В мире ежегодно порядка 1,2 миллиона человек погибают в автокатастрофах. Европы по количеству смертельных ДТП… Не в последнюю очередь влияют на исход происшествия технические свойства автомобиля, его «фарш». Поэтому и производители, и автолюбители озадачены поиском . Как свидетельствуют испытания, подушка безопасности водителя существенно снижает риск его гибели. Только представьте, машины столкнулись лоб в лоб и в такой ситуации шофёр получает шансов выжить на 20–25% больше. О том, как именно могут защитить человека автомобильные подушки, и какие из них наиболее эффективны - поговорим в нашей статье.
Идея «в мешке»
Как это работает?
Какой же принцип работы подушек безопасности? Состоит этот механизм из нескольких частей. Первое - сама подушка. Как правило, она выполнена из нейлона с силиконовым или . Объём водительской подушки достигает 80 литров, а пассажирских - до 130.
Видео о том, как работают подушки безопасности:
Второе - датчики удара и инертные датчики, расположенные спереди и на боках кузова. Третье - бокс с газом или пиротехнический патрон. В «коробочке» находится специальная «взрывная» смесь. Четвёртое - электронный процессор.
Жизнь в секундах
Так вот, все эти составляющие нужны, чтобы молниеносно среагировать и «открыть парашют».
Принцип таков: в момент удара срабатывает как минимум один . Он реагирует на давление или на неоправданную прибавку скорости. По цепочке датчик посылает соответствующий сигнал на микроплату. Процессор срабатывает и даёт команду о раскрытии пиротехническому патрону. В этот момент происходит мини взрыв, всплеск азота и подушка, наполняясь газом, выскакивает внутрь салона.
Подушка при раскрытии закрывает собой водителя и так смягчает удар. Также она с большой долей вероятности не даст человеку вылететь через .
Всё это происходит молниеносно, занимает какие-то доли секунды (в среднем порядка 0,25 секунды).
Плюс и минус
Но на этом работа подушки не заканчивается. Зафиксировав пассажиров, она автоматически сдувается. Таким образом, «мешок» не станет преградой и никого не зажмёт, мешая выбраться из машины.
Хотя есть здесь и недостаток: эффект подушки одноразовый. И если в момент аварии происходит, например, парное поэтапное столкновение, то сработает «мешок» только при первом «бахе».
«Надувной» ассортимент
Есть и разные виды подушек безопасности. Одни созданы, чтобы защитить водителя. Другие - . Есть «мешки» для салона и те, что крепятся снаружи авто, чтобы смягчить последствия для пешеходов. Отдельно разработаны и устройства для владельцев мототранспорта, чтобы при «встрече» лоб в лоб не дать наезднику вылететь вперёд.
Подушки в салоне могут быть боковыми и фронтальными.
На фронте…
Чаще всего сейчас применяют как раз фронтальные устройства, создающие блок между людьми, сидящими спереди, и передней частью машины. Эти подушки вмонтированы и в панель напротив пассажирского кресла.
Учитывайте, что если пассажирское место в вашей машине обеспечено фронтальной подушкой, то пассажир должен быть предельно внимателен. Главное правило: не держите ничего крупного (даже сумку) и не прижимайте коленями панель. Иначе при раскрытии можно получить серьёзные травмы…
… и сбоку
Но появляется возможность установки «воздушных мешков» в спинках и в дверях сбоку. Это и есть горизонтальная защита, которая пока чаще всего есть только в дорогих моделях.
Такие механизмы срабатывают от мощного толчка в бок кузова. Подобные подушки называют «занавесками» из-за того, что, вскрываясь, они располагаются в окнах. Такое положение позволяет защитить головы и шеи пассажиров.
Разумная защита
Процесс не стоит на месте и уже идёт разработка «мешков» нового поколения. Например, некоторые варианты настолько самостоятельны и разумны, что способны принимать решения об ограничении объёма при открытии. Такой себе само-стоп-контроль. Это возможность индивидуально подобрать параметры «вздутия» в зависимости от физиологических особенностей пассажиров и положения их ремней безопасности. Таким образом, можно избежать многих травм. Чтобы устройство могло проводить подобный анализ, предусмотрен специальный сенсорный механизм.
Безопасная безопасность
Несмотря на все ноу-хау, чтобы «воздушные мешки» сработали правильно, должны постараться не только механизмы, но и люди. Мы уже говорили о ремне безопасности. Так вот ещё раз - это не обсуждается, он должен быть пристёгнут!
Видео о том, как изготавливаются подушки безопасности:
Также внутри салона желательно принимать прямые, ровные позы. Вариант ехать полулёжа не подходит.
Также не закрывайте и не заклеивайте «красивостями» отверстия для вылета подушек. Особенно обратите внимание на устройство в руле - держите руки сбоку, а не поверх рулевого колеса.
Отдельный пункт - . Малыши должны ехать пристёгнутыми в специальных детских «перевозках», которые крепятся на заднем диване машины.
Будьте внимательны и не допустите, чтобы технологии, изобретённые для безопасности человека, привели к противоположному эффекту. Ни на минуту не забывайте, что в вашем автомобиле есть «надувные» подушки и пусть это будет поводом ездить ещё более аккуратно, а не «бросаться в скорость с головой».
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.
В аварии при лобовом столкновении как водителя, так и пассажиров швыряет вперед. И они могут серьезно пострадать, если ударятся о руль, приборный щиток или ветровое стекло. Воздушные подушки в момент удара автомобиля о преграду выскакивают из рулевого колеса или приборного щитка, мгновенно надуваются азотом и защищают человека.
Такое защитное устройство состоит из электронных чувствительных датчиков, нагнетательного устройства для производства азота и самой подушки. Датчики настроены так, что не реагируют на удары, если те происходят при скоростях не более 10-14 миль в час. При столкновениях на большей скорости подушка целиком наполняется газом за 1/20 долю секунды после удара. Приняв на себя энергию удара человека, подушка опадает, чтобы люди могли затем выскочить из машины. Воздушные подушки могут спасти жизнь только при лобовых столкновениях. И совсем не служат заменой ремням безопасности.
Выпрыгивающая подушка. При лобовом столкновении датчики передают сигнал в нагнетательное устройство. В момент наполнения подушки азотом она выламывается из отсека рулевого колеса, где постоянно хранится, и превращается в защитную подушку - в тот момент, когда водителя выбрасывает вперед.
Экспериментальное столкновение с водителем-манекеном
После получения сигналов от датчиков столкновения в тепловом генераторе мгновенно вступают в реакцию химические вещества и выделяется газ азот, который быстро наполняет воздушную подушку
Надутая полностью подушка принимает на себя энергию удара человеческого тела, когда его выкидывает вперед
Чтобы лучше поглотить энергию , подушка начинает постепенно опадать, когда водитель уже ткнулся в нее. Это опадание происходит из-за того, что в задней части подушки есть два отверстия для выхода газа.
Почувствовав внезапную остановку
При внезапной остановке автомобиля, двигающегося со скоростью более 10 миль в час, через 0,01 секунды после этого срабатывает система из трех датчиков. В каждом таком датчике есть переключатель, возле которого находится в равновесии валик. При ударе (правая часть рисунка) валик по инерции накатывается на переключатель, приводя в действие механизм наполнения подушки.
Получение газа для наполнения подушки
По сигналам от датчиков столкновения, нагнетательное устройство поджигает химические вещества, выделяющие при реакции азот. Образовавшийся газ проходит через фильтр и поступает в воздушную подушку.
Подушка наполняется за долю секунды
Когда образующийся азот устремляется в подушку, она выламывается из своего отсека в рулевом колесе (середина нижнего рисунка). И наполняется 16 галлонами газа в течение 0,05 секунды с момента удара - быстрее, чем водителя успевает выбросить из его сиденья по направлению к ветровому стеклу.
Защита для двоих
Поскольку пассажир, сидящий рядом с водителем, также рискует пострадать при аварии, в некоторых автомобилях устанавливают воздушные подушки напротив обоих передних сидений. Перед пассажиром находится большой объем свободного пространства, поэтому для него обычно ставится подушка большего размера.
Над тем, как работает подушка безопасности автомобиля задумываются не многие водители. Так уже устроен человек, что его интересует только то, что ему действительно интересно в данный момент, остальное, как правило, ему не интересно, но это до поры до времени.
Ведь в наше время подушка безопасности является не маловажной составляющей современного автомобиля, сколько уже здоровья и жизней водителей и пассажиров было спасено с помощью данного устройства, просто не сосчитать.
Поэтому было бы не правильным не рассказать про то, как работает подушка безопасности и за счет чего и с помощью каких физических явлений она спасает людей.
Немного предыстории
Долгие годы единственным средством пассивной безопасности были ремни безопасности. Сейчас с этой системой в один ряд встали подушки безопасности.
С 1998 года в США на всех автомобилях, в обязательном порядке, стали устанавливать эту систему пассивной безопасности. Она снижает риск летального исхода при лобовых авариях на 30%.
Вспомним законы механики
Из школьной программы нам известно, что все тела при движение обладают инерцией. В движущемся автомобиле вместе с ним в одном направлении перемещаются все незакрепленные предметы, водитель и пассажиры.
При столкновении, автомобиль резко останавливается, а все незакрепленные предметы продолжают двигаться с прежней скоростью.
Цель любой системы безопасности - остановить движение водителя с нанесением ему наименьшего вреда здоровью.
Подушка безопасности служит для снижения инерционной скорости до нуля и сбережения здоровья водителя и пассажиров.
За непродолжительное время, подушка безопасности открывается между рулевым колесом и водителем, приборной панелью и пассажиром, задней дверью автомобиля и задним пассажиром.
Подушка безопасности, принцип работы
Главная цель подушки безопасности - буквально в мгновение равномерно снизить инерционную скорость движения водителя вперед.
На ее изготовление идет тонкая нейлоновая ткань. Располагается подушка в руле, в приборной панели. В некоторых автомобилях в спинке переднего сиденья. Так же существуют боковые подушки безопасности, все зависит от модели и марки автомобиля.
Сигнал на срабатывание подает специальный датчик. Сила, при которой срабатывает подушка безопасности, равна силе столкновения автомобиля, двигающегося со скоростью 25 км/час со стеной.
Происходит переключение контактного выключателя и замыкание электрического контакта.
Сигнал поступает на датчик, который считывает информацию с акселерометра, находящегося в микросхеме.
Химическая реакция, при срабатывании подушки безопасности, происходит между нитратом калия и азидом калия, на выходе образуется газообразный азот. Происходит надувание подушки безопасности.
Данный способ выделения газообразного азота был разработан довольно давно.
С 1970 года используют твердотопливные газогенераторы. Твердое топливо воспламеняется от пиропатрона, мгновенно сгорает с выделением азота, которого хватает на заполнение подушки.
Подушка со скоростью 300 км/час наполняется азотом. Затем газ начинает выходит через отверстие в подушке, чтобы пассажиры могли двигаться. Это достаточно для того, чтобы защитить и уберечь, находящихся в салоне людей от тяжелых травм.
Существуют определенные правила, как использовать подушки безопасности. Их надо неукоснительно придерживаться.
Подушки безопасности, правила использования
- Одно из основных правил. Но оно будет касаться тех водителей у которых есть дети или они занимаются перевозками людей (таксисты и т.д.). Данное правило касается правильной установки детского кресла. Кстати, здесь можно почитать и как его правильно устанавливать. Так вот, если в автомобиле на против пассажира, сидящего впереди, установлена подушка безопасности, то на данное место не разрешается устанавливать детское автокресло спинкой вперед.
- Если ребенку меньше 12 лет, то в детском автокресле ему лучше находится на заднем сиденье.
- Не пренебрегайте ремнями безопасности, тем более за это грозит штраф.
- Не допускайте нахождение каких-либо предметов на местах крепления подушек безопасности, а также рядом, справа, слева и внизу. Данные предметы при срабатывании устройства могут нанести Вам увечья.
- Не допускайте физического воздействия на места крепления данных устройств. Запрещено стучать, нажимать на них, облокачиваться.
- Если в автомобиле рулевая колонка регулированная, то запрещено ездить на автомобиле, когда она расположена в крайнем верхнем положении. Иначе подушка безопасности сработает вверх.
- Располагаться на сиденье необходимо удобно, не наклонятся сильно вперед и отодвигать сиденье назад на достаточно безопасное расстояние от модуля подушки безопасности.
Не соблюдение данных простых правил может привести, в момент срабатывания подушки безопасности, к еще большему усугублению ситуации, и процесс спасения может перейти в совершено другую плоскость, с травмами, синяками и тому подобному.
С любым оборудованием нужно уметь обращаться, не исключением является, и наше устройство, которое относится к системе пассивной безопасности автомобиля.
Надеемся, что мы хоть частично прояснили Вам эту тему и теперь с данным устройством Вы будет обращаться с уважением и самое главное с пониманием.
Всего Вам доброго, и чтобы подушки безопасности в Вашем автомобиле срабатывали как можно реже.
Как работает подушка безопасности видео.
Многие годы единственным средством защиты водителя и пассажира при аварии являлся ремень безопасности. Но с развитием технологий, а вместе с тем, и автомобилестроения, возникает необходимость оснащения автомобиля более эффективным средством защиты, нежели ремень. Так на свет и появилась подушка безопасности, или как ее называет в опциональном плане – Airbag. Вероятно, многим интересно, как работает подушка, ведь она при ДТП способна раскрыться всего за 0.3 секунды и обеспечить защиту лица и грудной клетки водителя и пассажиров автомобиля. О том, как работает подушка безопасности, мы сейчас и поговорим.
Насколько эффективна система Airbag?
Большинство современных автомобилей проходят т.н. , в ходе которого устанавливается степень безопасности модели. По результатам многократно проведенных краш-тестов удалось определить, что водители, чьи автомобили не оснащены , рискуют получить очень серьезные травмы, вплоть до летального исхода. Автомобили, которые имеют опционально хотя бы 2 подушки – для водителя и переднего пассажира, обеспечивают более высокий уровень защиты. Поэтому, о пользе подушек безопасности и говорить не стоит, так как это само собой разумеющееся.
Вместе с этим, известен ряд случаев, когда в результате неправильной регулировки срабатывания подушки безопасности, водитель получал серьезные травмы не от ДТП, а именно от удара подушкой. Выстреливая со скоростью 300 км/час, удар подушки сравним с ударом боксера-тяжеловеса, поэтому, сломанный нос, челюсть, сотрясения мозга – вполне привычные травмы, если вдруг подушка сработала неправильно. Но к счастью, такие случаи единичны и за всю историю своего существования подушки безопасности спасли гораздо больше жизней, чем отняли.
Как работает Airbag?
Подушка безопасности – сложный механизм и дабы максимально упростить понимание его работы, разделим основные составляющие этой системы следующим образом: сама подушка безопасности, сенсор, система надувания подушки.
Сама подушка – это нейлоновая емкость, которая расправляется при резком наполнении воздухом. Она компактно сложена и монтируется под пластиковыми элементами автомобиля.
Сенсор – это наиболее чувствительная часть системы. Именно он принимает решение, в какой момент необходимо выпустить подушку. Как правило, сенсор настроен под такую чувствительность, что подушка безопасности раскрывается при столкновении на скорости от 20 км/час.
Система надувания подушки, пожалуй, самый сложный механизм – он отвечает за мгновенный выстрел и накачивание подушки смесью. Помимо блока с заранее подготовленным воздухом, система оснащена и пиротехническими элементами, что и обеспечивает мгновенную скорость накачки подушки.
А теперь смоделируем ситуацию, чтобы показать работу подушки. Предположим, автомобиль сталкивается с каким-либо предметом на скорости, допустим, 40 км/час. Датчик срабатывает от нагрузки, посылает сигнал блоку управления, а тот, в свою очередь, пересылает сигнал в пусковой механизм. В результате этого, активируется заряд, который мгновенно выпускает и накачивает подушку. Весь процесс осуществляется за долю секунды.
Какие подушки безопасности бывают?
Две подушки Airbag – одна для водителя, другая для пассажира – это уже обычная опция и устанавливается даже на базовых комплектациях автомобиля. Однако сейчас выпускается много моделей, которые оснащены шестью и более подушками. И, стоит заметить, подушки между собой немного отличаются.
Итак, мы выяснили, что традиционными подушками безопасности считаются фронтальные одна для водителя и другая для переднего пассажира. Вместе с этим, для защиты ног при лобовом столкновении была создана подушка безопасности для коленей. Испытания Airbag данного типа показали, что с помощью них можно снизить риск получения тяжелых травм ног.
Все более распространенными становятся боковые подушки безопасности и шторки безопасности. Оба указанных вида Airbag предназначены для защиты человека при боковом столкновении. Боковые подушки защищают туловище и ноги человека, а шторки предотвращают удар головы о твердую поверхность.
Совсем недавно была разработана центральная подушка безопасности, которая предотвращает столкновение пассажиров внутри автомобиля, а также дополнительная подушка для грудной полости, закрепленная на ремень безопасности. Технология не получила еще широкого распространения, но уже есть модели автомобилей, которые оснащены подобными технологиями.
В завершении, хотелось бы сделать акцент на главном – подушка безопасности действительно может спасти жизнь при ДТП, но только при условии, если вы всегда пристегиваетесь перед началом движения.
