Passive Sicherheitsausrüstung, die die Folgen von Verkehrsunfällen mildert
Die Fahrzeugsicherheit ist bedingt in aktive und passive unterteilt. Die erste umfasst die Systeme und Geräte des Fahrzeugs, die eine Kollision verhindern. Und die zweite impliziert die Fähigkeit des Autos, Leben zu retten und die Gesundheit der Passagiere zu erhalten, wenn plötzlich ein Notfall nicht vermieden werden konnte. Im Arsenal eines modernen Autos gibt es eine Reihe von Mitteln, die die traumatischen Folgen eines Unfalls mildern: sie sind Sicherheitsgurte, Airbags und Knautschzonen.
Was passiert mit dem Auto und seinen Insassen bei einem Frontalzusammenstoß? Das Auto zerknittert und stoppt, und die Passagiere “fliegen” vorwärts auf der Trägheit, dem Lenkrad, dem Armaturenbrett und der Windschutzscheibe entgegen. Auf den ersten Blick gibt es im Innenraum des Autos nicht so viel Platz, man kann nicht viel zerstreuen (und damit schlagen). Wie auch immer. Immerhin, wenn die Beschleunigung der Anzahl der g erhöht sich um ein Vielfaches, und ein solcher Schlag kann gleichbedeutend mit einem Sprung von einem Hochhaus sein.
Damit die Menschen im Auto am Leben bleiben und nicht bei einem Verkehrsunfall verletzt werden, muss die Geschwindigkeit bei einer Kollision so glatt wie möglich zurückgesetzt werden (nicht umsonst bereiten mehrstufige Matten für Springer aus der Höhe vor). Darüber hinaus ist es notwendig, die Geschwindigkeit zu löschen, so dass im Fahrzeug genügend Platz vorhanden ist. Und das ist die Aufgabe, die sich gegenseitig ausschließende Anforderungen an die Tragkonstruktion des Autos stellt.
Es stellt sich heraus, dass die Karosserie gleichzeitig starr und flexibel sein sollte. Also, der Rahmen eines Wohnbereichs, in dem Fahrer und Passagiere sitzen, wird aus starrem Material gemacht. Im Falle eines Aufpralls wird er zuletzt verletzt. Der tragende “Käfig” der Kabine ist aus dem besonders starken Stahl hergestellt, in den Türen sind die mächtigen Stangen installiert, die ihnen nicht erlauben, sich zu zerknittern. Und spezielle Zonen sind relativ plastisch gemacht — die Geschwindigkeit wird durch Verformung sinken. Motorraum und Kofferraum sind programmierte Deformationszonen. Autos begannen auf diese Weise vor relativ kurzer Zeit zu produzieren. In der Vergangenheit hat niemand darüber nachgedacht, so dass die Autos auf die gleiche Weise zerknittert wurden — sowohl die Karosserie als auch die Kabine erhielten. Jetzt, wenn das Auto in einen Unfall gerät, wird der Innenraum nicht verletzt, der gesamte Aufprall übernimmt den vorderen Teil des Körpers.
Der Motor kann übrigens ein ernstes Problem werden, wenn er frontal kollidiert. Damit er während eines Unfalls nicht mit aller Kraft in die Kabine kam, sind seine Stützen und das Motorschild so gemacht, dass er sich nach unten verschiebt oder sogar fällt, ohne dabei den Innenraum zu beschädigen.
Der Rückstoß ist nicht weniger schlimm. In diesem Fall besteht die Gefahr einer Nackenverletzung. Um dies zu vermeiden, erfand die Menschheit Kopfstützen und später aktive Kopfstützen. Die ersten stützen einfach den Kopf und verhindern, dass er sich zu sehr zurücklehnt. Und die letzten selbst “springen” vorwärts, sobald es einen Unfall gab, unterstützen den Kopf und lassen Sie ihn nicht zur Seite verschieben.
Aber das ist noch die halbe Miete. Um Verletzungen im Falle eines Unfalls zu minimieren, benötigen die Menschen in der Kabine besondere Unterstützung.
Von klein auf sind uns diese Methoden bekannt, dennoch verlieren sie ihre Bedeutung nicht. Dies sind Geräte, Systeme und Designs, deren Aufgabe es ist, eine Person rechtzeitig zu “fangen” und ihre Geschwindigkeit so vorsichtig und reibungslos wie möglich zu löschen. Natürlich hätte sich ein großes Trampolin besser als andere in diesem Bereich bewährt. Er ist in der Lage, die Energie und Geschwindigkeit des auf ihn fallenden Gegenstandes aufgrund seiner Weichheit am sanftesten zu löschen. Leider, aber es gibt keinen Platz für Trampoline und mehrstufige Teppiche im Auto. Dafür gibt es Platz für Sicherheitsgurte und Airbags.
Sicherheitsgurte, wie viele andere nützliche Lösungen, wurden von der Luftfahrt ausgeliehen. Zuerst wurden Zweipunkt-Sicherheitsgurte an den Autos angebracht, die den Bauch oder die Brust des Insassen unterstützten. Nach weniger als einem halben Jahrhundert erkannten die Ingenieure, dass das Mehrpunkt-Design viel besser ist, da es hilft, den Druck des Bandes bei einem Unfall gleichmäßiger auf die Körperoberfläche zu verteilen und das Verletzungsrisiko für die Wirbelsäule und die inneren Organe signifikant zu reduzieren. Im Motorsport zum Beispiel verwenden sie Vier-, Fünf- und sogar Sechs-Punkte-Sicherheitsgurte — sie halten eine Person “fest” im Stuhl.
Damit der Sicherheitsgurt seine Funktion ordnungsgemäß erfüllt, ist eine enge Passform erforderlich. Einst mussten die Sicherheitsgurte angepasst, an die Besonderheiten der Figur angepasst werden. Nach dem erscheinen der Trägheits-Sicherheitsgurte manuelle Einstellung verzichtet werden, denn die Spule dreht sich frei in einem normalen Zustand, und der Riemen könnte sich um die Insassen jeden Körperbau, es nicht behindern die Bewegungen jedes mal, wenn der Passagier möchte die Position des Körpers ändern, Gurt immer eng am Körper. Aber die Trägheitsspule wird den Gürtel sofort fixieren, wenn höhere Gewalt eintritt. Darüber hinaus werden in modernen Sicherheitsgurten die sogenannte “Pyropatrons” verwendet. Kleine Pulverladungen detonieren, ziehen den Gurt an, und er drückt den Passagier gegen die Rückenlehne des Sitzes und schützt vor dem Aufprall.
Sicherheitsgurte sind eine der effektivsten Schutzmaßnahmen im Falle eines Unfalls. Obwohl diese Erfindung so alt wie die Welt ist, werden die Sicherheitsgurte ständig aktualisiert.
Airbags sind wahrscheinlich die zweitwichtigste Erfindung nach Sicherheitsgurten. Der Prototyp des modernen Airbags wurde im fernen 1953-Jahr patentiert.
Anfangs gab es mehrere Varianten, die Airbag-Glocke zu füllen. Zum Beispiel haben einige Ingenieure vorgeschlagen, Gas in das Gefäß zu pumpen, das unter hohem Druck in der Flasche gespeichert wird. Aber das Prinzip der pyrotechnischen Füllung des Airbags hat die Oberhand gewonnen. Er war es, der den Airbag in nur 30 bis 50 Tausendstel einer Sekunde aufblasen ließ. Ingenieure haben viel versucht, einschließlich Raketentreibstoff, um den notwendigen Treibstoff zu finden, der bei einer kleinen Ladung richtig funktionieren würde. Heutzutage werden kompakte und leichte “Tabletten” aus dem kristallinen Material Natriumazid (NaN3) in Airbags als Pyropatron verwendet. Wenn die Verbindung mit elektrischem Strom auf eine Temperatur über 330 °C erhitzt wird, beginnt sie sich in Stickstoff und Natrium mit einer Geschwindigkeit zu zersetzen, die es ermöglicht, den Airbag-Behälter zu füllen und den Gasdruck in 0,025-0,05 Sekunden auf den Betriebswert zu bringen.
Die Aktivierung des Airbags ist durch einen starken Druckanstieg gefährlich, der zu Verletzungen der Trommelfelle und Prellungen führen kann. Denn die Öffnung der Glocke (manchmal mehrere gleichzeitig) erfolgt in einem geschlossenen Raum des Fahrzeuginnenraums. Aber in einigen Fällen können Probleme mit den Trommelfellen und Prellungen nicht vermieden werden, alles hängt von den Eigenschaften der Person und den Abmessungen des Autos ab.
Übrigens erschienen die ersten Airbags nicht bei Mercedes-Benz-Autos, wie die meisten glauben, sondern bei den “Amerikanern”. Mitte der 70er Jahre entwickelten Ford und General Motors mehr als 12,000 Fahrzeuge, die mit Airbags ausgestattet waren. Und die Amerikaner haben dann Airbags gemacht, die die Sicherheitsgurte ersetzt haben. Aber wenn sich der Airbag öffnet, fliegt er mit einer Geschwindigkeit von 270-300 km/h auf eine Person zu … Und wenn er nicht angeschnallt ist, kann der Schaden durch einen solchen Aufprall enorm sein. Fälle von Frakturen der Halswirbel, deren Ursache der Airbag war, wurden mehr als einmal behoben. Daher weigerten sich die Amerikaner, Airbags zu verwenden, um die Sicherheitsgurte zu ersetzen.
Die Ingenieure der passiven Sicherheitsabteilung von Mercedes-Benz hauchten Airbags neues Leben ein. Der Weg war nicht einfach, aber es war der Konzern Mercedes-Benz, der startete die Serienfertigung von Airbags im Jahr 1980 und begann mit der Ausstattung ihrer S-Klasse. Hier wurde erkannt, dass die Airbags so gemacht werden müssen, dass sie im Duett mit den Sicherheitsgurten funktionieren, anstatt sie zu ersetzen. Und dann kam alles an seinen Platz, die Airbags begannen mit erstaunlicher Effizienz zu arbeiten. Übrigens, bis jetzt in vielen modernen Autos werden Airbags einfach nicht funktionieren, wenn eine Person nicht angeschnallt ist.
In naher Zukunft werden die Airbags mit der Fähigkeit ausgestattet sein, sich nicht nach einem Unfall zu öffnen, sondern in den Augenblicken davor, dann wird der Luftschlag etwas weicher sein. Jetzt ist die Elektronik in der Lage, den Passagier auf dem Sitz zu erkennen, aber die Entwickler planen, das Sicherheitssystem zu lehren, die persönlichen Daten einer Person (Gewicht, Größe) zu erkennen, die zum Zeitpunkt des Unfalls auf einem Stuhl sitzt. Dann wird der Airbag am effektivsten ausgelöst.
Die Konstrukteure haben ähnliche Systeme entwickelt, um den Menschen im Falle eines seitlichen Aufpralls zu schützen. Die Grundausstattung vieler moderner Fahrzeuge umfasst bereits seitliche Airbags in den Rückenlehnen der Vordersitze sowie aufblasbare “Jalousien”, die in den Rippen des Daches platziert werden. Die erste ist entworfen, um den Körper des Insassen während eines Seitenaufpralls zu schützen, und die zweite ist, um den Kopf zu schützen. Die Front-Airbags werden fast sofort nach dem Auslösen weggeblasen, aber die Vorhänge können den Druck für einige Sekunden aufrechterhalten, das heißt, bis eine gefährliche Situation hinter sich ist. Und wenn das Auto umkippt, werden die Vorhänge den Passagieren ohne Sicherheitsgurt nicht erlauben, aus dem Innenraum zu fallen.
Oft bieten Autohersteller an, das Auto mit zusätzlichen Airbags auszustatten, um Knie und Füße zu schützen. Darüber hinaus sind die Fahrzeuge mit Airbags für die hinteren Passagiere ausgestattet. Aber egal, wie modern und intelligent die Elektronik in Ihrem Auto ist, vergessen Sie nicht, sich anzuschnallen. Denn bei der Entwicklung der Schutzausrüstung gehen die Ingenieure von dem Prinzip aus, dass sowohl der Fahrer als auch die Passagiere mit Sicherheitsgurten ausgerüstet müssen werden. Ansonsten wird es von all diesen technischen Innovationen keinen Nutzen geben.
Dies ist eine Übersetzung. Man kann den ursprünglichen Artikel hier lesen: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html
