Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Когда должны срабатывать подушки безопасности airbag – Реставрация безопасности авто Airbag Service

Отправляясь в путь, о возможности попасть в аварию думают только законченные пессимисты или совершенно «зелёные» новички, ещё не уверенные в своих силах. Но вероятности ДТП не отбрасывают даже опытные водители, знающие, что на дороге может случиться всякое. Сохранять полное спокойствие за рулём очень важно, и в этом многим очень помогает наличие в автомобиле подушек безопасности, которые в нужный момент срабатывают и приходят вам на помощь.

Хотя каждый современный автомобиль оснащен системой безопасности SRS, но мало кто до конца понимает принцип действия airbag. И для большей уверенности в своей защищенности в случае опасной ситуации, не лишним будет знать, в каком случае подушки безопасности точно срабатывают, а когда они могут не сработать.

Условия для непременного срабатывания Airbag 

Автомобильная система airbag – тщательно выверенное устройство, имеющее чёткий алгоритм срабатывания подушек безопасности. Чтобы добиться необходимой эффективности airbag, инженеры-разработчики ведущих производителей авто потратили не одно десятилетие. Подушки безопасности прошли массу испытаний, пока их не признали действенным способом предотвращения травм или гибели водителя и пассажиров автомобиля при аварии.

Наслушавшись шоферских баек, или начитавшись некорректной информации в сети о том, что подушки безопасности могут сработать от малейшего толчка, некоторые доверчивые люди начинают опасаться системы Airbag. Но вам не стоит тревожиться – подушки безопасности никогда не срабатывают без повода.

Ведь речь идёт о человеческих жизнях, и никто бы не допустил устанавливать в автомобили устройства, которые смогут как-то повредить человеку. Кроме этого, каждое такое происшествие приведёт к судебному разбирательству, и репутация автоконцерна будет нарушена. Благодаря интернету, такие новости мигом облетят весь мир, и продажа авто данной марки сразу же упадет. Так что для любого автопроизводителя качество Airbag – дело чести, и они тщательно следят, чтобы состояние системы безопасности было на высоте, и воздушные подушки срабатывали вовремя.

Чтобы подушка безопасности сработала, в системе airbag должны выполниться такие последовательные действия:

  1. Датчик должен зафиксировать удар, и передать данные о нём на блок управления;
  2. Оценив степень опасности и силу удара, и сочтя её угрожающей, блок даёт сигнал для срабатывания подушек безопасности;
  3. В газогенераторе взрывается запал пиропатрона;
  4. Молниеносно выделившийся при сгорании азида натрия газ наполняет оболочку подушки безопасности, и она раскрывается, принимая удар на себя.

Между первым и последним действием проходит гораздо меньше времени, чем вы потратили на прочтение этого предложения – всего лишь 20-30 миллисекунд

Теперь давайте рассмотрим, какие условия должны быть соблюдены, чтобы электронный блок управления подал команду для срабатывания воздушных подушек, и при какой скорости и силе удара они включаются:

  • Резкое столкновение с другим автомобилем, или любой твёрдой поверхностью, на скорости более 22 км/ч. Причем датчики фиксируют не только силу, но и направление удара — при лобовом срабатывают фронтальные airbag, а при боковом или перевороте – шторки и подушки безопасности в сидениях.
     
  • Сильная встряска автомобиля в результате наезда на бордюр или попадания в глубокую яму на той же скорости.
     
  • Достаточно жёсткое приземление авто после прыжка или падения с высоты.

Почему подушки безопасности не срабатывают

В некоторых случаях, когда, кажется, все вышеперечисленные условия соблюдены, подушки безопасности при ДТП всё-таки не срабатывают. Почему так случается? 

Ответы на вопрос, почему не сработала airbag, могут быть совершенно разнообразными:

  • Отсутствие подушек безопасности. В новой, приобретенной в салоне машине, это исключено. А вот в купленной с рук на вторичном рынке – запросто. Не желая тратиться на дорогостоящий ремонт или установку новых подушек безопасности, нечестные «умельцы» иногда устанавливают обманки и муляжи. Чтобы такой обман не раскрылся в опасной ситуации, и отсутствие подушек безопасности не обнаружилось в тот момент, когда они должны были сработать, тщательно проверяйте наличие Airbag перед покупкой автомобиля б/у. Как это сделать, можно прочитать в статье.
     
  • Неисправности в системе airbag. О том, что система airbag неисправна, вам просигнализирует негаснущая лампочка на приборной панели. Не игнорируйте этот сигнал и не пытайтесь отремонтировать подушки безопасности самостоятельно, иначе при некорректном вмешательстве в систему они могут сработать и серьёзно вас травмировать. Лучше сразу отправляйтесь в хороший автосервис, где опытные мастера найдут и устранят причину неисправности, из-за которой воздушные подушки могут не сработать.
     
  • Недостаточная сила и скорость удара. Если датчики фиксируют, что автомобиль движется с низкой скоростью (меньше 22 км/ч), и особой опасности от столкновения нет, блок управления активирует только преднатяжитель ремня безопасности, а воздушные подушки не срабатывают.


     

  • Малая площадь удара. При ударе о ствол дерева или столб площадь удара может быть слишком мала, датчики останутся незатронутыми, и сигнала об аварийной ситуации от них не поступит.
     
  • Удар сзади. Даже значительный удар в заднюю часть автомобиля практически никогда не приводит к надуванию airbag. По законам физики, при таком толчке тела водителя и пассажиров откидываются силой инерции назад, на спинки сидений, и блок управления определяет, что дополнительная защита им не нужна.
     
  • Не пристегнут ремень безопасности. В некоторых автомобилях воздушные подушки airbag срабатывают только в том случае, если человек пристегнут ремнем безопасности. Информация об этом обязательно должна быть в Руководстве по эксплуатации.

Как видите, Airbag – это умная и совершенная система, и подушки безопасности обязательно срабатывают только в нужное время. Но только при условии, что вы будете следить за их состоянием, и своевременно делать в автосервисе диагностику и необходимый ремонт.

Как срабатывают подушки безопасности автомобиля: устройство, принцип работы, обслуживание

Содержание:

 

  • Исторический экскурс
  • Общее устройство
  • Виды аэрбегов
  • Принцип работы пневмоподушек
  • Как проверить работоспособность?
  • Правила, которые делают аэрбеги эффективными
  • Что может привести к сбою аэрбегов?

 

Угроза попасть в ДТП, сидя за рулем, сегодня неимоверно велика. Ведь причин для этого масса: собственная невнимательность, неправильная оценка дорожной ситуации, ошибки других водителей и т. д. Причем авария даже на невысокой скорости способна стать причиной травм, а то и смертельного случая. Курсы контраварийного вождения помогут избежать аварийных ситуаций на дорогах. Для защиты от печальных последствий были сконструированы пневматические подушки безопасности – их зачастую называются аэрбегами.

Насколько они эффективны, как модернизировались с течением времени и устройство подушки безопасности автомобиля – такие темы особенно актуальны буквально для всех автовладельцев. 

 

Исторический экскурс

На старте автомобилестроения транспортные средства не отличались высокими скоростными качествами, да и самих машин было немного. Поэтому проблема столкновения, по большому счету, игнорировала            сь. Однако постепенно автомобилей на дорогах становилось все больше, скорость движения, как и масса транспортных средств, увеличивались. И ровно пропорционально росло количество жертв аварий. 

Первым элементом безопасности стал ремень, который позволил уменьшить статистику ДТП почти на треть. Он был единственным инструментом выживания при столкновениях для водителя с пассажирами, и новых систем для этого не было практически до конца 20 века. Лишь чуть более 20 лет назад автопроизводителей США законодательно обязали комплектовать свою продукцию пневмоподушками, а позже к этому стандарту присоединились и другие страны. Однако перед этим в конструкцию аэрбегов было внесено много изменений, позволивших в случае фронтального столкновения повысить шансы на выживание на 30-40%. Сделано это было за счет использования не одного, а двух пиропатронов с газом. 

 

Общее устройство 

Условно пневматическую подушку специалисты делят на 3 составляющие: систему наддува (или газогенератор), сумку и электронные датчики удара. 

 Сумка – это нейлоновая оболочка, которая располагается в специально отведенной шине, закрытой тканевой или пластиковой накладкой. Несмотря на мизерную толщину материала (максимум 0,4 мм), сумка способна выдерживать колоссальные нагрузки с тем условием, что они будут кратковременными.

 Газогенератор представляет собой две капсулы (пиропатроны), отвечающие за подачу газа в сумку. Почему используются именно две капсулы, а не одна? Дело в том, что при наличии единственного пиропатрона достаточно сложно регулировать, сколько газа поступит в аэрбег. Поэтому принцип работы подушки безопасности в современном ее виде таков: один пиропатрон при срабатывании отдает 80% газа, а второй активируется лишь в случае сильного столкновения, когда человек нуждается в более жестком элементе безопасности. 

 Датчики удара. Обычно они расположены в передней части автомобиля. Эти компоненты системы активной безопасности должны мгновенно срабатывать в случае столкновения машины с другим объектом при скорости свыше 20 км/ч. Причем именно сенсоры считывают силу удара и передают сигнал активации на один или два пиропатрона. Соответственно, даже если машина находится в неподвижном состоянии, и в нее врезается другое транспортное средство, аэрбег все равно сделает свое дело. Одним словом, датчики реагируют еще до того, как срабатывает подушка безопасности, 

Помимо основных датчиков удара, в системе защиты есть сенсоры пассажирского сидения, которые исключают активацию подушек в том случае, если помимо водителя в салоне никого нет. Кроме того, иногда дополнительно устанавливаются акселерометры – приборы, позволяющие определить положение транспортного средства. Однако в любом случае все 3 основные компоненты активной безопасности автомобиля должны быть исправными – только тогда они способны сработать безотказно. 

 

Виды аэрбегов

Современные автомобили оборудуются не одним типом пневмоподушек, а сразу несколькими. Наибольшее распространение среди них получили фронтальные (передние), которые находятся вверху приборной панели (напротив места пассажира) и ступице руля. Данный тип защитных устройств встречается в любом, даже самом недорогом автомобиле. Они производятся самых разных размеров – это в основном зависит от особенностей салона. Например, для водителя габариты аэрбегов меньше, чем для пассажиров, ибо его дистанция до руля тоже меньше, чем от пассажира до торпедо. 

Фронтальные подушки нужны на случай удара в «носовую» часть машины. Причем наиболее совершенными считаются многоступенчатые устройства, учитывающие не только степень возникающих нагрузок, но и тип столкновения. 

 СОВЕТ. Если в машине находится ребенок, сидящий в детском автокресле на переднем сиденье, то фронтальный аэрбег следует выключить, нажав на кнопку. И будет не лишним поинтересоваться у водителя, имеется ли в панели приборов этот элемент безопасности. Если ответ будет положительным, то пассажиру нельзя упираться коленями в определенную часть панели, а также ехать с багажом на коленях или руках.

 Боковые подушки можно встретить преимущественно в богатых комплектациях. Они призваны при боковом столкновении защищать верхнюю часть туловища, исключая голову. Обычно такие пневмоподушки располагаются внутри передних кресел, однако иногда они встречаются и на заднем пассажирском ряду. И нужно всегда помнить, что их наличие исключает перевозку в отсеках дверей острых и крупногабаритных предметов. 

 Коленные аэрбеги – ими преимущественно оборудуются модели машин среднего ценового сегмента. Как работают подушки безопасности в автомобиле? Процесс происходит стандартно с той лишь особенностью, что такие защитные компоненты минимизируют возможный ущерб исключительно при столкновении «лоб в лоб». Причем ради большей эффективности человек за рулем обязан отрегулировать свое сиденье таким образом, чтобы дистанция от него до нижней части приборной панели составляла как минимум 10 см.  

 Шторки часто и вполне справедливо именуют головными пневмоподушками, так как они защищают от ударов сбоку и острых осколков стекла. Обычно они располагаются вверху салона, над окнами, либо в стойках. 

 

Принцип работы пневмоподушек

Еще до момента, как срабатывает подушка безопасности в авто, в системе происходят непростые процессы. Во-первых, после удара срабатывают датчики, запускающие механизм активации аэрбега. Во-вторых, после сигнала от ЭБУ (электронного блока управления) к работе подключается детонатор, представляющий собой таблетки с кислотой. Благодаря срабатыванию заряда температура газа моментально увеличивается, и он, пройдя через охлаждающее устройство, поступает в сумку подушки. Аэрбег быстро заполняется газообразным веществом, и подушка резко раскрывается. Время ее срабатывания после того, как был отправлен сигнал для активации, составляет всего 0,3 сек. 

В итоге человек ударяется головой в данный аварийный элемент, способный гасить до 90% энергии удара. То есть, на человека в салоне приходится лишь десятая часть нагрузок от столкновения, после чего подушка автоматически опадает. 

 

Как проверить работоспособность?

Владельцы подержанных автомобилей нередко сталкиваются с тем, что предыдущий хозяин транспортного средства уже использовал газ в пиропатронах и не удосужился их заменить на работоспособные. В итоге вопрос, как срабатывает подушка безопасности, уже не стоит. Во-вторых, максимальный срок применения аэрбегов составляет 14, а зачастую и 10 лет – этот показатель зависит от года производства авто, ее марки и даже модели. Поскольку по истечению данного периода пиропатрон обычно приходит в негодность, он подлежит обязательной замене. Соответственно, сразу после приобретения автомобиля с пробегом не лишним будет проверить функциональность активной системы безопасности. Для этого существует несколько вариантов. 

 Визуальный осмотр. Для начала нужно узнать, предусмотрены ли пневмомодушки для транспортного средства. Об их наличии свидетельствуют аббревиатура SRS либо надпись Airbag на панели и рулевом колесе. И если вокруг них заметны дефекты – царапины и пр. – то, скорее всего, система защиты уже использовалась. Причем шансы, что человек, продавший машину, позаботился о такой недешевой услуге, как замена пиропатронов, весьма невелики. Вдобавок есть вероятность, что если источник газа и был заменен, то с нарушением правил проведения данного процесса. 

Еще один признак того, что продавец на личном опыте уже убедился, как работает подушка безопасности в авто – новехонькое ветровое стекло. Очень трудно поверить, что оно не оказалось поврежденным в ДТП, поскольку замена этого элемента машины – удовольствие дорогое. Кроме того, не помешает проверка даты изготовления ремней для пристегивания. Когда они совпадают на всех автокреслах – все в порядке, аэрбеги не активировались. Ведь только мощный удар, спровоцировавший срабатывание системы защиты, может стать причиной замены ремней. 

 Включение двигателя – едва ли не самый простой и доступный способ проверки. После того, как зажигание включено, следует дождаться проявления на панели приборов надписи Airbag. Горит соответствующий светодиод недолго, он отключается уже через пару секунд. 

 Диагностика. Данный метод возможен лишь в том случае, если в машине предусмотрен разъем для диагностических работ. Как правило, он находится под «баранкой». Спустя полминуты после включения силового агрегата нужно с помощью канцелярской скрепки закрыть 2 контакта, после чего кнопки панели приборов должны заморгать. На одной из кнопок должен быть изображен человечек, а его отсутствие – прямое доказательство того, что модуль срабатывания аэрбегов элементарно отключен от бортовой сети. 

 

Правила, которые делают аэрбеги эффективными 

Чтобы в случае ДТП убедиться, как работает подушка безопасности в машине, рекомендуется следовать определенным правилам. Первое и незыблемое – пристегивание ремнем. Второе касается положения человека: нельзя опираться на подлокотник или дверь, класть ноги на торпедо, полулежать. Одним словом, сидеть нужно ровно. Что касается рекомендаций водителям, то они весьма просты: во время совершения поворота не следует располагать руки по диагонали рулевого колеса. Еще одна распространенная ошибка – держать руки сверху «баранки». 

Как уже было упомянуто, при перевозке детей на переднем пассажирском сиденье специальные автокресла следует устанавливать спинкой вперед, то есть против хода движения транспортного средства. При этом ПДД однозначно предписывают отключать соответствующий аэрбег. 

 

Что может привести к сбою аэрбегов?

Иногда защита оказывается малоэффективной из-за такого субъективного фактора, как размещение наклеек в зонах прорезей, через которые открываются пневмоподушки. Это чревато увеличением времени их срабатывания и снижением защитной функции. А ведь от того, как работает подушка безопасности, то есть насколько быстро она развернется, порой зависит жизнь человека…

Кроме того, если аэрбеги располагаются в спинке автокресел, надевать на них чехлы нельзя – в самый ответственный момент этот элемент защиты не сможет полноценно открыться.

Наконец, не рекомендуется использовать полироли для торпедо, которые могут повысить прочность пластиковых панелей.

Твитнуть

Критерии срабатывания подушек безопасности — Эксперт Никонов Владимир Николаевич — Статьи

Это авторский, с замечаниями из российской практики, перевод статьи «Air Bag Deployment Criteria», опубликованной в 2014 году Kenneth Solomon и Jesse Kendall в журнале «The Forensic Examiner®», официальном рецензируемом научном журнале Американского колледжа Института судебных экспертов, который приобрел популярность и признание в качестве ведущего судебно-экспертного журнала в мире.

И так как наши люди в булочную на такси такие журналы не читают, эта статья на «Праворубе» будет полезна как адвокатам по ДТП, так и читающим автоэкспертам. Адвокатам – как информация для допросов в суде нечитающих автоэкспертов с целью разъяснения им их пустых заключений, а читающим автоэкспертам – для того, чтобы не давать заключения на основе шаманского камлания.

Введение

Модули управления подушек безопасности используют сложные алгоритмы для принятия решений о развертывании на основе оценки серьезности аварии, связанной с изменением скорости движения транспортного средства или замедления в течение некоторого времени. Из-за того, что алгоритмы управления являются ноу-хау производителя, их фактические значения порогов скорости, ускорения, или деформации (пути) для развертывания подушки безопасности при столкновении не известны. Значения этих параметров и алгоритмы производители автомобилей не разглашают, ограничиваясь декларативными «сильный удар» или «удар достаточной силы» в руководствах владельцев, а дилеры их просто не знают, при этом разыгрывая перед клиентами спектакли с тестирующими модули управления приборами.

Действительно, столь размытые критерии нетехнического характера создают тупиковые ситуации при предъявлении судебных претензий со стороны владельцев автомобилей, у которых подушки безопасности не сработали в ДТП, или сработали произвольно без видимых причин. Это так же создает благоприятную почву для мошеннических инсценировок ДТП, заключающихся в «перекидке» на практически не деформированный автомобиль панелей со сработавшими подушками безопасности.

Однако величины технических параметров, необходимые для развертывания подушки безопасности, могут быть установлены путем исследования результатов лабораторных краш-тестов автомобилей конкретных производителей.

Задачи статьи

1. Получение информации и понимание работы системы управления подушками безопасности и ее компонентов.
2. Получение информации и понимание, когда должны или не должны сработать подушки безопасности.

Содержание статьи

Статья содержит введение в системы управления подушками безопасности и процессами их срабатывания, краткую историю датчиков удара. Описаны переменные, используемые в алгоритмах развертывания подушек безопасности, приведены сравнительные примеры с использованием нескольких запатентованных систем управления. Показан способ оценки диапазона скорости, замедления или деформации (пути), являющегося порогом для развертывания подушки безопасности.

Процесс развертывания подушек безопасности

Целью подушки безопасности является обеспечение упругой мягкой прокладки между пассажирами и интерьером автомобиля. Для достижения этой цели подушки должны быть полностью наполнены газом в короткий промежуток времени и ранее, чем пассажиры вступят с ними в контакт. Быстрое развертывание подушки потенциально может привести к смертельным травмам людей, если они уже находятся в контакте с подушкой безопасности во время ее раскрытия. Поэтому подушки безопасности должны иметь систему управления, которая может правильно распознавать, что происходит столкновение. При этом распознать достаточно рано, чтобы подушка безопасности успела раскрыться безопасно.

Подушка безопасности раскрывается после того, как электрический сигнал на раскрытие послан детонатору от модуля управления подушкой безопасности. Этот сигнал инициирует химическую реакцию, которая быстро надувает газом воздушный мешок из нейлоновой ткани. Газ содержит частицы пыли из материала, используемого для смазки мешка (как правило, тальк и кукурузный крахмал). После полного развертывания подушки газ выходит через небольшие вентиляционные отверстия. Отверстия имеют размеры и расположены так, чтобы уменьшать объем мешка с разной скоростью, в зависимости от типа транспортного средства.

История датчиков удара

Ранние системы раскрытия подушки безопасности использовали для обнаружения удара механические датчики, которые затем были изъяты из употребления на американском рынке около 1994 года. Такие датчики, как, например, «rolamite», содержали металлические ролики, стабилизированные в положении режима ожидания с помощью пружины или магнита.


При ударе за пределами предназначенного порога пружина или магнит не могли больше удерживать металлическую массу на месте. Масса перемещалась и нажимала на контакт, посылая электрический сигнал на модуль управления подушки безопасности. Системы с механическими датчиками, как правило, неточны в интерпретации небольших столкновений. Движения в механических датчиках может быть недостаточно при лобовых столкновениях, из-за чего срабатывание может происходить с задержкой. Современные датчики удара сейчас основаны на микроэлектромеханических системах (MEMS).

Новые системы распознавания удара

Новые датчики MEMS удара измеряют ускорение акселерометром, который посылает непрерывный поток данных в модуль управления подушки безопасности. Акселерометры, как правило, пьезоэлектрические или переменно емкостные датчики. Наиболее распространенным MEMS акселерометр, который используется сегодня, ADXL-50 производства Analog Devices.


Автору приходилось встречать заключения законченных идио «нечитающих» автоэкспертов, в которых они визуальным осмотром или органолептическим методом устанавливают неисправность датчика удара. Их логика ограничена примитивной цепочкой «был удар – подушки не сработали – значит, не исправен датчик удара». На самом деле процедуры тестирования таких датчиков основаны (на не утвержденных Минюстом, и, значит, на не признаваемых госэкспертами научными) алгоритмах типа Гаусса-Ньютона, требуют наличия специального программного обеспечения и оборудования. Примеры многочисленных тестов можно посмотреть на ютюбе, а при необходимости можно найти на сайте производителя официальный регламент тестирования и калибровки конкретной модели датчика.

https://youtu.be/ycThnu3k_vc

По мере того, как прицеленные к упругим элементам массы движутся относительно корпуса датчика за счет ускорения, специальные пластины, прикрепленные к массам, приближаются к другим неподвижным пластинам. Изменение расстояния между пластинами влияет на емкость датчика, или на способность удерживать электрический заряд. Это изменение емкости легко измеряется, и затем превращается в изменение напряжения. Изменение напряжения напрямую зависит от силы инерции из-за ускорения, а показания интерпретируются модулем управления подушки безопасности как ускорение. Алгоритм модуля управления может определить, является ли развертывание подушки безопасности необходимым, на основе заложенной в него математической модели импульсов ускорения во времени.

Процесс принятия решения

Модуль управления подушки безопасности (ACM) получает непрерывный сигнал от каждого датчика MEMS и записывает данные в течение определенного периода после специфического события. С помощью центрального процессора (CPU) он выполняет алгоритмические вычисления и дает или не дает команду для развертывания подушки безопасности. Алгоритмы определения степени тяжести удара работают путем оценки одного или нескольких кинематических параметров (ускорение, его производных или интегралов), список которых приведен приведены в таблице 1 ниже.

Примеры блок-схем алгоритмов принятия решения показаны на следующих рисунках.

Таблица 1.

Блок-схема алгоритма, использующего параметры: изменение скорости, путь и плотность энергии.


Блок-схема алгоритма, использующего параметры: замедление и рывок (толчок).


Блок-схема алгоритма, использующего параметры: ускорение и изменение скорости.


Варианты алгоритмов
Системы распознавания удара сильно различаются между патентами. Большинство систем, запатентованных после 1995 года, используют изменение скорости «дельта-V», ускорение, или рывок, как параметры для включения системы пробуждения и для раскрытия подушек безопасности. Последние системы также включают системы анализа наличия пассажиров и анализа расстояния до пассажира. В подходах, использованных в период между 1995 и 2008 годами несколькими изобретателями, различия весьма существенны. Однако команда для срабатывания подушек безопасности зависит от одного или более из набора основных кинематических параметров, описанных выше.


Когда раскрываются подушки безопасности

В соответствии с позицией Национального управления по безопасности движения департамента транспорта США (закреплено в соответствующем стандарте США, которого придерживаются и ряд широко известных иностранных производителей автомобилей), «подушки безопасности, как правило, предназначены для развертывания при фронтальных и почти фронтальных столкновениях, которые сравнимы с ударом в неподвижный жесткий барьер на скорости примерно от 8 до 14 миль в час». Определенные пороговые значения откалиброваны каждым производителем в соответствии с размером транспортного средства и жесткостью его конструкции. Система управления активируется для различения событий, таких как попадание в выбоину или столкновение с другим автомобилем. Это, как правило, имеет место, когда два последовательных импульса ускорения менее (примерно) -1g для небольших транспортных средств или менее (примерно) -2g для больших автомобилей, происходят в течение 10 миллисекунд. После пробуждения принимается решение либо раскрыть подушки безопасности, либо вернуться в нормальное состояние.

Из-за статуса «ноу-хау» алгоритмы управления и значения кинематических параметров для развертывания подушки безопасности при столкновении не известны. Однако, используя директиву NHTSA для подушек безопасности, в части их разворачивания при фронтальном ударе в барьер при скорости от 8 до 14 миль/ч, диапазон пороговых значений кинематических параметров может быть оценен с помощью известных значений жесткости транспортных средств и их массы.

Оценка пороговых значений

При столкновении величина деформации С  (в дюймах) при заданной скорости удара V (в милях в час) связана с отношением жесткости транспортного средства k  (в фунт/дюйм) и его весом w  (в фунтах) с помощью следующего уравнения:

Время от начала воздействия до момента достижения максимального импульса при ударе:
Заменяя в первом выражении отношение C/V из второго выражения, получаем:
Жесткость автомобиля k может быть определена из результатов краш-тестов с учетом массы автомобиля m, деформации C, и скорости удара V.  Жесткость автомобиля рассчитывается по формуле:

Таблица 2 показывает соответствующий спектр замедлений и деформаций (перемещений) в краш-тестах на фронтальный удар, для автомобилей, на которых имеются подушки безопасности, учитывая расчетное время для максимального импульса удара и для различных автомобилей по жесткости и массе.

Таблица 2

Видно, что нет существенной корреляции между весом автомобиля и его жесткостью. Две машины аналогичного веса могут иметь очень разные значения жесткости, как видно из сравнения 2010 Ford Fusion и 2010 Toyota Prius. Оба транспортных средства имеют примерно одинаковый вес автомобиля, но жесткость переда Toyota Prius значительно больше, чем жесткость Ford Fusion. Так как величина деформации и продолжительность воздействия на Ford Fusion больше, подушке безопасности Ford Fusion нужно будет раскрыться в пределах значения замедления меньших, чем те, которые требуются для Toyota Prius.

Сравнение значений

Условия реальных столкновений часто не совпадают с ударом в жесткий неподвижный барьер, и это надо учитывать при сравнении диапазонов фактических (из краш-тестов) и расчетных значений параметров. Продолжительность воздействия существенно не изменяется со скоростью удара, но в значительной степени зависит от типа столкновения. Подушки безопасности могут не развернуться, если есть жесткий удар, как наезд на столб, где деформируется только одна часть автомобиля. Подушки безопасности иногда не срабатывают, когда воздействие происходит постепенно, в течение длительного периода времени, как, когда автомобиль едет под или над другим объектом. Подушки безопасности могут не развернуться в столкновениях, в которых относительная жесткость столкнувшихся автомобилей сильно отличается. Например, столкновение передней части одного автомобиля и боковой стороны другого автомобиля. Кроме того, столкновения, которые происходят при острых углах, не всегда приводят к развертыванию подушек безопасности, так как значительного замедления в направлении продольных осей автомобилей (в направлении, измеряемом датчиком удара) не происходит.

Пример: подушки безопасности не раскрылись

Примером удара, где было значительное изменение скорости, но фронтальные подушки безопасности не сработали, было ДТП с участием Chevrolet Equinox 2007 года со встречным мотоциклом Harley-Davidson. Модуль управления подушки безопасности в Equinox зафиксировал максимальное изменение скорости 9.27 миль в час. Это значение находится в пределах диапазона от 8.0 до 14.0 миль в час, в котором ожидается развертывание подушек безопасности (как в случае фронтального удара в жесткий неподвижный барьер). Однако максимальное замедление было 3.27g. Это замедление было значительно ниже расчетного значения в диапазоне развертывания от 7.5g до 13.2g, как показано в таблице выше. Таким образом, фронтальные подушки безопасности не должны были сработать.

Пример: подушки безопасности раскрылись

Примером удара, который не привел к существенному изменению в скорости, но подушки безопасности раскрылись, было ДТП с участием Chevrolet Corvette 2007 года, который снес несколько дорожных знаков, деревьев и дорожных столбиков на очень высокой скорости. Автомобиль ударил первый объект на скорости более чем 60 миль в час, и модуль управления подушек безопасности зафиксировал максимальное изменение скорости 4. 96 миль в час, что значительно ниже диапазона от 8.0 до 14.0 миль в час, в котором ожидается развертывание подушек безопасности (как в случае фронтального удара в жесткий неподвижный барьер). К счастью для пассажира и водителя, зафиксированное максимальное замедление во время удара было 11.3g, которое находится выше расчетного порогового диапазона от 6.1g до 10.6g из таблицы выше. В результате подушки безопасности раскрылись и спасли жизнь пассажира и водителя.

Заключение

Подушки безопасности должны иметь систему управления, которая может распознавать удары правильно и достаточно рано, и раскрывать подушки безопасности безопасно. Системы развертывания обычно используют электронные датчики, которые постоянно сообщают ускорение автомобиля модулю управления подушками безопасности. Модули используют сложные алгоритмы, чтобы принять решение о раскрытии подушек безопасности на основе одного или более кинематических переменных. Из-за статуса «ноу-хау» алгоритмов развертывания значения скорости, ускорения или деформации, используемые в этих алгоритмах, неизвестны. Вместо этого, диапазоны значений скоростей удара, замедлений или деформаций могут быть рассчитаны на основе данных краш-тестов и затем использованы для экспертной оценки, должны ли были раскрыться подушки безопасности в случае конкретного столкновения.

Ссылки на источники

1. Collision Safety Institute. (2011). Bosch Crash Data Retrieval System – Crash Data Retrieval. Data Analyst Course Manual.
2. Huang, Mathew. (2002). Vehicle Crash Mechanics. CRC Press.
3. US Department of Transportation National Highway Traffic Safety Administration. (2003). What You Need to Know About Air Bags — DOT HS 809 575.

Об авторах

Джесси Кендалл получил степень бакалавра наук в области гражданского строительства в Университете Вермонта в Берлингтоне, штат Вермонт. Он завершил свою инженерную стажировку в Денвере, штат Колорадо, работая в строительных консалтинговых фирмах, прежде чем стать лицензированным профессиональным инженером в шести штатах. С более чем пятнадцатью лет опыта в гражданском строительстве, Джесси Кендалл сейчас живет и работает в Калифорнии в Института анализа риска и безопасности, специализирующимся в области судебной инженерии и реконструкции обстоятельств ДТП.

Доктор Соломон получил степень бакалавра наук, магистра наук и доктора в области машиностроения в Лос-Анджелесе. Доктор Соломон также имеет профессиональные инженерные лицензии. Доктор Соломон проводит исследования в области реконструкции ДТП и биомеханике в течение более 40 лет, имеет более чем 200 научных публикаций в международных изданиях, доклады и презентации. Им и в соавторстве написаны 13 книг. Он работал в качестве старшего научного сотрудника с RAND Corporation, преподавал на факультете в Высшей школе RAND, в Калифорнийском университете, Университете Южной Калифорнии, в Военно-морской аспирантуре, Университете Джорджа Мэйсона и академии шерифов Orange County.

Все стати автора на «Праворубе».

Как срабатывают подушки безопасности автомобиля?

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели блога Автогид. ру. Сегодня в статье мы узнаем, как срабатывают подушки безопасности наших легковых автомобилей. Венцом эволюции систем безопасности автомобиля становиться подушка безопасности. Сотни тысяч аварий и десятки тысяч спасённых жизней являют собой яркий пример эффективности использования подушки безопасности в современных машинах.

Любой водитель, который садится за руль транспортного средства автоматически находиться под угрозой попадания в дорожно-транспортное происшествие. Зачастую причиной ДТП могут быть собственная невнимательность или ошибки других участников дорожного движения. Даже невысокая скорость таит в себе опасность для водителя и его пассажиров. Столкновения машин при скорости в 60 км/час могут привести к летальному исходу. Именно для защиты водителя и пассажиров в случае ДТП были придуманы подушки безопасности.

История появления подушек безопасности для автомобиля

Увеличение количества автомобильного транспорта на дорогах повлекло за собой стремительный рост ДТП. Правила на заре автомобилестроения находились ещё в зачаточном состоянии и контроль со стороны правоохранительных органов был налажен недостаточным образом. Ещё только появлялись первые подразделения дорожной полиции, не имевшие опыта.

В силу недостатков конструкции и значительной массы машин многие ДТП заканчивались смертельным исходом или глубокой инвалидностью участников столкновения. Согласно статистике количество жертв на дорогах увеличивалось с каждым годом в силу возрастания использования автомобильного транспорта.

Первым конструктивным элементов призванным снизить количество жертв  ДТП было появление ремня безопасности. Его использование позволило снизить печальную статистику на 30%. До 90-х годов прошлого века в силу особенностей развития технического прогресса не удавалось инженерам автомобильных компаний внедрять новые системы безопасности в машины. Ремень безопасности оставался единственным шансом для водителя и пассажиров минимизировать вредные последствия ДТП.

Появление подушек безопасности в автомобилях стало переломным моментом в деле повышения безопасности участников движения. В конце 90-х годов прошлого века в США на законодательном уровне закрепили обязательную комплектацию машины подушками безопасности. При лобовых столкновениях подушки безопасности снижают риск смерти водителя и пассажиров на 30-40%. Главная задача подушки безопасности минимизировать возможный ущерб для организма человека при столкновении с другим движущимся транспортным средством или недвижимым объектом.

Как срабатывают подушки безопасности автомобиля?

Устройство подушки безопасности выполнено таким образом, чтобы обеспечить её срабатывание при сильном ударе. После столкновения с другим движимым или недвижимым объектом датчики,  расположенные в передней части машины передают сигнал пиропатрону, активизирующему срабатывание подушки.

Порядок срабатывания подушки безопасности следующий:

Реакция датчиков кузова на сильный удар.

Непосредственно датчик удара представляет собой стеклянную трубочку с отверстием. Внутри её находиться небольшой по размеру шарик со ртутью. При столкновении автомобиля ртутный шарик приходит в движение и активизирует датчик. Он в свою очередь, посылает электрический импульс к пиропатрону с порохом.

Пиропатрон.

Взрыв пиропатрона приводит в действие натяжители ремней безопасности. Ремень плотно прижимает тело человека к автомобильному сиденью и надёжно фиксирует его на несколько секунд.

Взрыв пороха в пиропатроне активизирует подушки безопасности. Они за очень короткое время наполняются газом, образующимся в результате смешивания азида натрия и нитрата калия. Отвечает за их смешивание система наддува, которая и закачивает практически мгновенно образовавшийся газ в подушки безопасности автомобиля.

Подушка безопасности.

Смешивание двух химических веществ приводит к образованию газообразного азота. В результате реакции происходит мини-взрыв практически мгновенно заполняющий подушки газом. Очень удобная и практически безотказная система.

Именно раскрывающаяся подушка безопасности мгновенно заполняет пространство между водителем и панелью приборов тем самым, исключая их контакт, зачастую приводящий к получению серьёзных травм.

Главная задача подушки безопасности снизить скорость движения пассажира или водителя до нулевой отметки. При этом на все действия должны уходить секунды для того, чтобы действительно обеспечить высокий уровень защиты людей.

Сегодня на дорогах страны становится всё меньше автомобилей, которые не оборудованы подушками безопасности. Невозможно увидеть новый автомобиль, не использующий этот важный элемент активной защиты водителя и пассажиров.

Устройство современной подушки безопасности

Конструкция подушки безопасности современного автомобиля проста и эффективна в использовании. Необходимо помнить, что применять её можно только один раз и потом система требует восстановления и установки новых комплектующих элементов. После срабатывания подушек практически все основные элементы требуют полной замены.

Всего можно выделить 3 составные части подушки безопасности:

Сумка.

Представлена крепкой нейлоновой тканью, которая может выдерживать очень серьёзные кратковременные нагрузки. Она хранится до срабатывания в специальной шине закрытой пластиковой или матерчатой накладкой.

Датчик удара.

Главная задача датчика удара своевременно активизировать подушку безопасности на начальной стадии столкновения. Не каждый удар приводит к срабатыванию подушек безопасности, и датчик обязательно учитывает силу, с которой происходит столкновение.

Дополнительно с датчиками устанавливают акселерометры, определяющие положение автомобиля в режиме реального времени. Система защиты водителя и пассажиров настроена таким образом, чтобы обеспечить срабатывание подушек безопасности за секунды. От этого во много зависит человеческая жизнь.

Система надува.

Служит для оперативного заполнения газом подушки безопасности с целью мгновенного увеличения её объёма. На всё про всё уходят доли секунды.

В принципе случаев, когда происходил отказ работы системы не зафиксировано. Необходимым условием срабатывания подушек безопасности является использование ремня безопасности. Если водитель или пассажир не пристёгнуты ремнями безопасности срабатывания подушек, может и не произойти.

Правила использования подушек безопасности

Мало знать принцип работы подушек безопасности ещё с ними надо правильным образом взаимодействовать для того, чтобы избежать вреда от их срабатывания при ДТП. Риск получения повреждений при активизации подушки безопасности минимален, но он всё равно существует. Зачастую отдельные водители получали тяжёлые травмы именно потому, что не знали правил использования подушек безопасности.

Детское автомобильное кресло.

Многие родители зачастую неправильно устанавливают детское автомобильное кресло на пассажирское сиденье рядом с водителем и тем самым подвергают своего ребёнка серьёзной опасности. Они устанавливают кресло не спинкой вперёд, а наоборот. Лицо ребёнка, оказывается прямо перед открывающейся подушкой безопасности. Делать это категорически запрещено. Выстрелившая подушка безопасности может поломать шейные позвонки неокрепшего молодого организма.

Наклейки.

Использование наклеек в местах срабатывания подушек безопасности недопустимо. Заклеивание отстреливающих элементов салона может привести к нарушению порядка срабатывания подушки безопасности. Эффективность защиты в этом случае значительно уменьшается.

Ремень безопасности.

Игнорирование ремня безопасности в автомобиле зачастую приводит к тому, что подушка не срабатывает и не выстреливает. Тем самым существует серьёзный риск получения увечий или даже гибели.

Регулировка рулевой колонки.

Если рулевая колонка автомобиля имеет возможность регулирования не стоит этим злоупотреблять. Задранный вверх руль может привести к тому, что подушка безопасности сработает неправильно и выстрелит под углом. Это очень часто приводит к получению водителем серьёзных травм.

Заключение

Каждый водитель и пассажир автомобиля обязательно должен помнить, что использование ремней безопасности является залогом срабатывания подушек безопасности. Жизнь и здоровье бесценны и не стоит пренебрегать системами защиты автомобиля.

Как работает подушка безопасности? Объяснение системы на простых примерах

Современные автомобили сконцентрированы на двух основных особенностях – экология и безопасность. Это два важнейших фактора, о которых заботятся все производители автомобилей в мире. Технологии, которые с каждым годом появляются на самых передовых авто, разрабатываются именно для максимальной безопасности, а также для сокращения выбросов во время движения. Комфорт, качество поездки уже волнуют производителей не так сильно, в этих аспектах удалось достичь максимума для пользователя.

Сегодня мы поговорим о подушках безопасности. Это элемент пассивной безопасности автомобиля, который срабатывает только в случае аварии. Данный элемент призван смягчить любые возможные влияния на водителя и пассажиров при деформации кузова автомобиля, а также при инерционном движении тела водителя или пассажиров при резкой остановке из-за удара о препятствие. Подушки безопасности доказали свою эффективность и стали наиболее важным элементом безопасности современных автомобилей.

Итак, сегодня мы рассмотрим такие аспекты:

  • какие бывают подушки безопасности в современных авто;
  • как срабатывают подушки, как они защищают человека;
  • насколько эффективна защита с помощью Airbag;
  • что делать, когда подушки срабатывают в машине;
  • как устранить неисправности с системой Airbag.

Поехали!

Виды и типы подушек безопасности в автомобилях

Производители соревнуются уже не только по количеству, но и по эффективности подушек безопасности. Впрочем, далеко не все производители автомобилей сами разрабатывают данные устройства. Чаще всего они их покупают у специализированных компаний. К примеру, компания Takata из Японии производит подушки практически для всех ведущих брендов, хоть и неоднократно попадала в скандалы с качеством своей продукции.

Основные типы подушек безопасности на современном авто такие:

  • фронтальные – расположены прямо напротив водителя и переднего пассажира;
  • боковые (шторки) – находятся над дверными арками и раскрываются вниз;
  • коленные – расположены под рулевой колонкой в районе коленей водителя;
  • в креслах – эти подушки расположены в боковой части кресел автомобиля;
  • прочие – в некоторых моделях используются и другие виды подушек.

Принципы работы всех типов подушек немного отличаются, поскольку они разные по своей форме и по задачам защиты при столкновении. Сама подушка изготавливается из нейлоновой ткани. Ее форма зависит от места установки. А принцип наполнения газом для всех современных подушек одинаковый.

Впервые подушки безопасности использовали в 1981 году на автомобилях Mercedes-Benz. Тогда это был технологический прорыв, но качество их срабатывания было далеко от того, что мы видим сейчас.

Как срабатывают и надуваются подушки безопасности в авто?

Работа подушки безопасности происходит в несколько этапов:

  1. Получение сигнала от датчиков удара, что автомобиль попал в ДТП.
  2. Надувание подушки с ее выбросом из места установки.
  3. Прием удара на себя, смягчение влияния ДТП на человека.
  4. Постепенное сдувание, чтобы деблокировать человека при сильной аварии.

Подушки безопасности одноразовые, после выстреливания их невозможно зарядить снова, нужно только менять изделия и перепрошивать блок управления безопасностью в машине для адекватной работы всех механизмов.

Сам процесс надувания подушки безопасности происходит с помощью специального газогенератора, которым оснащена каждая отдельная подушка. В момент получения сигнала от датчиков удара подушка сразу же срабатывает, газогенератор наполняет нейлоновый мешок газом, создавая нужное давление. Затем газ медленно выходит из подушки в атмосферу, комплекс безопасности сдувается. Также в самой подушке есть система управления, которая позволяет изделию за доли секунды срабатывать и вовремя надуваться до момента, когда тело водителя или пассажира по инерции ударится о твердые детали салона автомобиля.

Подушка должна сработать быстро, иначе она принесет только вред. К примеру, непристегнутый водитель будет довольно быстро лететь в сторону рулевого колеса, а невовремя открытая подушка безопасности может просто убить его, выступив в роли молота. Поэтому современные системы управления Airbag очень умны и разносторонне развиты. Они учитывают все факторы при столкновении, а не просто надувают все подушки одновременно.

Как машина может надувать разные комплекты подушек?

Вы могли заметить, что при авариях срабатывают не все типы подушек сразу. У многих автомобилей после ДТП выстреливает всего одна или две подушки. Современная система управления комплексом безопасности учитывает, сколько людей находится в салоне, куда приходится удар, насколько сильный удар произошел. Все эти факторы позволяют системе управления выбросить только те Airbag, которые необходимы для защиты здоровья и жизни человека.

Датчики столкновения сегодня устанавливаются по всей машине. К каждому датчику подключен определенный комплект подушек безопасности. Это позволяет системе включать газогенераторы только на тех Airbag, которые на самом деле могут помочь в данной ситуации. Именно поэтому современные комплексы безопасности так эффективны и так хорошо работают.

Эффективность срабатывания подушек безопасности в автомобиле

Если вы решили приобрести автомобиль, обязательно оцените, какой комплект подушек есть у него. К примеру, можно переплатить за более дорогую комплектацию, в которой производитель устанавливает 8 или 10 подушек безопасности, более точные датчики системы Airbag, более совершенную систему управления. В таком случае переплата точно себя окупит, если вы попадете в дорожную передрягу.

Итак, мы разобрались с тем, насколько эффективны подушки безопасности на автомобилях. И данные нас приятно удивили:

  1. Наличие фронтальной подушки безопасности в автомобиле снижает риск смерти при фронтальной аварии на 11%, по данным американского исследования 2009 года.
  2. По данным американской статистики 2001 года, за десять лет мониторинга использования подушек в автомобилях спасено 8000 жизней в авариях именно в США.
  3. Lada Kalina с подушкой безопасности получила от экспертов в процессе испытаний на безопасность 8.6 баллов из 10, а такая же Lada Kalina без фронтальных подушек получила лишь 5.3 балла из 10 за безопасность.
  4. Шансы выжить в аварии на скорости 200 км/ч на автомобилях Infiniti составляют более 70%. Шансы выжить в аварии на автомобиле ВАЗ 2110 на скорости 200 км/ч (гипотетически) равны 1-5%.

Правда, нужно признать, что подушки будут правильно работать только в том случае, если вы не будете им мешать это делать. Далее мы приведем интересные и глупые вещи, которые водители в странах СНГ активно делают, снижая тем самым эффективность срабатывания подушки безопасности в авто или даже повышая риски травмы или смерти при серьезной аварии.

Как вы сами уменьшаете эффективность Airbag?

Несмотря на действительно доказанную высокую эффективность подушек безопасности в автомобиле, мы своими руками часто уменьшаем качество срабатывания данной функции и увеличиваем риски получения серьезных травм при любой аварии. Делаем мы это неосознанно и по невнимательности, но это не облегчает последствий, которые могут возникнуть при ДТП с участием вашего автомобиля. Относиться к безопасности на современной машине нужно очень серьезно, не надеясь на технологии, а надеясь только на себя и на свои правильные действия.

Итак, самые популярные глупые поступки, которые снижают эффективность системы безопасности в автомобиле:

  1. Чехлы на сидения. Если вы хотите приобрести чехлы на кресла автомобиля, но при этом эти кресла оснащены подушками безопасности, вы можете усугубить ситуацию в процессе ДТП, так как подушка не раскроется или раскроется неправильно. В итоге, вы даже можете получить дополнительные травмы. Чехлы можно покупать только те, которые прошли сертификацию.
  2. Детское кресло на переднем сидении. Если вы устанавливаете детское кресло на переднем сидении авто, обязательно отключите фронтальную подушку безопасности. Иначе при ее срабатывании кресло отбросит вверх, а малыша просто катапультирует из него. Если в машине нет опции отключения фронтальной подушки пассажира, никогда не устанавливайте детское кресло на переднее сидение.
  3. Непристегнутые люди в автомобиле. Все пассажиры и водитель должны быть пристегнуты во время движения. При этом неважно какая скорость у авто, удобны вам ремни или нет, есть у вас какие-либо религиозные взгляды на ремни безопасности или нет. Пристегивайтесь, иначе подушка безопасности станет для вас снарядом, который на скорости 200 км/ч выстреливает из места установки и больно бьет водителя.
  4. Паленые подушки, заглушки. После аварии восстановить машину довольно сложно. Оригинальная подушка безопасности может стоить до 1000 долларов. Хорошо, что есть б/у варианты и альтернативные подушки от no-name производителей, которые стоят 100-150 долларов. Плохо лишь то, что это подушки-убийцы, которые гарантированно будут работать неправильно. Что и говорить о декоративных заглушках, которые так любят ставить люди в СНГ после аварий.

Учитывая важность сохранения жизни за рулем, стоит максимально внимательно отнестись к вопросам безопасности. Вы можете получить множество негативных эмоций при малейшем столкновении, если не будете учитывать указанные в этой статье особенности.

Также если вы покупаете подержанный автомобиль, обязательно обращайте внимание на подушки безопасности. Если они заменены на аналоги, отсутствуют, а на панели горит ошибка, не покупайте такой автомобиль. Впрочем, ошибка может и не гореть из-за прошитого блока управления, так что проверяйте машину тщательнее на предмет возможных ДТП.

Подводим итоги

Как видите, правильное срабатывание подушек безопасности в автомобиле – это крайне важный аспект выживания в авариях. Если его недооценивать, в один нехороший день можно сильно пожалеть о таком халатном отношении к своей жизни и своей безопасности. Обязательно учитывайте, что неисправный Airbag может убить водителя или пассажира или травмировать его даже без аварий. Если вы увидели ошибку Airbag на панели автомобиля, стоит сразу же предпринять меры, записавшись на диагностику машины на СТО.

Любые ошибки в использовании систем безопасности вашего автомобиля могут обернуться крайне негативными последствиями. К сожалению, все опции безопасности в современных авто придумываются не просто так. Они придуманы на крови сотен тысяч людей, которые погибли и травмировались в автомобильных авариях по всему миру. Поэтому соблюдать эти правила в ваших же интересах. Теперь вы знаете все о работе подушек безопасности в автомобиле, и мы надеемся, что вы всегда будете в безопасности.

Страшная сила! Какую угрозу таят подушки безопасности и сработают ли 20-летние айрбэги

Подушки безопасности в качестве базового оснащения стали устанавливаться в автомобили в середине 1980-х годов и с тех пор спасли огромное количество людей от травм и даже смерти. Но помимо пользы айрбэги таят в себе и серьезную опасность при неправильном использовании.

Правда, если автомобиль уже побывал в ДТП и после него подушки не заменили на новые, при следующем столкновении они уже ничем не помогут. Но можно ли устанавливать «бэушные» айрбэги, сработают ли они? Проверим. И заодно расскажем вам про опасность подушек безопасности.

Старые подушки безопасности могут не сработать?

Бытует мнение, что по достижении определенного возраста подушки безопасности могут не сработать, их даже нужно менять. Существуют различные обоснования этой точки зрения. Но специалисты говорят о том, что даже айрбэги из 1990-х срабатывают без каких-либо проблем. Главное – появление в нужный момент 12 В на контактах пиропатрона. И в старой машине скорее подведет проводка, чем сама подушка. 

Примерно до конца 1990-х – начала 2000-х годов одни автопроизводители рекомендовали дилерский осмотр айрбэгов каждые 10 лет, другие действительно указывали, что раз в 15 лет необходима замена подушек безопасности.  

В 2000-х от такой практики ушли. Все производители уверены в том, что подушки без проблем прослужат до момента окончания эксплуатации автомобиля и нет никакой необходимости в их дополнительной проверке, тем более замене. Хотя были и исключения, но о них чуть позже. 

Мы взяли пять старых подушек безопасности, чтобы проверить, как они сработают: одну водительскую, одну пассажирскую и три боковые. Но мы не просто подадим на них 12 В… Всему свое время.

Опасность безопасности

В момент столкновения по сигналу с датчика удара на контактах запала подушки безопасности появляется напряжение, что приводит к взрыву пиропатрона и мгновенному выделению большого количества газа. Он поступает в аккуратно сложенный купол подушки и за доли секунды надувает его. В процессе раскрытия фронтальный айрбэг движется навстречу водителю со скоростью почти 300 км/ч. 

Система безопасности проектируется таким образом, что все ее составляющие работают в совокупности. Водитель и пассажиры должны быть пристегнуты ремнями безопасности – только в этом случае можно быть уверенным, что при ДТП смещающийся вперед водитель встретится головой и грудью с уже полностью раскрывшимся куполом. Далее подушка начнет сжиматься и смягчит удар для прилетевшего в нее человека.

Если же водитель или пассажир не пристегнуты, то в современных автомобилях подушки безопасности сработать не должны. Но ведь система назойливыми оповещениями требует пристегнуться, поэтому многие водители, отрицающие пользу ремней безопасности, пропускают их за спинкой сиденья или используют заглушку, которая вставляется в замок ремня. В этом случае при аварии тело человека может начать смещаться вперед куда раньше, чем на это рассчитывают разработчики системы безопасности, в результате чего произойдет контакт с еще раскрывающейся подушкой безопасности. Результат – сломанные носы, сотрясения мозга, переломы ребер. А если во рту в момент столкновения Chupa Chups или курительная трубка? 

Вы можете резонно возразить, что при просмотре видео с краш-тестов видно, что водитель начинает смещаться вперед тогда, когда подушка уже полностью раскрылась. Но давайте не забывать, что и скорость столкновения в случае краш-теста составляет 64 км/ч. Реальная авария легко произойдет на куда более высокой скорости и при совсем другом сценарии, в результате обманувший систему водитель может вообще не встретиться с подушкой. Более того, настоящему ДТП обычно предшествует торможение. И уже при резком торможении непристегнутый человек летит вперед. Если после этого следует удар, то раскрывающийся айрбэг отправляет его в обратном направлении.

Поэтому пристегиваться в автомобиле нужно всегда, при этом пристегиваться правильно. Правильно, это когда ремень плотно прилегает к телу, а не болтается вытянутым, плечевая лямка отрегулирована так, что лежит ровно на середине плеча, а не на шее и не сбоку. При этом на вас не должно быть толстой одежды, например, пуховика, который образует между телом и ремнем своего рода воздушную подушку, из-за которой при столкновении произойдет излишнее смещение вперед. 

Отрицающие пользу ремней здесь могут обрадоваться: мол, если не пристегнуться и не пытаться обмануть систему, то и риска получить травмы от подушки безопасности нет. Это так, только, будучи непристегнутым, вы просто убьетесь о руль или лобовое стекло.

Очень серьезную угрозу несет пассажирская подушка безопасности в том случае, когда на переднем правом сиденье установлено спиной по направлению движения детское автокресло. И в самих автомобилях, и на креслах присутствуют предупреждения о запрете использования удерживающего устройства на переднем сиденье без отключения подушки безопасности. Благо на большинстве машин айрбэг пассажира отключается простым поворотом переключателя, но не на всех. Например, у Ford возможность деактивировать пассажирскую подушку – платная опция. Но, несмотря на все указания, некоторые родители умудряются ставить детское кресло спиной вперед на переднем сиденье и не отключать айрбэг. Что происходит в этом случае при фронтальном столкновении? Правильно, кресло, которое находится слишком близко к панели, получает сильнейший удар раскрывающимся куполом подушки. Вот простой и наглядный пример:

Даже если ребенок посажен в кресло лицом вперед, при ДТП он может столкнуться с подушкой безопасности совсем не так, как взрослые пассажиры, на которых преимущественно все и рассчитано. Поэтому маленьким детям в принципе не стоит ездить спереди. И уж тем более в машине с айрбэгами нельзя катать детей на коленях, например, давая порулить на глухой сельской дороге. 

Опасность получить травму от подушки безопасности есть даже в стоящей на месте машине. Например, можно перепутать провода при ремонте электропроводки рулевой колонки, что приведет к срабатыванию айрбэга.

Подушки-убийцы

Но даже при правильном использовании не все подушки безопасности оказались одинаково полезными. Многие наверняка догадались, что мы клоним в сторону продукции японской компании Takata. Еще в конце 1990-х ее американское подразделение начало использовать в своих газогенераторах нитрат аммония – известную всем с детства аммиачную селитру. Это вещество было в 10 раз дешевле применявшегося ранее тетразола, что при массовом производстве айрбэгов и колоссальном спросе на них приводило к трехкратному удешевлению конечного изделия и росту прибыли.

Проблема заключалась в том, что нитрат аммония в зависимости от температуры и влажности способен находиться в разных кристаллических состояниях, каждое из них различается характеристиками горения. Кроме того, со временем происходит процесс деградации вещества – на это нужно около десяти лет, а на территориях с высокой влажностью потребуется меньше времени. Но если вы думаете, что в этом случае старая подушка не сработает, то вы ошибаетесь. Наоборот, взрыв будет гораздо сильнее, чем было запланировано.

Уже на этапе испытаний нитрат-аммониевых подушек безопасности происходили случаи разрыва металлических корпусов газогенераторов. Многие инженеры понимали опасность применения аммиачной селитры, но руководитель американской лаборатории Пареш Хандхадиа имел серьезное влияние в японской компании, поэтому производство айрбэгов на основе аммиачной селитры было запущено, а в 2001 году перенесено на специально построенный завод в Мексике.

Нестабильность нитрата аммония наложилась на мексиканское раздолбайство. Взрывчатку могли неправильно хранить, устанавливали в пиропатроны не те детали и т.д.

Результатом применения таких подушек безопасности стали как минимум 24 смерти. Излишней силы взрыв пиропатрона приводил к тому, что его металлический корпус разносило на куски, обломки вместе с раскрывающимся куполом подушки отправлялись в салон или вовсе за пределы автомобиля. Те, кому повезло выжить после встречи со шрапнелью из кусков газогенератора, получили, по сути, осколочные ранения.

За многие годы были выпущены десятки миллионов автомобилей с дефектными подушками безопасности Takata, несущими угрозу находящимся в салоне. Они ставились в американские Honda, Acura, BMW, Toyota, Ford, Mazda, Tesla и автомобили некоторых других марок. Разумеется, автопроизводителям пришлось раскошелиться на отзывные кампании и менять подушки.

Интересно, что проблема характерна только для подушек Takata, производившихся для американского рынка. Руководство других территориальных офисов компании осознавало опасность применения нитрата аммония, но ничего не смогло поделать с запуском производства айрбэгов на его основе в Северной Америке. Однако в европейском подразделении не стали брать на вооружение аммиачную селитру, а использовали состав на основе значительно более безопасного нитрата гуанидина, по этому же пути пошли и на китайском производстве Takata.

Большинство случаев, связанных с разрывом корпусов газогенераторов, произошло в регионах с жарким и влажным климатом. Руководство Takata оправдывалось, что они не могли предполагать подобного развития событий, для этого нужны были долговременные тесты. Но это уже никого не интересовало. Колоссальные штрафы в США и удар по имиджу привели к банкротству компании в 2017 году.

В 2019-м в США всплыла информация о расследовании Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA), в центре которого на этот раз оказалась продукция ZF-TRW. Но в этом случае ситуация была противоположной: было зафиксировано несколько серьезных ДТП, в которых подушки безопасности не сработали.

Поднимала NHTSA и проблему дешевых китайских айрбэгов, которые ввозились в США начиная с 2009 года и устанавливались в качестве замены сработавших. Специалисты администрации проверили китайские подушки и установили, что они имеют ряд проблем: одни из них не раскрывались, другие срабатывали по аналогии с дефектными продуктами Takata, отправляя в салон шрапнель из обломков пиропатрона.

Раскроются или нет?

В нашем распоряжении пять подушек безопасности, предоставленных для теста компанией «Автостронг-М». Три из них боковые, две фронтальные: одна водительская и одна пассажирская.

Две боковые подушки – с автомобиля Mercedes. Они выпущены в 1999 году компанией Petri AG, которая в 2000-м была куплена как раз японской Takata. Еще один из боковых айрбэгов выпущен в 2000 году компанией TRW, тогда еще не принадлежащей ZF, – он стоял на автомобиле BMW. 

Фронтальная пассажирская подушка также с BMW и также производства TRW. Ее год выпуска – 1997-й. Наконец, водительский айрбэг с автомобиля KIA выпущен компанией Autoliv. К сожалению, на белых наклейках отсутствовала информация о годе выпуска, а желтая была уничтожена. 

Для начала просто возьмем одну из боковых подушек Mercedes, подадим на нее 12 В от аккумулятора и посмотрим, раскроется ли она. 

Подсоединяем провода, касаемся клемм – айрбэг взрывается с громким хлопком. 

Ну что же, давайте такую же подушку запихаем в старую шину – разорвет или нет? Сработала, но никаких повреждений покрышке не нанесла.

Оставляем еще одну «боковушку» на потом, а сами переходим к самой большой подушке – фронтальной пассажирской. Для ее испытания мы соорудили конструкцию из двух листов фанеры толщиной 12 мм, соединенных между собой деревянными брусками. Все это собрано на толстые саморезы. Корпус айрбэга лежит на нижнем листе фанеры, купол будет раскрываться в сторону верхнего. От смещения при взрыве кассета зафиксирована двумя кусками бетона.

Подсоединяем провода, подаем питание – и нашу чудо-конструкцию разносит в хлам. Куски бетона отбрасывает на несколько метров в сторону, один из деревянных брусков улетает метров на пять в сторону, а еще один обнаруживаем и вовсе в 15 метрах от исходной позиции. Третий брусок вместе с верхним листом фанеры взлетел метра на четыре вверх. Сама фанера не получила никаких повреждений – еще бы при такой-то толщине. 

Но при осмотре элементов оказывается, что в процессе раскрытия подушки часть саморезов просто порвало. Еще несколько вырвало из брусков, они остались погнутыми. Страшная сила! Даже представлять не хочется, что произойдет с детским автокреслом, когда в него раскроется пассажирская подушка.

Далее самая интересная часть нашего эксперимента. Делаем из листов фанеры импровизированный подиум, на который устанавливаем пятикилограммовый арбуз. А перед ним ставим и фиксируем водительскую подушку безопасности. Арбуз – это импровизированная голова непристегнутого водителя, которая оказывается в зоне раскрытия подушки. Разобьет, отбросит? Ответов на эти вопросы мы не получили, поскольку именно этот айрбэг не сработал.  

Что же, придется заменить нераскрывшуюся подушку боковой и ударить по арбузу ею. Боковая сработала – арбуз отбросило в сторону. Никаких повреждений он не получил. Но при просмотре замедленной съемки мы поняли, что совершили ошибку и не учли куда меньшие размеры боковой подушки, которая даже не коснулась нашей большой ягоды. Зато она сдвинула фанерный подиум, поэтому арбуз и укатился.

Наш вердикт

Несмотря на все «страшилки», подушки безопасности не несут угрозы здоровью при правильном использовании и в случае аварии реально помогают защитить находящихся в машине от травм. Даже после ДТП, в результате которого произошло раскрытие подушек, все их можно заменить. Благо сегодня они в достатке присутствуют на «разборках» и стоят относительно недорого. И, как показал наш эксперимент, даже айрбэги старше 20 лет успешно раскрываются. Лишь одна подушка из пяти протестированных не сработала. О причинах этого можно только догадываться. Конечно, восстановление системы безопасности не всегда обойдется одной лишь установкой новых айрбэгов, замена может потребоваться и датчикам удара, и преднатяжителям ремней безопасности, и в некоторых случаях блоку SRS.

К сожалению, это не очень дешево, поэтому многие предпочитают просто удалить сработавшие подушки, обманув систему путем установки резисторов. Если вы заботитесь о своей безопасности, при покупке подержанного автомобиля следует проверить наличие айрбэгов. Как это сделать – расскажем в отдельном материале.

Редакция благодарит компанию «Автостронг-М» за предоставленные подушки безопасности

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Как работают подушки безопасности? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Транспорт > Подушки безопасности

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Взрыв! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый взрыв (надеюсь) вызовет подушка безопасности из приборной панели, смягчая удар и помогая уменьшить повреждение вашего тела. Подушки безопасности очень просты, но в то же время удивительно умны, потому что они открываться на скорости более 300 км/ч (200 миль в час) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Художественное произведение: подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной работе манекенов для краш-тестов, которые стали неотъемлемой частью дизайна автомобилей с тех пор, как самый первый манекен Сьерра Сэм совершил свой первый тест-драйв в 1919 году.49. Если бы мы не могли протестировать инновации в области безопасности на манекенах, мы бы никогда не смогли применить их в наших автомобилях по-настоящему.

Содержание

  1. Почему автомобильные аварии наносят ущерб
  2. Как помогают подушки безопасности
  3. Как работают подушки безопасности
  4. Кто изобрел подушки безопасности?
  5. Узнать больше

Почему автокатастрофы наносят ущерб

Как и все в мире, автомобильные аварии контролируются законами физики, а точнее, законы движения.

Все, что движется, имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько «материал», который содержит объект, и он тесно связан с его весом. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго это означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетическая энергия, и чем тяжелее ваш автомобиль и чем быстрее вы движетесь, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы не врежетесь во что-нибудь. Тогда вся энергия идти куда-то. Несмотря на то, что автомобили предназначены для того, чтобы мяться и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

Схема: Чем быстрее вы едете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно потерять, прежде чем вы остановитесь. Если при столкновении ваша машина останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше сильное столкновение, и тем больше шанс, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Диаграмма основана на транспортном средстве полной массой 1500 кг.]

Беда в том, что люди внутри движущаяся машина тоже имеет массу и скорость и, даже если машина остановится, они, как правило, продолжают идти. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона в честь гениального английского физика сэра Исаака Ньютон, впервые сформулировавший это), что вещи, которые движутся, имеют тенденцию сохранять при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. Машины ремни безопасности использовались десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит целых 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахара — и совсем не сдерживается. Так что, даже если ваше тело закреплено туго, тот же основной закон Физика говорит, что твоя голова будет продолжать двигаться и врежется в рулевое колесо или лобовое стекло (ветровое стекло). Вот где на помощь приходят подушки безопасности.

Рекламные ссылки

Как помогают подушки безопасности

Подушка безопасности более правильно известна как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувное удерживающее устройство (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не пристегивая ваш ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться при аварии и сдувается, когда ваша голова давит на него. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам было бы не лучше.

Фото: Типичный манекен для краш-тестов имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен по имени «Адам» не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, чтобы исследователи могли проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Насколько эффективны подушки безопасности?

Кажется, что подушки безопасности должны быть хорошей идеей, но ученые любят неопровержимые доказательства: есть доказательства того, что они снижают смертность? В 1995, Адриан Лунд и Сьюзен Фергюсон опубликовали крупное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24 процента при лобовых столкновениях и на 16 процентов при авариях всех видов по сравнению с автомобилями, оснащенными только ручными ремнями безопасности.

Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — взрывоопасные штуки, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вам жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаются с конца 1990-х годов) огонь с меньшей силой, чем у старых моделей, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

  1. Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
  7. Когда сумка расширяется, пластиковая крышка срывается с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт известковым веществом, таким как тальк, чтобы он мог плавно разворачиваться.
  8. Водитель (двигаясь вперед из-за удара) давит на сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К моменту остановки автомобиля сумка должна полностью сдуться.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если вы поищите в Интернете, вы обнаружите, что изобретением подушек безопасности приписывают немало разных людей. Кто первым о них подумал? В Соединенных Штатах это, по-видимому, был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, которому пришла в голову эта идея после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в кювет, чтобы избежать удара о камень, почти выбросив его дочь через лобовое стекло. Хетрик подал заявку на патент на сборку подушек безопасности для автомобилей 5 августа 19 года.52 (он был выдан в качестве патента США № 2 649 311 18 августа 1953 г.). Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Хетрика, хотя официально оно было предоставлено через три месяца после патента Хетрика в ноябре 1953 года. Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что два человека пришли к одной и той же идее независимо друг от друга более или менее в одно и то же время.

Работа: Оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Здесь есть три отдельных рисунка, на которых показан основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид рулевого колеса в перспективе (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа). Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтый) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра (зеленый) и надувать подушку подушки безопасности. Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США. Полное описание см. в разделе Сборка подушек безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор многие другие изобретатели развили эту идею, в частности Аллен К. Брид (1927–2000), который разработал множество различных способов инициирования взрыва газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он разработал свою первую подушку безопасности в 1968 году и подал многочисленные патенты на усовершенствования, помогая превратить корпорацию Breed в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О. Берриман из Eaton Yale and Towne Inc., производивший подушки безопасности для Ford. (US3441290A: Система безопасности автомобиля, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler. (US3618981A: Надувное устройство, поданное в 1969 г.), и Ирвинг и Эмануэль Ландсман. (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 г.), которые одними из первых описали боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях. Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, а в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US387469.3A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

  • Акселерометры
  • Законы движения

Статьи

Новости и научно-популярные новости
  • 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил в серийное производство подушку безопасности водителя и преднатяжитель ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz от 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в Европейская разработка подушек безопасности.
  • Более дешевая подушка безопасности и Путь Такаты к смертельному кризису Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как скандальная модификация подушки безопасности ввергла крупных автопроизводителей в кризис безопасности.
  • 2 января 1966 года: Николас Бакалар, когда подушки безопасности были скорее научной фантастикой, чем фактом. The New York Times, 14 декабря 2015 г. Как подушки безопасности превратились из «невероятных» в незаменимые.
  • Неисправные подушки безопасности Takata по-прежнему точные, поскольку отзыв отстает от Hiroko Tabuchi и Danielle Ivory. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
  • Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г. Как личная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
  • Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов. Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Крэнфилдского университета разработали подушку безопасности, которая раскрывается снаружи автомобиля.
  • Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 г. Один из экспертов утверждает, что срабатывание подушек безопасности на низкой скорости может привести к кратковременным высокоинтенсивным волнам давления, которые могут повредить слух.
Научная и техническая
  • Полевые испытания фронтальных подушек безопасности: обзор литературы Ричарда Кента и др., Traffic Injury Prevention Vol. 6,1 (2005), стр. 1–23. Описывается как «обширный обзор литературы по полевым характеристикам фронтальных подушек безопасности».

Книги

Для читателей постарше
  • Мобильность без беспредела: безопасность, автомобили и гражданство, Джереми Пэкер. Издательство Университета Дьюка, 2008 г. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пэкер исследует противоречия, подобные этому, в увлекательном историческом отчете.
  • Авария Николаса Фейта. Channel 4 TV/Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
  • Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Особого освещения подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и подобных мер безопасности.
Для младших читателей
  • Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и автором этой книги. Возраст 9–12.
  • Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих прекрасных книг DK Eyewitness, эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для возраста 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым), вероятно, она тоже понравится.

Видео

  • Раскрытие подушки безопасности в замедленной съемке: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности раскрывается, Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем с человеком прижимаясь к нему.
  • Краш-тесты краш-тестов подушек безопасности Ford Next-Generation: кадры замедленного краш-теста с манекеном, показывающие, как подушки безопасности раскрываются с невероятно высокой скоростью во время аварии.

Патенты

  • Патент США № 2,649,311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
  • Патент США № 4711466: Аллен К. Брид, способ и устройство для запуска газогенератора от внешнего датчика, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
  • US3441290A: Система безопасности автомобиля Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
  • US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Chrysler, 31 октября 1969 г.
  • US3617073A: Автомобильная система безопасности Ирвинга и Эмануэля Ландсманов, 17 сентября 1969 г.
  • US3874693A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров транспортных средств, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оценить эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

  • Связь
  • Компьютеры
  • Электричество и электроника
  • Энергия
  • Машиностроение
  • Окружающая среда

  • Гаджеты
  • Домашняя жизнь
  • Материалы
  • Наука
  • Инструменты и приборы
  • Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Как работают подушки безопасности? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Транспорт > Подушки безопасности

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Взрыв! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый взрыв (надеюсь) вызовет подушка безопасности из приборной панели, смягчая удар и помогая уменьшить повреждение вашего тела. Подушки безопасности очень просты, но в то же время удивительно умны, потому что они открываться на скорости более 300 км/ч (200 миль в час) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Художественное произведение: подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной работе манекенов для краш-тестов, которые стали неотъемлемой частью дизайна автомобилей с тех пор, как самый первый манекен Сьерра Сэм совершил свой первый тест-драйв в 1919 году.49. Если бы мы не могли протестировать инновации в области безопасности на манекенах, мы бы никогда не смогли применить их в наших автомобилях по-настоящему.

Содержание

  1. Почему автомобильные аварии наносят ущерб
  2. Как помогают подушки безопасности
  3. Как работают подушки безопасности
  4. Кто изобрел подушки безопасности?
  5. Узнать больше

Почему автокатастрофы наносят ущерб

Как и все в мире, автомобильные аварии контролируются законами физики, а точнее, законы движения.

Все, что движется, имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько «материал», который содержит объект, и он тесно связан с его весом. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго это означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетическая энергия, и чем тяжелее ваш автомобиль и чем быстрее вы движетесь, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы не врежетесь во что-нибудь. Тогда вся энергия идти куда-то. Несмотря на то, что автомобили предназначены для того, чтобы мяться и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

Схема: Чем быстрее вы едете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно потерять, прежде чем вы остановитесь. Если при столкновении ваша машина останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше сильное столкновение, и тем больше шанс, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Диаграмма основана на транспортном средстве полной массой 1500 кг.]

Беда в том, что люди внутри движущаяся машина тоже имеет массу и скорость и, даже если машина остановится, они, как правило, продолжают идти. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона в честь гениального английского физика сэра Исаака Ньютон, впервые сформулировавший это), что вещи, которые движутся, имеют тенденцию сохранять при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. Машины ремни безопасности использовались десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит целых 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахара — и совсем не сдерживается. Так что, даже если ваше тело закреплено туго, тот же основной закон Физика говорит, что твоя голова будет продолжать двигаться и врежется в рулевое колесо или лобовое стекло (ветровое стекло). Вот где на помощь приходят подушки безопасности.

Рекламные ссылки

Как помогают подушки безопасности

Подушка безопасности более правильно известна как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувное удерживающее устройство (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не пристегивая ваш ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться при аварии и сдувается, когда ваша голова давит на него. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам было бы не лучше.

Фото: Типичный манекен для краш-тестов имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен по имени «Адам» не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, чтобы исследователи могли проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Насколько эффективны подушки безопасности?

Кажется, что подушки безопасности должны быть хорошей идеей, но ученые любят неопровержимые доказательства: есть доказательства того, что они снижают смертность? В 1995, Адриан Лунд и Сьюзен Фергюсон опубликовали крупное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24 процента при лобовых столкновениях и на 16 процентов при авариях всех видов по сравнению с автомобилями, оснащенными только ручными ремнями безопасности.

Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — взрывоопасные штуки, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вам жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаются с конца 1990-х годов) огонь с меньшей силой, чем у старых моделей, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

  1. Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
  7. Когда сумка расширяется, пластиковая крышка срывается с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт известковым веществом, таким как тальк, чтобы он мог плавно разворачиваться.
  8. Водитель (двигаясь вперед из-за удара) давит на сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К моменту остановки автомобиля сумка должна полностью сдуться.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если вы поищите в Интернете, вы обнаружите, что изобретением подушек безопасности приписывают немало разных людей. Кто первым о них подумал? В Соединенных Штатах это, по-видимому, был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, которому пришла в голову эта идея после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в кювет, чтобы избежать удара о камень, почти выбросив его дочь через лобовое стекло. Хетрик подал заявку на патент на сборку подушек безопасности для автомобилей 5 августа 19 года.52 (он был выдан в качестве патента США № 2 649 311 18 августа 1953 г.). Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Хетрика, хотя официально оно было предоставлено через три месяца после патента Хетрика в ноябре 1953 года. Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что два человека пришли к одной и той же идее независимо друг от друга более или менее в одно и то же время.

Работа: Оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Здесь есть три отдельных рисунка, на которых показан основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид рулевого колеса в перспективе (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа). Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтый) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра (зеленый) и надувать подушку подушки безопасности. Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США. Полное описание см. в разделе Сборка подушек безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор многие другие изобретатели развили эту идею, в частности Аллен К. Брид (1927–2000), который разработал множество различных способов инициирования взрыва газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он разработал свою первую подушку безопасности в 1968 году и подал многочисленные патенты на усовершенствования, помогая превратить корпорацию Breed в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О. Берриман из Eaton Yale and Towne Inc., производивший подушки безопасности для Ford. (US3441290A: Система безопасности автомобиля, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler. (US3618981A: Надувное устройство, поданное в 1969 г.), и Ирвинг и Эмануэль Ландсман. (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 г.), которые одними из первых описали боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях. Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, а в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US387469.3A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

  • Акселерометры
  • Законы движения

Статьи

Новости и научно-популярные новости
  • 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил в серийное производство подушку безопасности водителя и преднатяжитель ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz от 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в Европейская разработка подушек безопасности.
  • Более дешевая подушка безопасности и Путь Такаты к смертельному кризису Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как скандальная модификация подушки безопасности ввергла крупных автопроизводителей в кризис безопасности.
  • 2 января 1966 года: Николас Бакалар, когда подушки безопасности были скорее научной фантастикой, чем фактом. The New York Times, 14 декабря 2015 г. Как подушки безопасности превратились из «невероятных» в незаменимые.
  • Неисправные подушки безопасности Takata по-прежнему точные, поскольку отзыв отстает от Hiroko Tabuchi и Danielle Ivory. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
  • Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г. Как личная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
  • Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов. Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Крэнфилдского университета разработали подушку безопасности, которая раскрывается снаружи автомобиля.
  • Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 г. Один из экспертов утверждает, что срабатывание подушек безопасности на низкой скорости может привести к кратковременным высокоинтенсивным волнам давления, которые могут повредить слух.
Научная и техническая
  • Полевые испытания фронтальных подушек безопасности: обзор литературы Ричарда Кента и др., Traffic Injury Prevention Vol. 6,1 (2005), стр. 1–23. Описывается как «обширный обзор литературы по полевым характеристикам фронтальных подушек безопасности».

Книги

Для читателей постарше
  • Мобильность без беспредела: безопасность, автомобили и гражданство, Джереми Пэкер. Издательство Университета Дьюка, 2008 г. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пэкер исследует противоречия, подобные этому, в увлекательном историческом отчете.
  • Авария Николаса Фейта. Channel 4 TV/Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
  • Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Особого освещения подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и подобных мер безопасности.
Для младших читателей
  • Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и автором этой книги. Возраст 9–12.
  • Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих прекрасных книг DK Eyewitness, эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для возраста 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым), вероятно, она тоже понравится.

Видео

  • Раскрытие подушки безопасности в замедленной съемке: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности раскрывается, Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем с человеком прижимаясь к нему.
  • Краш-тесты краш-тестов подушек безопасности Ford Next-Generation: кадры замедленного краш-теста с манекеном, показывающие, как подушки безопасности раскрываются с невероятно высокой скоростью во время аварии.

Патенты

  • Патент США № 2,649,311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
  • Патент США № 4711466: Аллен К. Брид, способ и устройство для запуска газогенератора от внешнего датчика, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
  • US3441290A: Система безопасности автомобиля Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
  • US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Chrysler, 31 октября 1969 г.
  • US3617073A: Автомобильная система безопасности Ирвинга и Эмануэля Ландсманов, 17 сентября 1969 г.
  • US3874693A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров транспортных средств, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оценить эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

  • Связь
  • Компьютеры
  • Электричество и электроника
  • Энергия
  • Машиностроение
  • Окружающая среда

  • Гаджеты
  • Домашняя жизнь
  • Материалы
  • Наука
  • Инструменты и приборы
  • Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Как работают подушки безопасности? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Транспорт > Подушки безопасности

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Взрыв! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый взрыв (надеюсь) вызовет подушка безопасности из приборной панели, смягчая удар и помогая уменьшить повреждение вашего тела. Подушки безопасности очень просты, но в то же время удивительно умны, потому что они открываться на скорости более 300 км/ч (200 миль в час) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Художественное произведение: подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной работе манекенов для краш-тестов, которые стали неотъемлемой частью дизайна автомобилей с тех пор, как самый первый манекен Сьерра Сэм совершил свой первый тест-драйв в 1919 году.49. Если бы мы не могли протестировать инновации в области безопасности на манекенах, мы бы никогда не смогли применить их в наших автомобилях по-настоящему.

Содержание

  1. Почему автомобильные аварии наносят ущерб
  2. Как помогают подушки безопасности
  3. Как работают подушки безопасности
  4. Кто изобрел подушки безопасности?
  5. Узнать больше

Почему автокатастрофы наносят ущерб

Как и все в мире, автомобильные аварии контролируются законами физики, а точнее, законы движения.

Все, что движется, имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько «материал», который содержит объект, и он тесно связан с его весом. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго это означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетическая энергия, и чем тяжелее ваш автомобиль и чем быстрее вы движетесь, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы не врежетесь во что-нибудь. Тогда вся энергия идти куда-то. Несмотря на то, что автомобили предназначены для того, чтобы мяться и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

Схема: Чем быстрее вы едете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно потерять, прежде чем вы остановитесь. Если при столкновении ваша машина останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше сильное столкновение, и тем больше шанс, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Диаграмма основана на транспортном средстве полной массой 1500 кг.]

Беда в том, что люди внутри движущаяся машина тоже имеет массу и скорость и, даже если машина остановится, они, как правило, продолжают идти. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона в честь гениального английского физика сэра Исаака Ньютон, впервые сформулировавший это), что вещи, которые движутся, имеют тенденцию сохранять при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. Машины ремни безопасности использовались десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит целых 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахара — и совсем не сдерживается. Так что, даже если ваше тело закреплено туго, тот же основной закон Физика говорит, что твоя голова будет продолжать двигаться и врежется в рулевое колесо или лобовое стекло (ветровое стекло). Вот где на помощь приходят подушки безопасности.

Рекламные ссылки

Как помогают подушки безопасности

Подушка безопасности более правильно известна как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувное удерживающее устройство (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не пристегивая ваш ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться при аварии и сдувается, когда ваша голова давит на него. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам было бы не лучше.

Фото: Типичный манекен для краш-тестов имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен по имени «Адам» не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, чтобы исследователи могли проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Насколько эффективны подушки безопасности?

Кажется, что подушки безопасности должны быть хорошей идеей, но ученые любят неопровержимые доказательства: есть доказательства того, что они снижают смертность? В 1995, Адриан Лунд и Сьюзен Фергюсон опубликовали крупное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24 процента при лобовых столкновениях и на 16 процентов при авариях всех видов по сравнению с автомобилями, оснащенными только ручными ремнями безопасности.

Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — взрывоопасные штуки, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вам жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаются с конца 1990-х годов) огонь с меньшей силой, чем у старых моделей, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

  1. Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
  7. Когда сумка расширяется, пластиковая крышка срывается с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт известковым веществом, таким как тальк, чтобы он мог плавно разворачиваться.
  8. Водитель (двигаясь вперед из-за удара) давит на сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К моменту остановки автомобиля сумка должна полностью сдуться.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если вы поищите в Интернете, вы обнаружите, что изобретением подушек безопасности приписывают немало разных людей. Кто первым о них подумал? В Соединенных Штатах это, по-видимому, был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, которому пришла в голову эта идея после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в кювет, чтобы избежать удара о камень, почти выбросив его дочь через лобовое стекло. Хетрик подал заявку на патент на сборку подушек безопасности для автомобилей 5 августа 19 года.52 (он был выдан в качестве патента США № 2 649 311 18 августа 1953 г.). Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Хетрика, хотя официально оно было предоставлено через три месяца после патента Хетрика в ноябре 1953 года. Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что два человека пришли к одной и той же идее независимо друг от друга более или менее в одно и то же время.

Работа: Оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Здесь есть три отдельных рисунка, на которых показан основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид рулевого колеса в перспективе (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа). Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтый) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра (зеленый) и надувать подушку подушки безопасности. Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США. Полное описание см. в разделе Сборка подушек безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор многие другие изобретатели развили эту идею, в частности Аллен К. Брид (1927–2000), который разработал множество различных способов инициирования взрыва газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он разработал свою первую подушку безопасности в 1968 году и подал многочисленные патенты на усовершенствования, помогая превратить корпорацию Breed в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О. Берриман из Eaton Yale and Towne Inc., производивший подушки безопасности для Ford. (US3441290A: Система безопасности автомобиля, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler. (US3618981A: Надувное устройство, поданное в 1969 г.), и Ирвинг и Эмануэль Ландсман. (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 г.), которые одними из первых описали боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях. Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, а в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US387469.3A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

  • Акселерометры
  • Законы движения

Статьи

Новости и научно-популярные новости
  • 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил в серийное производство подушку безопасности водителя и преднатяжитель ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz от 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в Европейская разработка подушек безопасности.
  • Более дешевая подушка безопасности и Путь Такаты к смертельному кризису Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как скандальная модификация подушки безопасности ввергла крупных автопроизводителей в кризис безопасности.
  • 2 января 1966 года: Николас Бакалар, когда подушки безопасности были скорее научной фантастикой, чем фактом. The New York Times, 14 декабря 2015 г. Как подушки безопасности превратились из «невероятных» в незаменимые.
  • Неисправные подушки безопасности Takata по-прежнему точные, поскольку отзыв отстает от Hiroko Tabuchi и Danielle Ivory. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
  • Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г. Как личная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
  • Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов. Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Крэнфилдского университета разработали подушку безопасности, которая раскрывается снаружи автомобиля.
  • Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 г. Один из экспертов утверждает, что срабатывание подушек безопасности на низкой скорости может привести к кратковременным высокоинтенсивным волнам давления, которые могут повредить слух.
Научная и техническая
  • Полевые испытания фронтальных подушек безопасности: обзор литературы Ричарда Кента и др., Traffic Injury Prevention Vol. 6,1 (2005), стр. 1–23. Описывается как «обширный обзор литературы по полевым характеристикам фронтальных подушек безопасности».

Книги

Для читателей постарше
  • Мобильность без беспредела: безопасность, автомобили и гражданство, Джереми Пэкер. Издательство Университета Дьюка, 2008 г. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пэкер исследует противоречия, подобные этому, в увлекательном историческом отчете.
  • Авария Николаса Фейта. Channel 4 TV/Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
  • Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Особого освещения подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и подобных мер безопасности.
Для младших читателей
  • Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и автором этой книги. Возраст 9–12.
  • Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих прекрасных книг DK Eyewitness, эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для возраста 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым), вероятно, она тоже понравится.

Видео

  • Раскрытие подушки безопасности в замедленной съемке: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности раскрывается, Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем с человеком прижимаясь к нему.
  • Краш-тесты краш-тестов подушек безопасности Ford Next-Generation: кадры замедленного краш-теста с манекеном, показывающие, как подушки безопасности раскрываются с невероятно высокой скоростью во время аварии.

Патенты

  • Патент США № 2,649,311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
  • Патент США № 4711466: Аллен К. Брид, способ и устройство для запуска газогенератора от внешнего датчика, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
  • US3441290A: Система безопасности автомобиля Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
  • US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Chrysler, 31 октября 1969 г.
  • US3617073A: Автомобильная система безопасности Ирвинга и Эмануэля Ландсманов, 17 сентября 1969 г.
  • US3874693A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров транспортных средств, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оценить эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

  • Связь
  • Компьютеры
  • Электричество и электроника
  • Энергия
  • Машиностроение
  • Окружающая среда

  • Гаджеты
  • Домашняя жизнь
  • Материалы
  • Наука
  • Инструменты и приборы
  • Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Как работают подушки безопасности? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Транспорт > Подушки безопасности

  • Дом
  • индекс А-Я
  • Случайная статья
  • Хронология
  • Учебное пособие
  • О нас
  • Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Взрыв! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый взрыв (надеюсь) вызовет подушка безопасности из приборной панели, смягчая удар и помогая уменьшить повреждение вашего тела. Подушки безопасности очень просты, но в то же время удивительно умны, потому что они открываться на скорости более 300 км/ч (200 миль в час) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Художественное произведение: подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной работе манекенов для краш-тестов, которые стали неотъемлемой частью дизайна автомобилей с тех пор, как самый первый манекен Сьерра Сэм совершил свой первый тест-драйв в 1919 году.49. Если бы мы не могли протестировать инновации в области безопасности на манекенах, мы бы никогда не смогли применить их в наших автомобилях по-настоящему.

Содержание

  1. Почему автомобильные аварии наносят ущерб
  2. Как помогают подушки безопасности
  3. Как работают подушки безопасности
  4. Кто изобрел подушки безопасности?
  5. Узнать больше

Почему автокатастрофы наносят ущерб

Как и все в мире, автомобильные аварии контролируются законами физики, а точнее, законы движения.

Все, что движется, имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько «материал», который содержит объект, и он тесно связан с его весом. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго это означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетическая энергия, и чем тяжелее ваш автомобиль и чем быстрее вы движетесь, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы не врежетесь во что-нибудь. Тогда вся энергия идти куда-то. Несмотря на то, что автомобили предназначены для того, чтобы мяться и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

Схема: Чем быстрее вы едете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно потерять, прежде чем вы остановитесь. Если при столкновении ваша машина останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше сильное столкновение, и тем больше шанс, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Диаграмма основана на транспортном средстве полной массой 1500 кг.]

Беда в том, что люди внутри движущаяся машина тоже имеет массу и скорость и, даже если машина остановится, они, как правило, продолжают идти. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона в честь гениального английского физика сэра Исаака Ньютон, впервые сформулировавший это), что вещи, которые движутся, имеют тенденцию сохранять при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. Машины ремни безопасности использовались десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит целых 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахара — и совсем не сдерживается. Так что, даже если ваше тело закреплено туго, тот же основной закон Физика говорит, что твоя голова будет продолжать двигаться и врежется в рулевое колесо или лобовое стекло (ветровое стекло). Вот где на помощь приходят подушки безопасности.

Рекламные ссылки

Как помогают подушки безопасности

Подушка безопасности более правильно известна как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувное удерживающее устройство (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не пристегивая ваш ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться при аварии и сдувается, когда ваша голова давит на него. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам было бы не лучше.

Фото: Типичный манекен для краш-тестов имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен по имени «Адам» не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, чтобы исследователи могли проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Насколько эффективны подушки безопасности?

Кажется, что подушки безопасности должны быть хорошей идеей, но ученые любят неопровержимые доказательства: есть доказательства того, что они снижают смертность? В 1995, Адриан Лунд и Сьюзен Фергюсон опубликовали крупное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24 процента при лобовых столкновениях и на 16 процентов при авариях всех видов по сравнению с автомобилями, оснащенными только ручными ремнями безопасности.

Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — взрывоопасные штуки, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вам жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаются с конца 1990-х годов) огонь с меньшей силой, чем у старых моделей, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

  1. Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
  7. Когда сумка расширяется, пластиковая крышка срывается с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт известковым веществом, таким как тальк, чтобы он мог плавно разворачиваться.
  8. Водитель (двигаясь вперед из-за удара) давит на сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К моменту остановки автомобиля сумка должна полностью сдуться.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если вы поищите в Интернете, вы обнаружите, что изобретением подушек безопасности приписывают немало разных людей. Кто первым о них подумал? В Соединенных Штатах это, по-видимому, был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, которому пришла в голову эта идея после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в кювет, чтобы избежать удара о камень, почти выбросив его дочь через лобовое стекло. Хетрик подал заявку на патент на сборку подушек безопасности для автомобилей 5 августа 19 года.52 (он был выдан в качестве патента США № 2 649 311 18 августа 1953 г.). Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Хетрика, хотя официально оно было предоставлено через три месяца после патента Хетрика в ноябре 1953 года. Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что два человека пришли к одной и той же идее независимо друг от друга более или менее в одно и то же время.

Работа: Оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Здесь есть три отдельных рисунка, на которых показан основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид рулевого колеса в перспективе (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа). Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтый) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра (зеленый) и надувать подушку подушки безопасности. Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США. Полное описание см. в разделе Сборка подушек безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор многие другие изобретатели развили эту идею, в частности Аллен К. Брид (1927–2000), который разработал множество различных способов инициирования взрыва газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он разработал свою первую подушку безопасности в 1968 году и подал многочисленные патенты на усовершенствования, помогая превратить корпорацию Breed в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О. Берриман из Eaton Yale and Towne Inc., производивший подушки безопасности для Ford. (US3441290A: Система безопасности автомобиля, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler. (US3618981A: Надувное устройство, поданное в 1969 г.), и Ирвинг и Эмануэль Ландсман. (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 г.), которые одними из первых описали боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях. Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, а в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US387469.3A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

  • Акселерометры
  • Законы движения

Статьи

Новости и научно-популярные новости
  • 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил в серийное производство подушку безопасности водителя и преднатяжитель ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz от 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в Европейская разработка подушек безопасности.
  • Более дешевая подушка безопасности и Путь Такаты к смертельному кризису Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как скандальная модификация подушки безопасности ввергла крупных автопроизводителей в кризис безопасности.
  • 2 января 1966 года: Николас Бакалар, когда подушки безопасности были скорее научной фантастикой, чем фактом. The New York Times, 14 декабря 2015 г. Как подушки безопасности превратились из «невероятных» в незаменимые.
  • Неисправные подушки безопасности Takata по-прежнему точные, поскольку отзыв отстает от Hiroko Tabuchi и Danielle Ivory. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
  • Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г. Как личная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
  • Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов. Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Крэнфилдского университета разработали подушку безопасности, которая раскрывается снаружи автомобиля.
  • Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 г. Один из экспертов утверждает, что срабатывание подушек безопасности на низкой скорости может привести к кратковременным высокоинтенсивным волнам давления, которые могут повредить слух.
Научная и техническая
  • Полевые испытания фронтальных подушек безопасности: обзор литературы Ричарда Кента и др., Traffic Injury Prevention Vol. 6,1 (2005), стр. 1–23. Описывается как «обширный обзор литературы по полевым характеристикам фронтальных подушек безопасности».

Книги

Для читателей постарше
  • Мобильность без беспредела: безопасность, автомобили и гражданство, Джереми Пэкер. Издательство Университета Дьюка, 2008 г. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пэкер исследует противоречия, подобные этому, в увлекательном историческом отчете.
  • Авария Николаса Фейта. Channel 4 TV/Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
  • Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Особого освещения подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и подобных мер безопасности.
Для младших читателей
  • Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и автором этой книги. Возраст 9–12.
  • Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих прекрасных книг DK Eyewitness, эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для возраста 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым), вероятно, она тоже понравится.

Видео

  • Раскрытие подушки безопасности в замедленной съемке: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности раскрывается, Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем с человеком прижимаясь к нему.
  • Краш-тесты краш-тестов подушек безопасности Ford Next-Generation: кадры замедленного краш-теста с манекеном, показывающие, как подушки безопасности раскрываются с невероятно высокой скоростью во время аварии.

Патенты

  • Патент США № 2,649,311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
  • Патент США № 4711466: Аллен К. Брид, способ и устройство для запуска газогенератора от внешнего датчика, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
  • US3441290A: Система безопасности автомобиля Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
  • US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Chrysler, 31 октября 1969 г.
  • US3617073A: Автомобильная система безопасности Ирвинга и Эмануэля Ландсманов, 17 сентября 1969 г.
  • US3874693A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров транспортных средств, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оценить эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

  • Связь
  • Компьютеры
  • Электричество и электроника
  • Энергия
  • Машиностроение
  • Окружающая среда

  • Гаджеты
  • Домашняя жизнь
  • Материалы
  • Наука
  • Инструменты и приборы
  • Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работают подушки безопасности и как они могут выйти из строя

Новый год исполнился всего 72 часа, когда Honda объявила, что еще один человек погиб из-за неисправной подушки безопасности, в результате чего общее количество погибших в США достигло девяти. Число тяжелораненых составляет более 100 человек9.0003

Это был жестокий год для автомобилистов и для отраслевой безопасности, которая до сих пор считалась настоящим спасением. Прошлой весной несколько автопроизводителей начали отзывать автомобили из-за того, что их поставщик подушек безопасности Takata Corp. отгрузил сумки с неисправными нагнетателями. Оказывается, инфляторы могут посылать шрапнель через кабину с такой силой, что они оставляют жертв с тем, что, по словам полиции, похоже на огнестрельные и колото-резаные ранения. (В одном случае полицейские фактически начали расследование убийства.) Глобальные гиганты, такие как Honda, Toyota, Nissan, Ford, Mazda, BMW, Subaru и Pontiac, были вынуждены отозвать 19миллионов автомобилей в США, самый массовый отзыв в истории автомобилестроения.

Что именно пошло не так? И какая наука стоит за развертыванием и эффективностью подушек безопасности? Это на удивление просто, и хотя по оценкам Национальной администрации безопасности дорожного движения, подушки безопасности спасли около 37 000 жизней с момента их первоначального внедрения в 1975 и 2012 годах, автопроизводителям и регулирующим органам потребовались годы, чтобы поверить в их эффективность.

Как работают подушки безопасности?

В 1969, Popular Science бредил новомодным изобретением под названием «воздушные подушки», которое обещало произвести революцию в области безопасности автомобилей. Но в последующие два десятилетия эти подушки вызвали ожесточенные споры. Не из-за науки, стоящей за ними, а из-за человеческой психологии: чиновники беспокоились, что пассивная защита, обеспечиваемая этими подушками безопасности, отпугнет людей от пристегивания ремней безопасности. Еще в 1984 году PopSci сообщал, что подушки безопасности все еще были редкостью на дорогах: «Большинство автопроизводителей категорически против установки подушек безопасности; только Mercedes в настоящее время предлагает такой». Сегодня они вездесущи, появляясь в 190 миллионов автомобилей в США.

Идея подушки безопасности заключается в том, чтобы использовать физику аварии. В случае лобового столкновения автомобиль обычно быстро останавливается. Тело водителя, конечно, нет. Он следует второму закону Ньютона: его импульс сохраняется до тех пор, пока внешняя сила (обычно рулевое колесо, приборная панель или лобовое стекло) не остановит его. Подушка безопасности не просто смягчает удар. Это на самом деле снижает воздействие, растягивая его на более длительный период времени. Он также распространяет воздействие на большую площадь тела. Таким образом, ни одна область (лоб, подбородок, шея) не несет основной удар. Вот почему подушки безопасности надуваются, а затем быстро сдуваются, постепенно уменьшая скорость водителя с 60 миль в час до нуля.

https://www.youtube.com/watch?v=AtpNj9Fapj8?

видеоматериал: Страховой институт дорожной безопасности

Химия и механика подушек безопасности

Система подушек безопасности состоит из шести основных частей: акселерометр; цепь; нагревательный элемент; заряд взрывчатого вещества; и сама сумка.

Акселерометр отслеживает, насколько быстро меняется скорость вашего автомобиля. Когда ваша машина врезается в другую машину — или в стену, или в телефонный столб, или в оленя, — акселерометр запускает цепь. Затем цепь посылает электрический ток через нагревательный элемент, похожий на те, что в вашем тостере, за исключением того, что он нагревается намного быстрее.

При этом воспламеняется заряд, часто твердые гранулы азида натрия (NaN3 ), которые взрываются. При взрыве образуется газообразный азот (N 2~), который заполняет сдутую нейлоновую подушку безопасности (упакованную в рулевую колонку, приборную панель или дверь автомобиля) со скоростью около 200 миль в час. Вся реакция занимает всего 1/25 секунды.

Сам мешок имеет крошечные отверстия, которые начинают выпускать газ, как только он наполняется. Цель состоит в том, чтобы мешок сдулся к тому моменту, когда ваша голова коснется его. Таким образом, он поглощает удар, а не ваша голова отскакивает от полностью надутой подушки безопасности и вызывает у вас хлыстовую травму, которая может сломать вам шею.

Иногда из пакета высыпается струйка белого порошка. Это кукурузный крахмал или тальк, чтобы сумка оставалась эластичной во время хранения. (Подобно резиновой ленте, которая со временем высыхает и трескается, подушки безопасности могут делать то же самое.) Большинство современных подушек безопасности имеют силиконовое покрытие, что делает их ненужными.

Как убивают подушки безопасности?

В случае с подушками безопасности Takata инфлятор — металлический картридж, заполненный пропеллентными пластинами, — воспламенился со слишком большой силой. Когда корпус разрывается, металлические осколки летят через сумку в том же направлении, что и при надувании, а именно прямо к голове и шее водителя или пассажира. В одном из несчастных случаев 35-летний мужчина из Техаса, чья Honda Accord 2002 года выпуска врезалась в другую машину (на относительно низкой скорости 30 миль в час), истек кровью, когда шрапнель перерезала ему сонную артерию и яремную вену и сломала его трахея, согласно вскрытию. Полиция сообщила, что жертва в Орландо выглядела так, будто ей выстрелили в лицо.

Автопроизводители и федеральные регуляторы обнаружили множество причин, по которым инфляторы становятся смертельными. Среди них: плохой надзор на производстве; конструкция самого автомобиля; и годы воздействия высокой температуры и влажности в определенных регионах (ряд смертей произошел в Техасе и Флориде). Такая высокая температура и влажность могут разрушить пластины топлива, так что топливо нитрата аммония — химическое вещество, которое можно использовать при изготовлении бомб — сгорает слишком быстро и сильно, создавая избыточное давление в металлическом корпусе, который затем взрывается со смертельной силой.

https://www.youtube.com/watch?v=7wS6b3y9b1w?

видео предоставлено NHTSA и Battelle

Что вы можете сделать, чтобы избежать шрапнели? Проверьте этот список, чтобы убедиться, что ваш автомобиль не входит в число 19 миллионов автомобилей, отозванных из-за неисправных надувных подушек безопасности.

Как работают подушки безопасности для защиты пассажиров во время автомобильной аварии

Перейти к содержимому

Если вы ищете адвоката по автомобильным авариям в Хьюстоне, велика вероятность, что вы недавно столкнулись с подушкой безопасности. Подушки безопасности предназначены для предотвращения травм при столкновении. В зависимости от автомобиля подушка безопасности может высвободиться из приборной панели, рулевого колеса или других частей автомобиля. Хотя эти устройства исключительно просты по конструкции, в подушках безопасности используются инновационные технологии. Чтобы быть эффективной, подушка безопасности должна открываться быстрее, чем может разбиться автомобиль. В то время как вы можете столкнуться с другим транспортным средством на скорости 60 миль в час, ваша подушка безопасности движется со скоростью 200 миль в час, чтобы не отставать. Для проверки подушки безопасности автомобильные компании используют манекены для краш-тестов. Очевидно, что настоящие люди были бы слишком опасны для тестирования, поэтому необходимо использовать альтернативу. Чтобы убедиться, что манекен не пострадал в результате аварии, к нему прикреплено 130 датчиков, чтобы автопроизводители могли точно видеть, что происходит в случае автомобильной аварии.

Внутренняя часть подушки безопасности

Основное предназначение подушки безопасности состоит в том, чтобы расширяться при столкновении автомобиля и замедлять движение водителя и пассажиров. Эта сумка изготовлена ​​из нейлоновой ткани, что позволяет ей легко протискиваться в отсеки внутри автомобиля. Внутри этого отсека подушка безопасности подключена к датчику, который сообщает подушке, когда она должна раскрыться. Обычно ваш автомобиль должен достичь силы столкновения не менее 10 миль в час, чтобы подушка безопасности надулась. Это физический эквивалент бега прямо в кирпичную стену. Когда это происходит, датчик щелкает переключателем, который вызывает реакцию азида натрия и нитрата калия. Эти химические вещества создают газообразный азот, который надувает подушку безопасности с достаточной скоростью, чтобы предотвратить травму. Весь процесс занимает всего одну двадцать пятую секунды. Как только подушка безопасности надулась, газ внутри нее быстро исчезает из миниатюрных отверстий, встроенных в подушку. Это позволяет сдуться подушке безопасности, чтобы вы могли выйти из автомобиля. После аварии вы также можете заметить в воздухе порошкообразную субстанцию. Это обычный тальк или кукурузный крахмал, который используется для того, чтобы подушки безопасности оставались гибкими, пока они спрятаны в автомобиле.

Двойной этап развертывания

Недавно новый дизайн создал инновационный класс интеллектуальных подушек безопасности. Эти подушки безопасности предназначены для развертывания с двумя разными скоростями и могут вообще не раскрываться в зависимости от информации, которую получает компьютер. Информация от датчиков под сиденьями и ремнями безопасности сообщает подушкам безопасности о серьезности аварии. При незначительных авариях подушки безопасности раскрываются на 70 процентов от их полной силы. При более серьезных авариях происходит двойное срабатывание и подушки безопасности срабатывают в полную силу. Датчики внутри сидений взвешивают пассажиров, поэтому подушки безопасности срабатывают только в том случае, если пассажир весит определенную сумму. Это помогает предотвратить травмы среди более легких взрослых и детей.

Физика аварии

Когда вы проконсультируетесь с адвокатом по травмам в Хьюстоне, они будут использовать детали аварии, срабатывания подушки безопасности и физики для обоснования вашего дела. Как и все остальное на земле, подушки безопасности и автомобильные аварии подчиняются законам физики. По сути, то, что тяжелее или быстрее, будет иметь большую кинетическую энергию. Если вы во что-то врежетесь, это означает, что более тяжелая машина или более высокая скорость приложат к столкновению большую силу. Современные автомобили сминаются при ударе и принимают на себя часть этой силы, но конструкции автомобиля не всегда достаточно. В то время как конструкция вашего автомобиля сминается под действием силы аварии, люди и предметы в транспортном средстве также обладают кинетической энергией. Это означает, что ваша машина потеряет энергию и перестанет двигаться, но ваше тело продолжит полет в пространстве. Ремни безопасности остановят ваше тело, но ваша голова будет продолжать двигаться вперед. В тяжелых авариях это может привести к удару головой о лобовое стекло или рулевое колесо. Чтобы этого не произошло, используются подушки безопасности, замедляющие движение головы. Когда ваша голова попадает в подушку безопасности, нейлоновая подушка сдувается, так что ваша голова не отскакивает обратно на сиденье. Если вы недавно попали в автомобильную аварию, и этого не произошло, вам следует связаться с адвокатом по автокатастрофам в Хьюстоне, чтобы обсудить ваши варианты.

Поговорите с адвокатом сегодня

Burwell Nebout Aduyers
565 N Egret Bay Blvd
Лига City
Texas 77573

Телефон: (281) 645-5000
: (281) 645-5000
: (281) 645-5000
: (281).
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *