Подушка Безопасности

Изобретенный Алленом Бридом шариковый сенсор, для определения столкновения в случае лобового удара, послужил поворотным моментом в сторону прогрессивных разработок в области безопасности транспорта. После того как он передал права на новую технологию компании Chrysler в 1967 году, уже в 1971 году первая партия автомобилей с подушками безопасности сошла с конвейеров автозавода Ford.

Механика удара.

Первый этап. Кузов автомобиля принимает на себя первый удар при ДТП. Кинетическая энергия уходит на деформацию кузова и деталей под капотом. В момент столкновения, силы инерции тянут человека пропорционально скорости движения автомобиля.

Второй этап. Происходит второй удар. Части тела соприкасаются с рулевым колесом, приборной панелью и лобовым стеклом.

Третий этап. При высокой скорости автомобиля, в момент столкновения, внутренности человека соприкасаются со скелетом. Могут пострадать сердце, печень, мозг. Подобный случай зафиксирован в 1994 году на трассе Formula-1. Легендарный гонщик Айртон Сенна, участвуя в соревнованиях, столкнулся с препятствием на скорости 218 км/ч и, впоследствии, скончался от внутренних повреждений.

При средней скорости движения автомобиля на наших дорогах, травмы в авариях получают в основном на втором этапе. При фронтальном ударе травмируются подбородок, грудь. При боковом – плечи, руки, колени.

Наиболее травмоопасная часть автомобиля?рулевая колонка и рулевое колесо. Первые шаги в сфере безопасности начались с оснащения защитной подушкой именно этих мест в салоне авто.

Для предотвращения смещения конструкции при фронтальном ударе внутрь салона, была разработана травмобезопасная рулевая колонка. При сильном ударе длина колонки сокращается, сводя к минимуму риск нанесения травмы водителю. Для ускорения процесса, в основание колонки встраивается пиропатрон. С 2004 года, эта технология применяется в автомобилях Ford Explorer.

Рис. Травмобезопасная рулевая колонка:
1 – поперечная панель; 2 – рулевое колесо; 3 – рулевая колонка; 4 – карданные шарниры; 5 – рулевой вал

Пиропатрон рулевой колонки.

Алгоритм срабатывания подушки безопасности.

Этот компонент системы пассивной защиты включает в себя: датчики удара, блок управления, пиропатрон газогенератора.

Датчик посылает сигнал о столкновении за 10 мс. Количество датчиков установленных в автомобиль от 3 до 10 штук. Блок управления обрабатывает полученную информацию и при необходимости активирует пиропатрон. В случае выхода из строя АКБ, функцию передачи заряда берут на себя небольшие конденсаторы.

Следующий этап. При помощи газогенератора оболочка подушки наполняется специальным газом, сжатым от 200 до 600 бар. Газогенератор представляет собой «таблетку» с начинкой из твердого топлива 10 см в диаметре и 1 см толщиной. Топливо в процессе горения превращается в азот, углекислый газ, окись углерода и воду.

Изготавливают airbag из эластичного нейлона, смазывают тальком или крахмалом (эту белую пудру можно увидеть в салоне после срабатывания подушек). Оболочку герметизируют с внутренней стороны синтетической резиной или силиконом.

Процесс наполнения подушки газом объемом 60 л. длится около 35 мс. Для сравнения скорость моргания глаза 100 мс. Сразу после заполнения свободного объема подушка сдувается, чтобы исключить травмы о саму поверхность мешка airbag. На это действие отведено 200 мс.

Не так давно стало известно о разработке нового типа подушек безопасности. Речь идет о анатомическом airbag. Технологию использует компания Citroen. Еще нет достаточно полной информации по этому типу подушки безопасности, однако  в патентной документации чертежи выглядят так:

Напомним, абсолютно безопасной защиты в автомобиле не существует. Иногда сами подушки представляют опасность для пассажиров и водителей. В момент срабатывания airbag человек может курить, говорить по телефону, получить повреждение от очков и т.д.. Сработавшие подушки занимают достаточно большой объем в салоне автомобиля. Резкий скачок давления может привести к контузии. Активация подушек в момент ДТП производит много шума. Для того чтобы избежать травм барабанных перепонок в салоне автомобиля, подушки срабатывают поочередно с небольшой разницей во времени (около 20 мс).