A segurança automotiva é convencionalmente dividida em dois tipos: ativa e passiva. A segurança ativa são sistemas e dispositivos de um carro que permitem evitar uma colisão. E a passiva é a capacidade de um carro salvar a vida e a saúde dos passageiros se a situação de emergência ainda ocorrer. Existem vários meios para mitigar as consequências de um acidente no arsenal de qualquer carro moderno: cintos de segurança, airbags, zonas de deformação.
O que acontece com o carro e seus passageiros em uma colisão frontal? O carro se deforma e para, e os passageiros continuam “voando” para frente por inércia, em direção a um volante, um painel e um para-brisa. Parece que não há muito espaço na cabine do carro, não será possível acelerar muito (e, portanto, bater). Você deseja! Afinal, a aceleração chega a dezenas de g, e esse impacto pode ser equivalente a um salto de um prédio alto.
Para que pessoas vivas permaneçam vivas e não se machuquem durante um acidente grave, sua velocidade em uma colisão deve ser reduzida da maneira mais suave possível (não sem razão, tapetes de vários pneus são colocados para pular do alto). Além disso, é necessário reduzir a velocidade para que haja espaço suficiente no mangual dentro do carro. E isso já é uma tarefa que impõe requisitos mutuamente exclusivos à estrutura de suporte de carga do carro.
Acontece que o corpo deve ser rígido e maleável ao mesmo tempo. Assim, a estrutura da zona habitável em que o motorista e os passageiros estão localizados fica rígida – com o impacto, ela se deforma por último. A “gaiola” de suporte da cabine é feita de aço de alta resistência, com barras fortes nas portas que não permitem que elas se deformem. E as zonas especiais são relativamente maleáveis – a velocidade será reduzida devido à sua deformação. O compartimento e o porta-malas do motor são exatamente as chamadas zonas de deformação programada. Os carros começaram a ser fabricados dessa maneira há relativamente pouco tempo. Anteriormente, ninguém pensava nisso e os carros se deformavam uniformemente – tanto a carroceria quanto o interior sofriam. E você pode ver que, via de regra, a frente dos carros modernos que sofreram um acidente está quebrada e o interior está intacto.
A propósito, o motor pode ser um grande problema em uma colisão frontal. Portanto, para que ele não entre na cabine em caso de colisão (o que não é um bom presságio), seus suportes e a blindagem do motor são feitos de forma que ele se mova o mais baixo possível ou até caia sem causar danos à cabine.
Um impacto traseiro não é menos terrível. Nesse caso, os passageiros correm o risco de lesões no pescoço. Para evitar isso, a humanidade inventou os apoios de cabeça e, em seguida, os apoios de cabeça ativos. Os primeiros apenas seguram a cabeça, não deixando que ela se incline muito para trás. E estes últimos “saltam” para frente, assim que ocorreu o acidente, dando apoio instantâneo à cabeça e não permitindo que ela se mova.
Mas isso é metade da batalha. Para que as pessoas sofram o mínimo de ferimentos, elas precisam ser seguradas de uma maneira muito especial durante um acidente.
Todos conhecemos os métodos desde o berço, mas eles não se tornam menos significativos por isso. São dispositivos, sistemas e construções que buscam apenas um objetivo: “capturar” uma pessoa a tempo e reduzir sua velocidade da maneira mais cuidadosa e suave possível. Obviamente, um trampolim grande se mostraria melhor do que outros nesse campo. Ele é capaz de amortecer de forma mais inofensiva a energia e a velocidade de um objeto que cai sobre ele. É macio. É uma pena que não haja lugar para trampolins e tapetes de várias camadas em um carro. Mas há um lugar para cintos de segurança e airbags.
Os cintos de segurança, assim como muitas outras soluções úteis, foram transferidos da aviação para um carro. Inicialmente, cintos de segurança de dois pontos que “seguravam” a barriga ou o peito do passageiro foram instalados nos carros. Menos de meio século depois, os engenheiros perceberam que o design multiponto é muito melhor, pois ajuda a distribuir a pressão da correia na superfície corporal de maneira mais uniforme em um acidente e reduz significativamente o risco de lesões na coluna e nos órgãos internos. No automobilismo, por exemplo, cintos de segurança de quatro, cinco e até seis pontos são usados – eles seguram “firmemente” uma pessoa em um assento. Mas foram os três pontos que se popularizaram na vida civil por causa de sua simplicidade e conveniência.
Para que o cinto de segurança funcione corretamente, ele deve se encaixar bem no corpo. Anteriormente, os cintos de segurança precisavam ser ajustados e ajustados. A necessidade de ajuste manual não existia mais com a introdução dos cintos de segurança por inércia – a bobina gira livremente em um estado normal, o cinto pode envolver um passageiro de qualquer construção, não imobiliza e toda vez que um passageiro deseja mudar a posição do corpo, o cinto sempre se encaixa bem no corpo. Mas a bobina de inércia fixará imediatamente a correia no momento em que ocorrer uma força maior. Além disso, cargas de pó são usadas em cintos de carros modernos. Pequenas cargas explosivas detonam, puxam o cinto e ele pressiona o passageiro contra o encosto do banco, sem deixá-lo bater.
Os cintos de segurança são um dos meios de proteção mais eficazes em caso de acidente. E embora sejam os mais antigos, seu design está constantemente mudando e melhorando. Os airbags são provavelmente a segunda invenção mais importante depois dos cintos.
O protótipo do airbag moderno foi patenteado em 1953. Nem é preciso dizer que a ideia de inflar sacolas dobradas durante um acidente era mais do que ousada na época. Os desenvolvedores mais ousados se apoderaram dela, mas caíram na cara – simplesmente não havia tecnologias necessárias para implementação naquele momento.
Inicialmente, havia várias opções para encher o recipiente de airbag. Por exemplo, alguns engenheiros sugeriram bombear gás, que seria armazenado sob alta pressão em um cilindro, para dentro da embarcação. Mas o princípio do enchimento pirotécnico do airbag superou. Foi isso que deu a oportunidade de inflar o airbag instantaneamente – em apenas 30 a 50 milésimos de segundo. Os engenheiros tentaram muito, incluindo combustível de foguete, para encontrar o combustível necessário que funcionasse corretamente com uma carga pequena. Hoje, “tablets” compactos e leves feitos de um material cristalino, a azida de sódio (NaN3), são usados em airbags como piropatrono. Se o composto for aquecido a uma temperatura acima de 330° C usando uma corrente elétrica, ele começará a se decompor em nitrogênio e sódio a uma velocidade que permite encher o recipiente do airbag e levar a pressão do gás ao valor operacional em apenas 0,025-0,05 segundos.
A ativação do airbag é perigosa devido a um forte salto de pressão, que pode causar lesões nos tímpanos e contusões. Afinal, a abertura da embarcação (às vezes várias ao mesmo tempo) ocorre em um pequeno espaço fechado do interior do carro. Existem várias abordagens para resolver esse problema. Por exemplo, a velocidade da saída do airbag é reduzida até um certo limite para que pelo menos uma parte do ar deslocado possa ser liberada pelos vazamentos da cabine. O segundo método bastante eficaz é o uso de airbags de volume relativamente pequeno. Mas, em alguns casos, problemas com tímpanos e contusões não podem ser evitados, tudo depende das características individuais de uma pessoa e do tamanho do carro.
A propósito, os primeiros airbags não apareceram nos carros da Mercedes-Benz, como muitos acreditam, mas nos “americanos”. Em meados dos anos 70, a Ford e a General Motors construíram mais de 12 mil carros equipados com airbags. E os americanos fizeram airbags que substituíram os cintos de segurança na época. Mas o airbag, ao abrir, “voa” em direção a uma pessoa a uma velocidade de 270-300 km/h… E se ele não estiver preso, o dano que pode causar é simplesmente enorme. Casos de fraturas da vértebra cervical, cuja causa foi justamente o airbag, foram registrados mais de uma vez. Então, os americanos se recusaram a usar airbags de substituição do cinto de segurança.
Os engenheiros do departamento de segurança passiva da Mercedes-Benz reviveram os airbags. E devemos dizer que eles, não sem a participação de especialistas da Bosch, foram os primeiros a colocar os airbags em forma. O caminho foi difícil e espinhoso, mas foi a Mercedes-Benz que levou os airbags para a linha de montagem em 1980 e começou a equipar seu Classe S com eles. Eles perceberam que os airbags deveriam ser feitos de forma que funcionassem em conjunto com os cintos de segurança e não os substituíssem. E então tudo se encaixou, os airbags começaram a funcionar com uma eficiência incrível. A propósito, até agora os airbags simplesmente não funcionam em muitos carros se uma pessoa não estiver presa – é perigoso!
Apesar do grande avanço no campo da proteção “inflável”, não podemos dizer que os airbags estejam no auge. Em um futuro próximo, os airbags serão dotados da capacidade de abrir não após o acidente, mas momentos antes, então o martelo pneumático ficará um pouco mais macio. Agora, a eletrônica pode detectar um passageiro em um assento, mas os desenvolvedores planejam ensinar o sistema de segurança a reconhecer os dados individuais de uma pessoa (peso, altura) que está sentada em um assento no momento de um acidente. É quando o airbag poderá funcionar da forma mais eficiente possível.
Os sistemas de proteção “inflável” há muito tempo não se limitam aos airbags frontais. Os projetistas desenvolveram sistemas similares para proteger uma pessoa durante um impacto lateral. O equipamento básico de muitos carros modernos já inclui airbags laterais montados nas costas dos bancos dianteiros, bem como “cortinas” infláveis colocadas nos quadris do teto. O primeiro protege o corpo do passageiro durante um impacto lateral e o segundo – a cabeça. Ao contrário dos airbags frontais, que são esvaziados quase imediatamente após o acionamento, as cortinas podem manter a pressão por vários segundos, ou seja, até que a situação perigosa passe. E quando o carro capota, eles não permitem que passageiros desarmados caiam da cabine.
Muitas vezes, é sugerido equipar um carro com airbags adicionais para proteger joelhos e pés. Muitos fabricantes também equipam seus carros com airbags para os passageiros traseiros. Mas não importa o quão ultramodernos e inteligentes sejam os componentes eletrônicos do seu carro, não se esqueça de apertar o cinto de segurança durante uma viagem. Afinal, ao desenvolver todos esses meios ultramodernos de proteção, os engenheiros das empresas partem de um postulado – o motorista e os passageiros são presos com o cinto de segurança. E se não estiverem, não haverá muita utilidade em todas essas coisas.
Esta é uma tradução. Você pode ler o original aqui: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html
Publicado January 20, 2022 • 9m to read
