Автомобільну безпеку умовно поділяють на два типи – активну і пасивну. Активна безпека – це системи та пристрої автомобіля, які дозволяють йому уникнути зіткнення. А пасивна – це здатність автомобіля врятувати життя та здоров’я пасажирів, якщо аварійна ситуація все ж сталася. В арсеналі будь-якого сучасного автомобіля є ряд засобів для пом’якшення наслідків ДТП: ремені безпеки, подушки безпеки, зони деформації.
Що відбувається з автомобілем і його пасажирами при лобовому зіткненні? Машина мнеться і зупиняється, а пасажири за інерцією продовжують «летіти» вперед, до керма, приладової панелі та лобового скла. Здавалося б, місця в салоні автомобіля небагато, сильно розігнатися (а, отже, і товктися) не вийде. Ви бажаєте! Адже прискорення сягає десятків g, і такий удар може бути рівнозначний стрибку з багатоповерхівки.
Щоб живі люди залишилися в живих і не постраждали під час серйозної аварії, їх швидкість при зіткненні необхідно знижувати максимально плавно (недарма для стрибків з висоти складають багатоповерхові килимки. Крім того, необхідно зменшити швидкість так, щоб усередині автомобіля було достатньо місця для ципа, а це вже завдання, яке пред’являє взаємовиключні вимоги до несучої конструкції автомобіля.
Виявляється, тіло повинно бути і жорстким, і пластичним одночасно. Так, каркас житлової зони, в якій знаходяться водій і пасажири, виконаний жорстким – при ударі він деформується в останню чергу. Несуча «клітка» кабіни виконана з надміцної сталі, в дверях є міцні решітки, які не дають їм м’ятися. А спеціальні зони робляться відносно пластичними – через їх деформацію швидкість буде знижуватися. Моторний відсік і багажник – це саме так звані зони запрограмованої деформації. Автомобілі почали виготовляти таким чином порівняно недавно. Раніше про це ніхто не думав, і м’ялися машини рівномірно – страждав і кузов, і салон. І ви бачите, що, як правило, у сучасних автомобілів, які потрапили в аварію, передок розбитий, а салон цілий.
До речі, двигун може стати великою проблемою при лобовому зіткненні. Тому, щоб при зіткненні він не влетів в салон (що не віщує нічого доброго), його опори і моторний щит зроблені так, щоб він опустився якомога нижче або навіть впав, не заподіявши шкоди самому. каюта.
Удар ззаду не менш страшний. У цьому випадку пасажири мають ризик отримати травму шиї. Щоб уникнути цього, людство винайшло підголівники, а потім і активні підголівники. Перші просто притримують голову, не даючи їй сильно відхилятися назад. Причому останні самі «стрибають» вперед, як тільки сталася аварія, миттєво підтримуючи голову і зовсім не дозволяючи їй рухатися.
Але це півбіди. Щоб люди отримали якнайменше травм, під час аварії їх потрібно тримати особливо.
Всі ми знаємо методи з колиски, але від цього вони не стають менш значущими. Це пристрої, системи і конструкції, які переслідують тільки одну мету – вчасно «зловити» людину і максимально акуратно і плавно знизити його швидкість. Звичайно, великий батут зарекомендував би себе краще за інших у цій сфері. Він здатний найбільш нешкідливо гасити енергію та швидкість об’єкта, що падає на нього. Він м’який. Шкода, що в машині немає місця для батутів і багатоярусних килимків. Зате є місце для ременів безпеки та подушок безпеки.
Ремені безпеки, як і багато інших корисних рішень, перекочували в автомобіль з авіації. Спочатку на автомобілях встановлювали двоточкові ремені безпеки, які «тримали» пасажира за живіт або груди. Менш ніж через півстоліття інженери зрозуміли, що багатоточкова конструкція набагато краща, адже вона допомагає більш рівномірно розподілити тиск ременя на поверхню тіла при аварії та значно знизити ризик травм хребта та внутрішніх органів. В автоспорті, наприклад, використовуються чотири-, п’яти- і навіть шеститочкові ремені безпеки – вони «намертво» утримують людину в сидінні. Але саме триточкові прижилися в цивільному побуті своєю простотою і зручністю.
Щоб ремінь безпеки справлявся зі своїм завданням, він повинен щільно прилягати до тіла. Раніше ремені безпеки треба було регулювати, встановлювати. З появою інерційних ременів безпеки відпала потреба в ручному регулюванні – барабан вільно крутиться в нормальному стані, ремінь може обернути пасажира будь-якої статури, не фіксує рух і кожного разу, коли пасажир хоче змінитися положення тіла, ремінь завжди щільно прилягає до тіла. Але інерційна котушка відразу ж зафіксує ремінь в момент форс-мажору. Крім того, порохові заряди використовуються в ременях на сучасних автомобілях. Невеликі заряди вибухівки детонують, тягнуть ремінь, і він притискає пасажира до спинки сидіння, не даючи йому вдаритися.
Ремені безпеки є одним із найефективніших засобів захисту в разі ДТП. І хоча вони найстаріші старі, їх дизайн постійно змінюється і вдосконалюється. Подушки безпеки, мабуть, є другим за значимістю винаходом після ременів.
Прототип сучасної подушки безпеки був запатентований ще в 1953 році. Що й казати, ідея надувати складені мішки під час аварії була на той час більш ніж сміливою. Найсміливіші з розробників хапалися за це, але попадали на обличчя – на той момент просто не було необхідних технологій для впровадження.
Спочатку існувало кілька варіантів наповнення ємності подушки безпеки. Наприклад, деякі інженери пропонували закачувати в посудину газ, який буде зберігатися під високим тиском у балоні. Але принцип піротехнічного наповнення подушки безпеки переважив. Саме він дав можливість роздувати подушку безпеки миттєво – всього за 30-50 тисячних секунди. Інженери багато пробували, включаючи ракетне паливо, щоб знайти необхідне горюче, яке справно працювало з малим розміром заряду. Сьогодні в подушках безпеки в якості піропатрона використовуються компактні і легкі «таблетки» з кристалічного матеріалу – азиду натрію (NaN3). Якщо суміш нагріти до температури вище 330°C за допомогою електричного струму, вона почне розкладатися на азот і натрій зі швидкістю, що дозволяє заповнити резервуар повітряної подушки і довести тиск газу до робочого значення всього за 0,025-0,05. секунд.
Спрацьовування подушки безпеки небезпечно різким стрибком тиску, що може призвести до пошкодження барабанних перетинок і контузії. Адже відкриття посудини (іноді декількох одночасно) відбувається в невеликому замкнутому просторі салону автомобіля. Існує кілька підходів до вирішення цієї проблеми. Наприклад, швидкість вильоту подушки безпеки знижується до певної межі, щоб принаймні частина витісненого повітря могла вийти через нещільності салону. Другий, досить ефективний метод – це використання подушок безпеки порівняно невеликого обсягу. Але в деяких випадках проблем з барабанними перетинками і забоїв не уникнути, все залежить від індивідуальних особливостей людини і розміру автомобіля.
До речі, перші подушки безпеки з’явилися не на автомобілях Mercedes-Benz, як багато хто вважає, а на «американцях». У середині 70-х Ford і General Motors побудували понад 12 тисяч автомобілів, оснащених подушками безпеки. А американці зробили подушки безпеки, які замінили тоді ремені безпеки. Але подушка безпеки, відкриваючись, «летить» назустріч людині зі швидкістю 270-300 км/год… І якщо вона не пристебнута, то шкода від неї просто величезна. Неодноразово фіксувалися випадки переломів шийних хребців, причиною яких була саме подушка безпеки. Тому американці відмовилися від заміни ременів безпеки подушками безпеки.
Інженери відділу пасивної безпеки Mercedes-Benz відродили подушки безпеки. І треба сказати, що вони, не без участі фахівців Bosch, одними з перших оформили подушки безпеки. Шлях був важким і тернистим, але саме Mercedes-Benz в 1980 році взяв на конвеєр подушки безпеки і почав оснащувати ними свій S-клас. Вони зрозуміли, що подушки безпеки треба робити так, щоб вони працювали в парі з ременями безпеки, а не замінювали їх. І тут все стало на свої місця, подушки безпеки почали працювати з дивовижною ефективністю. До речі, поки що у багатьох автомобілях подушки безпеки просто не працюють, якщо людина не пристебнута – це небезпечно!
Незважаючи на великий прорив у сфері «надувного» захисту, не можна сказати, що подушки безпеки на висоті. Найближчим часом подушки безпеки будуть наділені здатністю відкриватися не після аварії, а за кілька хвилин до неї, тоді удар повітря буде дещо м’якшим. Зараз електроніка може виявляти пасажира на сидінні, але розробники планують навчити систему безпеки розпізнавати індивідуальні дані людини (вага, зріст), яка сидить на сидінні в момент аварії. Саме тоді подушка безпеки зможе працювати максимально ефективно.
Системи «надувного» захисту давно не обмежуються фронтальними подушками безпеки. Конструктори розробили подібні системи для захисту людини під час бічного удару. У базову комплектацію багатьох сучасних автомобілів вже входять бічні подушки безпеки, встановлені в спинках передніх сидінь, а також надувні «шторки», розміщені в вальмах даху. Перші захищають тіло пасажира при бічному ударі, а другі – голову. На відміну від передніх подушок безпеки, які спрацьовують практично відразу після спрацьовування, шторки можуть підтримувати тиск протягом декількох секунд, тобто до тих пір, поки небезпечна ситуація не пройде. А коли автомобіль перекинеться, вони не дадуть пасажирам без брелок випасти з салону.
Часто пропонують оснастити автомобіль додатковими подушками безпеки для захисту колін і стоп. Багато виробників оснащують свої автомобілі подушками безпеки також для задніх пасажирів. Але якою б ультрасучасною та розумною не була електроніка у вашому автомобілі, не забувайте пристібатися паском безпеки під час поїздки. Адже розробляючи всі ці надсучасні засоби захисту, інженери компаній виходять з одного постулату – водій і пасажири пристебнуті ременем безпеки. А якщо ні, то користі від усіх цих речей не буде.
Це переклад. Оригінал можна прочитати тут: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html
Published January 20, 2022 • 14m to read
