

Velkým problémem pro prováděné simulace je jistá nejistota typu B, která vnáší do našich simulací chybovost +-51%, tou je Santova hmotnost. Tento parametr bohužel není ani konstantní, ani lineární, ani řídící se jakýmkoli známým předpisem. Jediné co o něm naši přední analytici zatím dokázali s určitostí říci je, že je neustále rostoucí.

Podmínky zkoušky

Simulace crash testu je provedena dle standardu NP13221 pro úroveň ochrany NorthPole HeavyBear, která naštěstí umožňuje zanedbání hmotnosti řidiče. Tento předpis stanovuje, že saně musí být podrobeny nárazové zkoušce při které narazí kolmo do hromady dárků (dle NP13221-3). Standard definuje, že saně mají vést rovnoměrný přímočarý pohyb po podložce rychlostí 48,654 +- 0,003 km/h. Tento požadavek našim inženýrům nečinil žádný problém, a prostě byla tato hodnota rychlosti předepsána, jakožto počáteční podmínka. Za úspěšný test se považuje takový test, při kterém nedojde k poškození lyží saní ani poškození polstrování sedadla Santy. 

Standard NP13221-2  rovněž předepisuje povětrnostní podmínky během crash testu. V našem případě jsme se rozhodli modelovat silnou sněhovou vánici pomocí tzv. DEM elementů.  

Standard rovněž klade důrazné požadavky na naložení saní přesně specifikovanými dárky, definovaných dle NP13221-4. Pro názornost jsou vypsány jednotlivé dárky, které musí být v saních naloženy: 

• Velký gymnastický míč 
• Bowlingová koule 14 LB 
• Sombrero v kulaté krabici 
• Lehký cestovní kufr s bruslemi Jaromíra Jágra 
• Tucet párů ponožek 
• LCD televize 
• Plyšový medvěd, spíše větší než menší 
• Sada vín 
• Blíže nespecifikovaný dárek popsaný anuloidovou plochou 

Norma NP13221-3 také stanovuje jakými dárky má být v nárazové zkoušce tvořena bariéra a jak mají být rozmístěny. Složení dárků je navrženo dle dlouhodobého výzkumu a obsahuje nejběžnější, ale také z pohledu crash testu nejnebezpečnější vánoční dárky. Dárky jsou dle normy rozmístěny do 4 základních sektorů, přičemž norma umožňuje průnik sektorů max 20%: 

Image

Dárky ze sektoru “Pro děti” musí obsahovat: 

• Dřevěného houpacího koně o výšce 45 - 57 cm 
• Nafukovací míč s potiskem Spidermana 
• Malý gumový míč s princeznou Elsou  
• Autíčko na dálkové ovládání  
• Zimní rukavice s princeznou Elsou 
• Hokejku 
• 2x hulahoop 

Dárky ze sektoru “Pro maminku” musí obsahovat: 

• Něco na sebe 
• Něco na sport 
• Něco na sebe 
• Něco na ples 
• Něco pěkného 
• Něco na sebe 

Dárky ze sektoru “Pro tatínka” musí obsahovat: 

• Činku na benchpress  
• Kufřík s nářadím 

Dárky ze sektoru “Pro celou rodinu” musí obsahovat: 

• Tištěné manuály Ansys od roku 1971 (tato položka je rok od roku nebezpečnější) 

Výsledky 

Výsledky simulace nárazové zkoušky ukazují, že při testu dle NP13221 nedojde u nového prototypu saní k poškození lyží ani k poškození polstrování sedadla Santy. Přestože tento prototyp splnil požadavky normy, jako nejnebezpečnější dárky se ukázaly: houpací kůň, tatínkova činka a manuály Ansys. 

Simulace rovněž odhalila určitá slabá místa saní NorthernBolt68. Saně budou tedy předmětem dalšího vývoje s využitím softwaru ANSYS, aby mohli být v příštím roce transformovány v ještě lepší saně. Ale to až zase za rok. Tak Štastné a Veselé....