Несомненно, система пассивной безопасности (SRS) является необходимым атрибутом современных автомобилей. Не многие знают, что первоначально воздушная подушка безопасности появилась в двадцатых годах прошлого столетия. И связана ее история отнюдь не с автомобилями, а с авиационной промышленностью.
Подушка-пионер
Артур Хьюс Паррот и Харольд Роунд 17 февраля 1920 года получили патент на изобретение воздушной подушки в различном исполнении. Данное изобретение должно было защищать летчика от тяжелых травм при катастрофах, которые на заре авиации не были такой уж редкостью.
Однако дело застопорилось из-за одного недостатка: подушка оставалась надутой постоянно и вместо спасителя зачастую могла превратиться в преграду от спасения. Тем не менее именно от той подушечки начинается история современных подушек безопасности.
Время проб и ошибок
Первые заявки на изобретение надувной подушки безопасности для автомобилей были поданы спустя тридцать лет. 06.10.1951 года немецкий изобретатель Вальтер Линдерер получил патент. Следом за ним, за океаном, 5 августа 1952 года подал заявку американец Джон Хетрик. Правда, патент он смог получить лишь 18 августа 1953 года. Хетрик предлагал систему, состоящую из переносного баллона сжатого газа, с И сколько подушек безопасности предполагалось? Аж три! Подающийся газ распределялся в надувные мешки: на рулевом колесе, на приборной доске и в ящике для перчаток. Но, к сожалению, необходимые требования для экстремально-короткого времени заполнения мешков оказались непреодолимой преградой для тех лет. Попытка использования сжатого воздуха оказалась безуспешной.
И вот в 1961 году другой американец Аллан К. Бред представил первую более современную подушку безопасности, отвечающую многим требованиям. Конструирование возлагалась на производителей автомобилей. Концерн General Motors разработал Air Cushion Restraint System и предлагал ее как дополнительную опцию за определенную наценку, но ажиотажа не получилось. Вполне вероятно, что клиенты к новой технике отнеслись с недоверием, что неудивительно, так как сами производители были в ней уверены не до конца. В Европе тоже пришли к выводу, что баллон сжатого воздуха вместе с системой трубопроводов, клапанов, вентилей, штуцеров и т. д. в конструктивном плане будет очень громоздким устройством. Требовалось изыскать энергоемкую, малогабаритную конструкцию.
Порох в помощь
Собственно, имеющиеся на сегодняшний день пиротехнические газогенераторы берут начало с 1968 по 1969 год от Mercedec-Benz из Штутгарта. Решающий шаг был сделан перед 1971-м группой ученых оборонной промышленности. Был разработан пиропатрон.
Первая линия
После многочисленных испытаний, в 1981 году в Германии фирма "Мерседес" начинает производство автомобилей Mercedes-Benz W 126 (S-класса), оснащенных надувной подушкой безопасности, на которую также была введена наценка.
Ясно, что данное новшество не всем было по карману, но эффективность этой опции гарантировала ей большое будущее. Что в дальнейшем и случилось. Единственно, менялся материал изготовления, изменялось количество подушек безопасности, устанавливаемых на автомобиль, и их размещение.
Совершив экскурс в историю, возвратимся в наши дни. Итак, что собой представляют современные подушки безопасности? Сколько их нужно установить на автомобиль для обеспечения безопасности водителя и пассажиров? Какие дополнительные приспособления работают параллельно с подушками безопасности?
Система пассивной безопасности (SRS)
Современные автомобили оснащены SRS (Supplemental Restraint System) - системой пассивной безопасности, состоящей из подушек безопасности, ремней безопасности, блока управления и многочисленных датчиков. Работа системы комплексная, звенья (SRS) дополняют друг друга, обеспечивая в комплексе защиту человека от трагических последствий при серьезных дорожно-транспортных происшествиях. Тут стоит подробнее остановиться на ремнях безопасности.
Ремни безопасности
Оснащение автомобилей ремнями безопасности, несомненно, спасло жизни огромному количеству людей. С развитием технических возможностей совершенствуются и эти устройства. Так, современные автомобили оснащены ремнями инерционными и с преднатяжителем (натяжителем). Натяжитель ремня безопасности служит для своевременного предотвращения инерционного перемещения человека вперед (по ходу движения автомобиля) при дорожно-транспортных происшествиях или при аварийном торможении.
Достигается это путем принудительного сматывания ремня и обеспечения плотности прилегания. Следует дополнить, что они (натяжители) оснащены ограничителем усилия натяжения ремня для ослабления при определенных нагрузках. Натяжители устанавливаются в основном в соединении с креплением замка ремня безопасности.
Неотъемлемым атрибутом системы пассивной защиты являются ремни безопасности. Правильное пользование ими обуславливает эффективную работу комплексной системы в целом. В случае дорожно-транспортного происшествия при игнорировании ремней безопасности фронтальные подушки могут принести больше вреда, чем пользы. И это истина.
Рассмотрим систему пассивной безопасности на различных моделях автомобилей. Начнем с японских производителей.
Автомобиль "Мазда 3". Выпуск 2003 года
В 2013 году третье поколение автомобиля "Мазда 3" согласно краш-тесту Euro NCAP получило заветные 5 звезд! Сколько подушек безопасности в "Мазде 3" установили разработчики, чтобы достичь такого результата? Установка надувных подушек безопасности произведена в нижеперечисленных местах.
Две надувные подушки при фронтальном воздействии:
- Рулевое колесо.
- Передняя панель (со стороны пассажира).
Две надувные подушки при боковом воздействии:
- Спинки передних сидений (со стороны выхода).
Две надувные шторки безопасности:
- Стойки кузова (передние и задние).
- Боковые кромки потолка (левая и правая).
Такая компоновка подушек является наиболее оптимальной для безопасности находящихся в транспортном средстве. Так сколько подушек безопасности на "Мазде 3"? Общее число фронтальных и боковых надувных элементов составляет шесть единиц. Что является очень приличным оснащением для базовой модели.
"Тойота-Королла"
То, что марка "Тойота-Королла" имеет на своем "генеалогическом древе" одиннадцать поколений и уже "вырисовывается" двенадцатое, говорит о многом, если не обо всем. Дебютировав в 1966 году в Японии, эта марка очень быстро завоевала мировое пространство. За свою более чем 50-летнюю историю "Тойота-Королла" пережила много взлетов и падений, спектр отзывов - разноцветнее радуги, но при всем этом бренд всегда остается на плаву, умудряясь оборачивать досадные минусы себе в пользу.
Выясним, как обстоят дела у последней, одиннадцатой модели с пассивной безопасностью. Здесь стоит упомянуть, что в ходе краш-тестов Euro NCAP модель получила наивысшие 5 звездочек. Основой безопасности "Тойоты-Короллы" является высокопрочный кузов, который обеспечивает по максимуму поглощение силы ударов различной направленности.
«Жирный» акцент был сделан на конструкционные особенности фронтального сегмента автомобиля, придав ему способность более эффективного распределения ударной нагрузки. Усиление лонжеронов и поперечины обеспечило максимальное погашение боковых ударов. Так сколько подушек безопасности в "Тойоте-Королле" потребовалось для того, чтобы на краш-тесте получить наивысшие 5 звезд?
Оснащение транспортного средства включает в себя семь подушек безопасности:
- Две фронтальные (водитель, передний пассажир).
- Две боковые подушки (передние).
- Одна коленная (водитель).
- Две шторки безопасности.
Кресла полностью оснащены безопасности, в конструкцию передних кресел внесены специальные изменения, помогающие избежать травмы шейного отдела позвоночника. Для маленьких пассажиров машина оснащена удерживающим устройством с креплением ISOFIX.
Автомобиль "Хендай-Солярис"
Данный автомобиль завоевал российский рынок, заставив потесниться "Ладу". Он почти претендует на роль "народного автомобиля". Так чем примечательна система безопасности "Хендай-Соляриса"? Сколько подушек безопасности имеет авто? В зависимости от комплектации, оно может оснащаться разным количеством надувных элементов - от одного до шести. В автомобилях полной комплектации подушки безопасности располагаются:
- Две фронтальные (передние) - в центре рулевого колеса и передней панели со стороны пассажира,
- Две боковые (передние) - в спинках передних сидений со стороны дверей.
- Шторки - над проемами боковых дверей под обшивкой потолка.
В случае бокового воздействия при ДТП шторки раскрываются вдоль оконных проемов, защищая от осколков стекла, от ударов о стойку и других выступающих частей интерьера салона автомобиля. Это транспортное средство является одним из наиболее эффективно защищенных в своем сегменте. Но удручает то, сколько подушек безопасности в "Солярисе" базовой комплектации. Всего лишь две фронтальные.
Автомобиль "Ниссан-Кашкай"
В 2004 году концепт "Кашкай" (J10) был представлен в Женеве, но специалисты отнеслись к этому событию довольно-таки прохладно. Несмотря на это, в конце 2006 года началось его производство в Сандерленде. В продажу первые автомобили поступили в феврале 2007 года. С тех пор появилось уже второе поколение "Кашкай" (J11), объем продаж в России составляет около 300 тысяч экземпляров. С 2015 года пущено производство "Кашкай" в Санкт-Петербурге. Данному кроссоверу уделено большое внимание в области безопасности. Так, например, он оснащен преднатяжителем ремня, который уже описывался выше. Вкупе с подушками система работает более эффективно. Сколько подушек безопасности "Кашкай" уместил в себе? Как ни странно, все те же шесть надувных устройств:
- Два фронтальных (водитель и передний пассажир).
- Два боковых (передние).
- Две шторки безопасности.
Автомобиль "Киа-Рио"
Настала очередь следующего "корейца". На европейский рынок компания "Киа-Моторс" вышла со своим автомобилем малого класса "Киа-Рио" в 2000 году. За 18 лет успела выпустить четыре поколения этой марки. В настоящее время параллельно выпускают представителей двух последних поколений.
В России производство автомобилей "Киа-Рио" стартовало на санкт-петербургском заводе "Хендай" в августе 2011 года. Говоря о системе безопасности "Киа-Рио", с сожалением нужно отметить, что производители экономят на безопасности. Так сколько подушек безопасности в "Киа-Рио"? Начиная с 2011 года на "Киа-Рио 3" устанавливаются две фронтальные подушки (водитель, передний пассажир). А другие "блага цивилизации", такие как шторки и боковые подушки, имеют только владельцы комплектаций "Престиж" и "Премиум".
Ремни безопасности с преднатяжителем у "Киа-Рио" срабатывают асинхронно с подушками (с опережением).
Немецкий "Опель-Астра"
На автосалоне во Франкфурте-на-Майне в 1991 году компания "Опель" выставила свою очередную модель "Кадета", только под новым названием - "Опель-Астра".
При проектировании машины все элементы жесткости рассчитывались на вычислительной технике, вследствие чего удалось добиться высоких прочностных характеристик кузова. За дополнительную плату ставилась единственная подушка безопасности для водителя. Через пару лет, с 1996 года, в комплектацию вошли две фронтальные подушки. Сколько подушек безопасности в "Опеле-Астра" на сегодняшний день? Прошло 22 года, а боковые подушки и шторка для этого транспортного средства являются опционными. Правда, добавились активные подголовники как элемент пассивной безопасности.
Чешский "Шкода-Октавия"
Хотя с большой натяжкой его можно назвать "чешским" на данный момент, сама "Шкода" имеет почти вековую историю. С 1990-х годов она перешла в руки немецкого концерна "Фольксваген". В 1996 году на Парижском автосалоне показ автомобиля "Октавия" явился вершиной успеха для фирмы "Шкода". За двенадцать лет продано больше одного миллиона транспортных средств. Системе безопасности уделяется большое внимание. Передние ремни - с пиротехническими преднатяжителями. Задние ремни - инерционные. Разберемся с надувными устройствами в "Октавия". Сколько подушек безопасности предусмотрено? Семь подушек! Однако в базовом исполнении ставятся только две фронтальные подушки (напротив водителя и пассажира). В виде дополнительных опций можно приобрести боковые подушки, коленную, шторки, но за дополнительную плату.
Современные автомобили оснащаются большим количеством всевозможных систем безопасности. Все они подразделяются на два типа – системы активной и пассивной безопасности.
Первые – это системы, которые помогают водителю контролировать поведение автомобиля. К ним относятся системы антиблокировки , система курсовой устойчивости, система распределения тягового усилия по колесам авто и т. д.
А системы пассивной безопасности направлены уже на защиту самого человека при столкновении. К данной системе относятся , с креплением Isofix, подушки и шторки безопасности.
Основными в пассивной безопасности являются ремни. Подушки являются всего лишь вспомогательной системой направленной на снижение травмирования людей в автомобиле.
Хотя изначально подушки безопасности позиционировались системой, которая должна заменить ремни. Но время показало, что без ремней обеспечить должную безопасность они не могут поэтому их перевели в разряд вспомогательных систем.
Основной задачей подушек безопасности является снижение возможности получения травмы человеком о рулевое колесо, переднюю панель, элементы кузова при столкновении автомобиля.
Разработки подушки безопасности велись достаточно давно, но штатно устанавливать на авто их начала компания Mercedes-Benz в 1971 году. С тех пор все больше компаний оснащаются свои авто данной системой безопасности, причем она постоянно совершенствуется.
Принцип действия системы безопасности
Принцип работы
Суть подушки безопасности – во время столкновения создание воздушной подушки, которая будет воспринимать на себя тело человека, предотвращая возможность его удара об элементы салона.
Действует она так: при ударе в результате ДТП, специальная система быстро накачивает подушку перед водителем и пассажиром, сделанную из мягкой ткани, и та воспринимает на себя инерционное движение тела людей. Но при этом, чтобы подушка в дальнейшем не мешала выбраться человеку из авто, она быстро сдувается, газ выходит через специальные отверстия в ткани.
Проблемы при создание подушки безопасности автомобиля
1. Как быстро накачать подушку?
Еще при начальных разработках данной системы конструкторы столкнулись с одной из важных проблем – как быстро накачать подушку, ведь при столкновении все происходит за очень короткий промежуток времени. При этом накачка подушки не должна была иметь взрывной характер, чтобы не происходило травмирования человека самой подушкой.
Выходом из ситуации стало использование продуктов горения определенных веществ. Оптимальным стало использование газов, выделяемых при сжигании азида натрия. Хоть само это вещество является ядовитым, но при его сгорании выделяются азот, углекислый газ, окись углерода и вода. Сам процесс сгорания выполняется очень быстро – таблетка азида натрия весом 50 гр. сгорает за 35-50 миллисекунд, что вполне достаточно для накачивания подушки при столкновении.
Видео: Устройство подушки безопасности
Но при использовании азида для накачки применяется только азот, который полностью безвреден для человека, поэтому в конструкцию системы включают фильтры, разделяющие продукты горения по составным частям, пропуская в тканевую подушку только азот.
Системы, использующие азид являются сейчас самыми распространенными. Но есть еще одно вещество, которое используют в качестве топлива для сжигания – нитроцеллюлозу. Особенностью этого вещества является то, что нужно его для полного разворачивания подушки значительно меньше – всего 8 грамм. Также не требуется использование фильтров.
2. Эффект барокамеры
Вторая проблема, с которой столкнулись конструкторы – эффект барокамеры. Подушки безопасности в раскрытом состоянии занимают достаточно большое пространство в автомобиле. Так, водительская подушка имеет объем в развернутом состоянии 60-80 литров, а пассажирская – еще больше, до 130 литров.
Накачка подушек производится очень быстро, поэтому в салоне резко уменьшается объем и увеличивается давление, которое может повредить барабанные перепонки. К тому же накачка происходит с достаточно сильным звуковым эффектом, что тоже может сказаться на перепонках.
Вначале с этими проблемами боролись путем оснащения дверей специальными механизмами, которые при столкновении практически мгновенно сбрасывали стекла дверей вниз.
Сейчас же для предотвращения эффекта барокамеры, накачка подушек производится не всех сразу, а по очереди. Первой срабатывает подушка водителя – примерно через 20 мс, а еще через 17 мс – срабатывает пассажирская. При этом сама система следит за тем, какие подушки нужно накачать, а какие нет.
Конструкция системы подушки безопасности
Теперь по самой конструкции данной системы. Она состоит из трех составных частей – газогенератор с подушкой(в народе называют «пиропатрон»), выполненные в виде одного узла, датчиков удара и блока управления.
Количество датчиков удара, как и количество самих подушек может значительно варьироваться. На некоторых авто таких датчиков, установленных по всему авто может достигать десяти штук.
Этот датчик при столкновении передает импульс на блок управления, тот в свою очередь передает сигнал на газогенератор, который и разворачивает подушку.
Сработавшие подушки безопасности
Срабатывание датчика зависит от нескольких факторов – , угол удара. Резкое падение скорости, которое происходит при столкновении авто с препятствием обеспечивает передачу импульса датчиком. Но при этом даже авто не способно активировать датчик.
От поступившего с датчика сигнала блок управления рассылает сигналы на газогенераторы, при этом блок «вычисляет» какую подушку нужно накачать, а также как ее накачать. Дело том, что некоторые типы подушек имеют два контура, накачка которых производится в зависимости от силы удара. При слабом ударе накачивается только один контур, а если столкновение более серьезное – оба контура одновременно.
Виды подушек безопасности
Рассмотрим виды подушек безопасности в автомобиле.
1. фронтальные подушки безопасности
2. коленные подушки безопасности
3. передние боковые подушки безопасности (как правило зашиты в сиденья)
4. задние боковые подушки безопасности
5. головные подушки безопасности («шторки»)
1. Фронтальные подушки безопасности
Первыми подушками были фронтальные, именно ими и начал оснащать свои авто серийно Mercedes Benz. Данных подушек – две, одна устанавливается в руле за специальной накладкой и предназначена она для водителя, вторая располагается на передней панели и направлена она на защиту пассажира на переднем сиденье.
Данный вид подушек является самым распространенным, ими сейчас оснащаются даже бюджетные автомобили. Особенностью пассажирской подушки является принудительное ее отключение, после чего она переходит в неактивное состояние и при столкновении не срабатывает.
Срабатывают они только при фронтальном столкновении, при ударе сбоку или сзади данная система не срабатывает.
2. Боковые
Второй вид – боковые. Они направлены на защиту водителя и пассажира при боковом ударе. Впервые применять такие подушки начал шведский производитель Volvo.
Они хорошо помогают в защите торса человека. Зачастую они размещаются в спинках передних сидений. Некоторые авто оснащены боковыми подушками и для защиты пассажиров сзади.
Видео: Как избежать смертельных ловушек в автомобиле
3. Головные подушки
Третий вид – боковые головные подушки, в народе их еще называют шторками безопасности. Впервые их устанавливать начали на авто японской фирмы Toyota.
Располагаться шторки могут в крыше возле боковых стекол, стойках двери. Направлены они на защиту головы при боковом ударе. В развернутом виде практически полностью перекрывают площадь боковых стекол.
4. Коленные и центральные подушки безопасности
Корейская компания Kia предложила еще один вид подушек – коленные. Направлены они на защиту ноги водителя и переднего пассажира. Водительская подушка располагается под рулевой колонкой, а пассажирская – под передней панелью.
В автомобилях Toyota с недавнего времени стали применять центральные подушки. Установлена она в центральном подлокотнике и направлена на снижение тяжести вторичных повреждений при боковом ударе, в накачанном состоянии она разделяется водителя и переднего пассажира.
Это пока все виды которыми оснащается автомобиль, и направлены они на защиту людей, находящихся. Сейчас также разрабатывается система, направленная на защиту пешеходов. Работает данная система, так же как и внутренняя, с единственным различием – подушки надуваются снаружи авто и направлены они на смягчение удара пешеходом о кузов авто.
Насчитывает не один десяток лет. Главной целью этого гуманного устройства является спасение жизни и сохранения здоровья людей при самых серьезных авариях. Эти приспособления сейчас можно встретить почти на всех автомобилях, произведенных за последнее десятилетие. Их расположение, предназначение и количество претерпевают значительные изменения и современные автомобили становятся просто «нашпигованными» аирбэгами. Но когда и как они появились? Кто первым изобрёл эти устройства и как они работали?
На этот вопрос мы постараемся ответить в этой краткой статье, содержащей основные вехи в изобретении и развитии подушек безопасности.
Подушка безопасности, первые разработки.
Как это часто бывает, дорога к разработке эффективной и надежной подушке безопасности была извилистой. А первые попытки их создания относятся к 1941 году. Правда документально это не подтверждено, да и разработки были приостановлены, наступило военное время и стало не до этого.
Но вот прошла война и к забытой идее вновь устремились взоры инженеров.
Изобретение приписывают двум инженерам, создавшим каждый свое устройство, независимо друг от друга, на разных континентах (с выдающимися изобретениями такое иногда происходит).
Одним из создателей стал немецкий инженер Вальтер Линдерер, вторым был американец, Джон Хетрик. Таким образом в 1953 году был впервые выдан патент на систему способную защитить человека от удара о твердые предметы салона во время аварии.
18 августа 1953 года патент был выдан Джону Хетрику, а через 3 месяца, 12 ноября 1953 года другой патент был зарегистрирован на изобретение немца, Вальтера Линдерера.
Проблемы первых подушек безопасности
Как выяснилось позднее, научные изыскания немецкого инженера из Мюнхена имели один очень существенный недочет, который поставил жирный крест на разработки подушки по его технологии. Подушка безопасности немца имела баллон со сжатым воздухом, которым и наполнялся купол.
В чем был просчет? Давления сжатого воздуха было недостаточно для быстрого развертывания подушки, в результате чего человек ударялся о руль или приборную панель до раскрытия купола подушки безопасности. От идеи пришлось отказаться и начался поиск новых решений и компонентов системы, способных за кратчайшее время заполнить мешок газом. Оно было найдено в пиропатроне, способном в крайне короткий промежуток времени создать достаточное избыточное давление газа.
Примерно в тоже время на другом конце Атлантики к подобной идее пришел инженер-технолог ВМС , Джон Хетрик. Разработке его аирбэга помог случай и служебное положение.
Как гласит легенда, идея о том, что было бы не лишним пришла Хетрику в результате аварии, когда он ехал на своем автомобиле вместе с семьей. По счастливому стечению обстоятельств в той аварии никто не пострадал, даже автомобиль не был серьезно поврежден. Но пережитое настолько серьезно поразило будущего изобретателя, что приехав домой, в ту же ночь он сел за создание чертежей, которым суждено было стать прообразом подушек безопасности будущего. Также полезным в разработке устройства оказался опыт службы в Военно-Морском Флоте, а точнее опыт обслуживания торпед.
Как и у немца задумка заключалась в использовании сжатого воздуха. Проект был обречен.
Прорыв в технологиях для airbag
Потребуются годы и десятилетия в проектировании, тестировании и создании работающих экземпляров подушек безопасности. Разработка легла на плечи мировых автогигантов и их инженеров. Но даже не смотря на приложение таких усилий, первые аирбеги появились гораздо позже предполагаемого срока.
В США, этой проблемой одновременно занялись и в конце 1950-х годов. Но обе компании быстро пришли к пониманию сложностей в изобретения.
Существовало два препятствия, которые необходимо было преодолеть для того, чтобы подушка безопасности стала успешной.
Первое- нужно было изобрести датчик удара, который надежно обнаруживал факт столкновения.
Второе- скорость наполнения подушки должна была быть в районе 40 миллисекунд.
Оба производителя посчитали, что эти две задачи являются непреодолимыми при нынешнем уровне технологий и потеряли интерес к этой идее. Но ненадолго.
В 1967 году произошел прорыв в развитии датчиков подушек безопасности, когда Аллен Брид создал основной компонент для использования аирбэгов- шариковый сенсор, определяющий столкновения. Это устройство используется для определения резкого изменения скорости и до сих пор применяется в системах пассивной безопасности.
Второй важный шаг был совершен, когда была разработана и применена система надувания подушки не с помощью воздуха, но с помощью пиропатрона, соединяющего две составляющих, азида натрия (Nan3) с нитратом калия (KNO3), для создания азота. Который и надувает подушку.
Третий ключевой момент состоялся в Японии, где в 1963 году изобретатель Ясузабуро Кобори запатентовал свое видение подушки безопасности. И именно этот патент используется во всех подушках безопасности современности. Кобори умер в 1975 году, так и не увидев внедрение систем подушек безопасности.
Создание первых серийных экземпляров аирбэгов
После этих решающих моментов, в начале 70-х годов началась эра развития подобных систем безопасности. На волне инженерных успехов решил, устанавливать подушки на свои автомобили. Тем не менее при всем прогрессе и проделанной работе, эти планы также было не просто реализовать. Причина на этот раз заключалась в экономических факторах, компоненты стояли настолько дорого, что массово производить их было просто не выгодно. И вторая часть нерешенной к тому времени проблемы была противоположенной той задаче, которую должна была решать подушка безопасности, дело в том, что при испытаниях она чаще ранила людей, чем спасала. Параллельно с этим были решены другие менее важные, но необходимые конструктивные недостатки, в том числе и относящиеся к салону автомобилей тех времен.
И только упорным трудом, инженеры, химики, физики, дизайнеры смогли создать то устройство, которое используется во всех современных автомобилях и спасает тысячи жизней в самых серьезных авариях.
Система подушек безопасности – одна из самых важных частей безопасности вашего автомобиля. При ее правильном срабатывании можно гарантировать, что вы и ваши пассажиры не пострадаете после удара, который мог бы причинить серьезную травму или смерть. Использование Airbag спасло тысячи жизней на протяжении многих лет. Но какое устройство и принцип работы подушек безопасности? Эта система чрезвычайно сложна и должна активироваться в течение миллисекунд после аварии, чтобы обеспечить защиту водителя и пассажиров.
Что такое подушки безопасности?
Подушки безопасности (Airbag) — это эластичные ткани или другие материалы, которые плотно упакованы в разных местах вашего автомобиля. В большинстве автомобилей есть подушки безопасности на передней приборной панели, а у многих автомобилей и вдоль боковой части автомобиля. Эти мешки сжимаются и хранятся в небольшой области. Когда происходит авария , они обеспечивают систему амортизации для людей в машине, которая поможет не вылететь наружу в случае аварии. Хотя это не всегда спасёт вас от серьезных травм или смерти, во многих случаях амортизация пассажиров может оказаться весьма целесообразной.
Первая конструкция Airbag была запатентована в 1951 году, но автомобильная промышленность очень медленно применяла эту технологию аж до 70-х.
Как они работают?
- Каждая отдельная подушка безопасности сдувается и упаковывается в отсек, расположенный в приборной панели, рулевом колесе, сиденье или в другом месте.
- Передний Airbag включает в себя большой нейлоновый мешок, который накачивается и быстро сдувается в случае серьезного лобового столкновения.
- Срабатывание подушки безопасности контролируется датчиками, которые обнаруживают возникновение и серьезность аварии. Когда контроллер определяет, что Airbag должен быть развёрнут, система запускает блок инфлятора, он в свою очередь сжигает химикаты, которые производят много инертного газа для раздувания мешка.
- Когда мешок надувается, он разрывает открытые крышки на приборной панели, взлетая перед пассажиром. В то же время голова и верхняя часть пассажира движутся со значительным усилием в сторону надутого мешка. Когда голова пассажира соприкасается с подушкой безопасности, она начинает сдуваться через вентиляционные отверстия в основании. Это смягчает движение головы вперед. Весь процесс происходит в мгновенье ока, примерно за 100 миллисекунд.
- В процессе развёртывания будет много дыма, пыли и шума, и пассажир может не знать, что подушка сработала. Это нормально.
Датчики столкновения
Наиболее важными частями успеха системы подушек безопасности являются датчики столкновения. Эти небольшие части электроники предназначены для того, чтобы сообщить, когда автомобиль повреждается в результате несчастного случая. Они реагируют на несколько разных наборов стимулов, включая внезапную остановку и повышенное давление (когда куски автомобиля перемещаются из-за силы столкновения) и т. д.
Сенсоры подушек безопасности, расположенные в передней части кабины, контролируются различными типами датчиков, которые измеряют:
- скорость колеса
- состояние пассажира
- давление и удар тормозов
- и другие индикаторы состояния авто
Датчики передают сигналы в блок управления подушкой безопасности, который анализирует данные и может управлять функциями безопасности, такими как:
- блокировка ремня безопасности
- автоматические дверные замки
- развёртывание подушки безопасности.
В автомобиле используется два типа датчиков — электрические и механические.
Некоторые используют электромеханический механизм «шарик и трубка», который в основном состоит из небольшой трубки, содержащей выключатель цепи и шар, удерживаемые вместе небольшим магнитом. Когда происходит столкновение, шарик выталкивается из магнита и катится вперед в трубке, нажимая выключатель, который замыкает электрическую цепь.
Другие электрические конструкции в принципе аналогичны, используя металлический ролик или подпружиненные грузы вместо шара, или в новых автомобилях — акселерометр для отключения датчика.
Механические датчики работают независимо от электрической системы и реагируют аналогично электрическим датчикам, с конструкцией, которая приводит в действие ударник, запускающий небольшой взрыв после аварии.
Поскольку механический датчик не требует источника питания, его нельзя отключить, как электрический датчик, когда аккумулятор отсоединен.
Успех системы подушек безопасности зависит от того, что датчики столкновения работают, не только точно, но и очень быстро, поэтому это самая дорогая и технологически продвинутая часть системы подушек безопасности.
Когда срабатывают подушки безопасности?
Чтобы водительская или пассажирская подушка сработала, должны быть соблюдены следующие минимальные требования:
- Автомобиль должен ехать со скоростью более 25 км / ч.
- Угол удара находится примерно в тридцати градусах по обе стороны от центральной линии автомобиля (всего около 60 градусов).
- Сила замедления, по меньшей мере, равна той, которая возникает при столкновении автомобиля с неподвижным барьером со скоростью около 25 км / ч.
Примечание: Передние подушки безопасности не будут разворачиваться в случае столкновения со стороны, сзади или при опрокидывании, поскольку они не обеспечивают дополнительной защиты.
Другие виды подушек безопасности
Двухступенчатые подушки безопасности — это более разумное поколение подушек безопасности, которые оптимизируют уровень развёртывания подушки безопасности в соответствии с серьезностью аварии.
Боковые и шторные подушки безопасности помогают защитить пассажиров от травм головы, шеи и грудной клетки во время боковых ударов и опрокидывания.
Коленные подушки защищают нижние конечности от травм, вызванных ударом с панелью приборов.
Возникающие проблемы
Передние подушки безопасности предназначены для защиты людей от взрослых. Поскольку дети меньше, они рискуют получить травму от её срабатывания. Поэтому они не должны занимать переднее сиденье, если в машине есть Airbag для пассажира.
В авто не должны быть установлены принадлежности, которые могут ограничивать развёртывание Airbag-а или стать ракетой во время его срабатывания.
Системы подушек безопасности обычно имеют контрольную лампу с индикатором. Если лампа не погаснет сразу после запуска или включается во время вождения, сверьтесь с руководством по эксплуатации и проверьтесь на . Система обнаружила ошибку.
Если вы этого не сделаете, подушки могут неожиданно сработать во время ремонта, особенно во время электромонтажных работ. Это может привести к серьезным травмам, поэтому оставьте ремонт квалифицированным специалистам.
Подушки безопасности разворачиваются с взрывной силой и далеки от больших пушистых подушек, которые могут себе представить некоторые люди. Не редко остаются небольшие травмы и ссадины от контакта с подушкой.
Несколько изготовителей транспортных средств определяют срок службы компонентов подушек безопасности. Обычно загорается сигнальная лампа подушки безопасности, и компоненты должны быть заменены, прежде чем она погаснет.
Выключение подушек безопасности
Подушки безопасности разработаны таким образом, что их не нужно включать, но иногда их можно отключить. Это связано с соображениями безопасности, поскольку есть случаи, когда они могут нанести больше вреда, чем пользы.
Когда автомобиль включает в себя возможность отключения подушек безопасности пассажира, механизм деактивации обычно располагается на пассажирской стороне приборной панели.
Процедура снятия Airbag-а со стороны водителя, как правило, более сложная, и после неправильной процедуры может вызвать срабатывание подушки безопасности. Если вы обеспокоены тем, что защитная подушка с водительской стороны может нанести вам вред, для её отключения следует обратиться к специалисту.
Здравствуйте, уважаемые гости и читатели блога Автогид.ру. Сегодня в статье мы узнаем, как срабатывают подушки безопасности наших легковых автомобилей. Венцом эволюции систем безопасности автомобиля становиться подушка безопасности. Сотни тысяч аварий и десятки тысяч спасённых жизней являют собой яркий пример эффективности использования подушки безопасности в современных машинах.
Любой водитель, который садится за руль транспортного средства автоматически находиться под угрозой попадания в дорожно-транспортное происшествие. Зачастую причиной ДТП могут быть собственная невнимательность или ошибки других участников дорожного движения. Даже невысокая скорость таит в себе опасность для водителя и его пассажиров. Столкновения машин при скорости в 60 км/час могут привести к летальному исходу. Именно для защиты водителя и пассажиров в случае ДТП были придуманы подушки безопасности.
Увеличение количества автомобильного транспорта на дорогах повлекло за собой стремительный рост ДТП. Правила на заре автомобилестроения находились ещё в зачаточном состоянии и контроль со стороны правоохранительных органов был налажен недостаточным образом. Ещё только появлялись первые подразделения дорожной полиции, не имевшие опыта.
В силу недостатков конструкции и значительной массы машин многие ДТП заканчивались смертельным исходом или глубокой инвалидностью участников столкновения. Согласно статистике количество жертв на дорогах увеличивалось с каждым годом в силу возрастания использования автомобильного транспорта.
Первым конструктивным элементов призванным снизить количество жертв ДТП было появление ремня безопасности. Его использование позволило снизить печальную статистику на 30%. До 90-х годов прошлого века в силу особенностей развития технического прогресса не удавалось инженерам автомобильных компаний внедрять новые системы безопасности в машины. Ремень безопасности оставался единственным шансом для водителя и пассажиров минимизировать вредные последствия ДТП.
Появление подушек безопасности в автомобилях стало переломным моментом в деле повышения безопасности участников движения. В конце 90-х годов прошлого века в США на законодательном уровне закрепили обязательную комплектацию машины подушками безопасности. При лобовых столкновениях подушки безопасности снижают риск смерти водителя и пассажиров на 30-40%. Главная задача подушки безопасности минимизировать возможный ущерб для организма человека при столкновении с другим движущимся транспортным средством или недвижимым объектом.
Устройство подушки безопасности выполнено таким образом, чтобы обеспечить её срабатывание при сильном ударе. После столкновения с другим движимым или недвижимым объектом датчики, расположенные в передней части машины передают сигнал пиропатрону, активизирующему срабатывание подушки.
Порядок срабатывания подушки безопасности следующий:
Реакция датчиков кузова на сильный удар.
Непосредственно датчик удара представляет собой стеклянную трубочку с отверстием. Внутри её находиться небольшой по размеру шарик со ртутью. При столкновении автомобиля ртутный шарик приходит в движение и активизирует датчик. Он в свою очередь, посылает электрический импульс к пиропатрону с порохом.
Пиропатрон.
Взрыв пиропатрона приводит в действие натяжители ремней безопасности. Ремень плотно прижимает тело человека к автомобильному сиденью и надёжно фиксирует его на несколько секунд.
Взрыв пороха в пиропатроне активизирует подушки безопасности. Они за очень короткое время наполняются газом, образующимся в результате смешивания азида натрия и нитрата калия. Отвечает за их смешивание система наддува, которая и закачивает практически мгновенно образовавшийся газ в подушки безопасности автомобиля.
Подушка безопасности.
Смешивание двух химических веществ приводит к образованию газообразного азота. В результате реакции происходит мини-взрыв практически мгновенно заполняющий подушки газом. Очень удобная и практически безотказная система.
Именно раскрывающаяся подушка безопасности мгновенно заполняет пространство между водителем и панелью приборов тем самым, исключая их контакт, зачастую приводящий к получению серьёзных травм.
Главная задача подушки безопасности снизить скорость движения пассажира или водителя до нулевой отметки. При этом на все действия должны уходить секунды для того, чтобы действительно обеспечить высокий уровень защиты людей.
Сегодня на дорогах страны становится всё меньше автомобилей, которые не оборудованы подушками безопасности. Невозможно увидеть новый автомобиль, не использующий этот важный элемент активной защиты водителя и пассажиров.
Устройство современной подушки безопасности
Конструкция подушки безопасности современного автомобиля проста и эффективна в использовании. Необходимо помнить, что применять её можно только один раз и потом система требует восстановления и установки новых комплектующих элементов. После срабатывания подушек практически все основные элементы требуют полной замены.
Всего можно выделить 3 составные части подушки безопасности:
Сумка.
Представлена крепкой нейлоновой тканью, которая может выдерживать очень серьёзные кратковременные нагрузки. Она хранится до срабатывания в специальной шине закрытой пластиковой или матерчатой накладкой.
Датчик удара.
Главная задача датчика удара своевременно активизировать подушку безопасности на начальной стадии столкновения. Не каждый удар приводит к срабатыванию подушек безопасности, и датчик обязательно учитывает силу, с которой происходит столкновение.
Дополнительно с датчиками устанавливают акселерометры, определяющие положение автомобиля в режиме реального времени. Система защиты водителя и пассажиров настроена таким образом, чтобы обеспечить срабатывание подушек безопасности за секунды. От этого во много зависит человеческая жизнь.
Система надува.
Служит для оперативного заполнения газом подушки безопасности с целью мгновенного увеличения её объёма. На всё про всё уходят доли секунды.
В принципе случаев, когда происходил отказ работы системы не зафиксировано. Необходимым условием срабатывания подушек безопасности является использование ремня безопасности. Если водитель или пассажир не пристёгнуты ремнями безопасности срабатывания подушек, может и не произойти.
Правила использования подушек безопасности
Мало знать принцип работы подушек безопасности ещё с ними надо правильным образом взаимодействовать для того, чтобы избежать вреда от их срабатывания при ДТП. Риск получения повреждений при активизации подушки безопасности минимален, но он всё равно существует. Зачастую отдельные водители получали тяжёлые травмы именно потому, что не знали правил использования подушек безопасности.
Детское автомобильное кресло.
Многие родители зачастую неправильно устанавливают детское автомобильное кресло на пассажирское сиденье рядом с водителем и тем самым подвергают своего ребёнка серьёзной опасности. Они устанавливают кресло не спинкой вперёд, а наоборот. Лицо ребёнка, оказывается прямо перед открывающейся подушкой безопасности. Делать это категорически запрещено. Выстрелившая подушка безопасности может поломать шейные позвонки неокрепшего молодого организма.
Наклейки.
Использование наклеек в местах срабатывания подушек безопасности недопустимо. Заклеивание отстреливающих элементов салона может привести к нарушению порядка срабатывания подушки безопасности. Эффективность защиты в этом случае значительно уменьшается.
Ремень безопасности.
Игнорирование ремня безопасности в автомобиле зачастую приводит к тому, что подушка не срабатывает и не выстреливает. Тем самым существует серьёзный риск получения увечий или даже гибели.
Регулировка рулевой колонки.
Если рулевая колонка автомобиля имеет возможность регулирования не стоит этим злоупотреблять. Задранный вверх руль может привести к тому, что подушка безопасности сработает неправильно и выстрелит под углом. Это очень часто приводит к получению водителем серьёзных травм.
Заключение
Каждый водитель и пассажир автомобиля обязательно должен помнить, что использование ремней безопасности является залогом срабатывания подушек безопасности. Жизнь и здоровье бесценны и не стоит пренебрегать системами защиты автомобиля.
