Воздушные подушки безопасности (airbag). Устройство, принцип работы, обслуживание.
Воздушные подушки безопасности (airbag) пока остаются только помощниками ремней безопасности, хотя по мере совершенствования на них возлагается все большая ответственность за человеческие жизни.
Разработаны подушки безопасности (airbag) как для водителей, так и для пассажиров на переднем сиденье. Для водителя подушка устанавливается обычно на рулевом управлении, для пассажира — на приборной панели (в зависимости от конструкции).
Передние подушки безопасности срабатывают при получении аварийного сигнала от блока управления. В зависимости от конструкции, степень наполнения подушки газом может варироваться.
Предназначение передних подушек – защита водителя и пассажира от травмирования твёрдыми предметами (кузов двигателя и др.) и осколками стёкол при фронтальных столкновениях.
Боковые подушки предназначены для уменьшения повреждения людей, находящихся в автомобиле при боковом ударе. Они устанавливаются на дверях, либо в спинках сидений. При боковом столкновении внешние датчики посылают сигналы в центральный блок управления airbag. Это делает возможным срабатывание как некоторых, так и всех боковых подушек.
Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показали, что таковая уменьшается на 20-25%.
Прообраз современных подушек безопасности появился в 1951 году, когда мюнхенский изобретатель Вальтер Линдерер прикрепил к рулю надувной воздушный мешок. Позже этим способом защиты пассажиров заинтересовались многие автопроизводители, однако реализовать его на практике в серийных машинах оказалось не так-то просто. А все потому, что во время столкновения подушка безопасности должна надуваться за очень короткое время – 20 миллисекунд, обеспечивая при этом «мягкую посадку» пассажира. Но ведь ни один компрессор не в силах за такое мгновение надуть подушку! В результате решено было применять энергию газов, выделяющуюся при сгорании какого-либо топлива. Сначала экспериментировали с ракетным топливом, но при его использовании подчас разрывались не только подушки безопасности, но и весь автомобиль. Тогда решили применять неорганический газ, получаемый при сгорании «таблетки» азида натрия. В связи с этим в 1981 году подушки безопасности в Германии стали подпадать под действие закона о взрывчатых веществах. Он требует, чтобы каждый покупатель автомобиля, оборудованного airbag брал на себя обязательство правильно обращаться с этим устройством и менять его через определенный срок. Согласие на эти условия скреплялось подписью покупателя.
Компания Mercedes первой среди автопроизводителей в 1971 году получила патент на воздушную подушку безопасности (airbag).
Устройство и принцип работы надувных подушек безопасности (AirBag)
Подушки безопасности (airbag) представляют собой систему, в которую входят газогенератор с подушкой в одном узле, датчики удара, а в самых современных и электронный блок управления. Сама подушка безопасности изготавливается из нейлона толщиной 0,45-0,55 мм, который для герметичности покрывали слоем резины или силикона.
В газогенераторе, называемом часто пиропатроном, используется твердое топливо, при сгорании которого выделяется газ, заполняющий, а точнее, надувающий подушку. Топливом обычно выступает ядовитый азид натрия (NaN3), 45% массы которого при сгорании превращается в чистый азот, а остальное – в углекислый газ (СО2), окись углерода (СО), воду (Н2О) и твердые частицы. Хотя процесс сгорания и происходит быстро, он не носит взрывного характера. Оптимальное для обеспечения «надувательства» время наполнения подушки – 30-55 миллисекунд. Газ в подушку поступает через специальный фильтр, который пропускает только азот. В развернутом состоянии подушка находится очень короткое время (до 1 с), так как азот (абсолютно безопасный для человека) через специальные отверстия быстро выходит в салон, чтобы подушка не задушила защищаемого пассажира. В качестве топлива некоторые производители подушек безопасности применяют нитроцелюлозу. Для разворачивания airbag его требуется значительно меньше (8 г), чем азида натрия (50 г). При этом также не требуется установка фильтра.
Сигналом для срабатывания пиропатрона airbag служит электрический импульс от датчиков удара (ускорения или давления), поступающих напрямую или через электронный блок. Устанавливаются датчики в салоне, в передней части автомобиля, или в дверях, при этом их количество может колебаться от трех до десяти. На срабатывание датчиков airbag влияет не только скорость автомобиля, но и характер столкновения (под каким углом, с каким препятствием). В то же время экстренное торможение с любой скорости не может заставить сработать датчик удара. На случай выхода из строя аккумулятора некоторые системы снабжены специальным конденсатором, который отдает накопленную энергию для открытия подушек безопасности.
Воздушная подушка водителя имеет объём от 60 до 80 литров, а переднего пассажира – до 130 литров. Нетрудно представить, что при срабатывании системы, объём салона уменьшается на 200-250 литров в течение 0,04 сек, что даёт немалую нагрузку на барабанные перепонки. Кроме того, вылетающая со скоростью более 300 км/ч подушка, таит в себе немалую опасность для людей, если они не пристёгнуты ремнём безопасности и ничто не задерживает инерционное движение тела навстречу подушке.
Кроме того, наполнение подушек в салоне – а их обычно от 2 до 6 – сопровождается повышенным шумом, уровень которого иногда достигает 140 дБ, что опасно для барабанных перепонок. Во избежание этих «минусов» срабатывают только нужные подушки, и то в разное время: например, через 20 миллисекунд после столкновения – водительская, еще через 17 миллисекунд – пассажирские. Причем если защищать некого, подушки безопасности не срабатывают, так как в сиденья начали устанавливать специальные датчики, фиксирующие наличие пассажиров.
Разновидности надувных подушек безопасности (airbag)
Сегодня насчитывается более десятка разновидностей подушек безопасности. Они различаются по предназначению: для защиты водителя и пассажиров – внутрисалонные, а для водителей мотоциклов и пешеходов – наружные. Внутрисалонные airbag, в свою очередь, делятся на фронтальные и боковые. Фронтальные служат для защиты головы и туловища пассажиров, а некоторые – и для ног сидящих впереди. Боковые подушки безопасности делают в виде шторок и труб, защищающих голову пассажиров, и в виде обычных надувных мешков, предохраняющих грудную клетку и голову водителя.
Но и на этом модернизация салонных подушек безопасности не закончилась. Например, в новой «семерке» BMW боковые трубчатые подушки «работают» несколько иначе. Теперь они находятся в надутом состоянии в течение целых 7 секунд после открытия – для защиты пассажиров при многократном опрокидывании автомобиля. Кроме того, на американский рынок эти машины поступают даже с подушками для ног сидящих впереди. В свою очередь, компания Volvo ведет активную работу над созданием подушек и ремней безопасности для беременных женщин. Уже даже проведена серия виртуальных краш-тестов, в которых изучалось возможное поведение будущих матерей во время аварии.
Над совершенствованием воздушных подушек безопасности активно работает и компания Renault совместно с производителем «аэрбегов» шведской фирмой Autoliv. Созданная ими Programmed Restraint System II (PRS-II) – запрограммированная система защиты второго поколения – включает в себя подушки безопасности, которые способны принимать на себя часть нагрузки, ранее приходящейся только на ремень безопасности. Для этого сначала раскрывается нижняя часть подушек, защищающая брюшную область, а затем бока и верхняя часть. Среди последних интересных разработок этих партнеров – подколенные 5-литровые, исключающие проскальзывание под ремнями полулежащего переднего пассажира, и 60-литровые airbag для задних пассажиров, интегрированные в ремни безопасности. Безусловное достоинство последней новинки – то, что она всегда находится возле пассажира, и конструкторам уже не нужно ломать голову, в каком уголке салона размещать и надувать подушку при непредсказуемом перемещении головы и туловища.
Несмотря на постоянную критику подушек безопасности, они по-прежнему остаются весьма эффективными помощниками ремней безопасности. А как же пешеходы, которые никак не защищены от «железных» участников дорожного движения? Исследования специалистов компании Autoliv свидетельствуют о том, что риск гибели пешехода при ударе о капот автомобиля, двигающегося со скоростью всего 40 км/ч, достигает 100%. Для решения этой проблемы компания Ford активно работает над созданием подушек безопасности для пешеходов. Эта система защиты включает две подушки – большую, охватывающую переднюю часть автомобиля (бампер, радиаторную решетку, фары и кромку капота) и маленькую, которая размещается у лобового стекла, защищая голову пешехода. Опасное приближение к пешеходам и животным будет распознаваться специальными датчиками. Открываться эти подушки будут непосредственно перед столкновением.
Разработана подушка безопасности и для мотоциклистов. Недавно компания Honda представила горизонтальную V-образную подушку, которая после разворачивания не сдувается, а некоторое время еще остается в рабочем состоянии. При этом она защищает не только голову, но и туловище и руки байкеров. Кстати, для их защиты итальянской фирмой Dainese изобретена и запатентована специальная куртка с вшитыми в нее тремя подушками безопасности – со стороны груди и спины. Они спроектированы таким образом, чтобы защитить не только грудь и брюшную область, но и голову, шею и плечи ездока. Наполняться воздухом подушки будут по «указаниям» сигнального устройства, установленного на мотоцикле.
Несколько лет назад появилось сообщение о создании «мобильной» универсальной подушки безопасности Challa для водителя, которую можно установить практически на любой легковой автомобиль. Ее разработчик – южнокорейская фирма New World Industries, Ltd. Комплект состоит из двух устройств. Первый – с подушкой – устанавливается на потолке автомобиля над рулевым колесом, а второй – с инерционным молотком и мини-баллоном со сжатым воздухом – над дверью водителя. В момент столкновения молоток под воздействием силы инерции пробивает капсулу баллона и сжатый газ наполняет подушку безопасности. При разворачивании airbag принимает грушеобразную плоскую форму, падая прямо перед рулевым колесом. По эффективности защиты и скорости действия она на порядок отстает от традиционных подушек, тем не менее, обзавестись ею, наверное, были бы не прочь многие владельцы отечественных машин и стареньких иномарок. Но, к сожалению, на наш рынок это изделие еще не попало.
Эффективная защита подушками безопасности (airbag)
Защитить пассажиров автомобиля при столкновениях подушки безопасности могут только при соблюдении определенных правил. Во-первых, пассажир должен быть пристегнут ремнем безопасности, во-вторых, он должен сидеть ровно, а не оперевшись на дверь/подлокотник или положив ноги на торпедо, в-третьих, спинка сиденья должна быть отрегулирована так, чтобы пассажир находился именно в сидячем положении, а не полулежа, в-четвертых, руки на руле должны быть сбоку, а не сверху или во время выворота – по «диагонали».
Часто страдают от сбоев в работе подушек любители наклеек. Разместив их на торпедо и руле в зонах окон-прорезей, через которые открываются подушки, автовладельцы тем самым искажают «геометрию» их открытия, а также увеличивают время их разворачивания. По этим причинам защита оказывается малоэффективной, а иногда и травмоопасной. Повлиять на «открываемость» могут и полироли для торпедо, ведь некоторые из них повышают прочность пластика панелей. Иногда боковые подушки размещаются в спинке сиденья, в связи с чем одевать на них чехлы нельзя, так как подушка не сможет нормально открыться. Весьма опасны подушки и в случаях, если их защищаемый носит очки: в момент разворачивания из-за большой силы удара глаза могут серьезно пострадать.
Существует статистика, говорящая о влиянии надувных подушек безопасности на травматизм при аварии. Что же нужно делать, чтобы уменьшить вероятность травмы?
Если в машине имеется подушка безопасности, не стоит размещать повернутые назад детские сиденья на сиденье автомобиля, где эта подушка безопасности находится. При надувании подушка безопасности может сдвинуть сиденье и нанести травму ребенку.
Подушки безопасности на пассажирском месте повышают вероятность гибели детей до 13 лет, сидящих на этом месте. Ребёнок ниже 150 см роста может получить удар в голову воздушной подушкой, открывающейся со скоростью 322 км/ч. Существуют различные уровни защиты подушек безопасности. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) разработали «звёздную» шкалу оценки этого параметра. Так количество звёздочек означает процент получения пассажиром серьёзного ущерба при лобовом столкновении транспортных средств (под серьёзным ущербом рассматривается необходимость немедленной госпитализации с угрозой для жизни).
***** = 10% или менее вероятность серьёзного повреждения
**** = 11% — 20% вероятность серьёзного повреждения
*** = 21% — 35% вероятность серьёзного повреждения
** = 36% — 45% вероятность серьёзного повреждения
* = 46% или выше вероятность серьёзного повреждения
Обслуживание – замена воздушных подушек безопасности (airbag)
Принято считать, что если в машине установлены подушки безопасности, о них можно и не вспоминать. Это серьезное заблуждение. Каждый автопроизводитель рекомендует менять эти средства защиты через определенный период. До 1992 года для всех автомобилей он составлял 10 лет. Позже на моделях Mercedes, а затем и некоторых других марках интервал замены подушек увеличился до 15 лет. Есть свои особенности и в проверке работоспособности датчиков и электроцепи данной системы безопасности. Однако самостоятельно или в гараже у «дяди Васи» сделать это невозможно. Проверять работу датчиков airbag целесообразно на фирменных СТО, где в объемы регламентных работ входит и диагностика этой системы. К тому же, в случае выявления дефектов в работе «аэрбегов» будет к кому предъявлять претензии, только не забывайте требовать отметок в сервисной книжке о проведенном ТО.
Менять подушки тоже следует только у специалистов фирменного автосервиса, так как даже малейшие отклонения при установке могут стать причиной отказа системы в момент столкновения или ее безосновательного срабатывания.
Система, обеспечивающая работу воздушных подушек безопасности, включает в себя электронное диагностическое устройство. Работает оно при включенном зажигании автомобиля. При обнаружении неисправности на щитке приборов при работающем двигателе загорается сигнальная лампа в виде символа или надписи airbag, SRS и т.д.
В заключение еще раз обращаем ваше внимание, что воздушные подушки безопасности смогут защитить только в случаях, если соблюдаются все вышеперечисленные требования. Игнорирование их приводит к печальным последствиям.
Подушка безопасности: виды, функции и неисправности
Разбираемся вместе с экспертом в диагностике, стоимости и нюансах использования подушек безопасности.
Эксперт в этом материале: Евгений Солин, мастер по ремонту автомобилей онлайн-сервиса Профи.
Что такое подушка безопасности
Подушки безопасности — SRS — Supplemental Restraint System. Дословно — «дополнительная удерживающая система». Часто употребляемый термин airbag переводится как «мешок воздуха». При этом Джон Хетрик, автор патента на систему безопасности 1951 года, изначально назвал его cushion — «подушка», и именно этот термин прижился в русскоговорящих странах.
Изначально механизм подразумевал использование сжатого воздуха, который постепенно заполняет тканевую емкость. Но в таком виде система работает очень медленно, в то время как при столкновении важна каждая секунда. Поэтому производители стали использовать пиротехнический заряд для быстрого надувания подушек. Усовершенствованный механизм впервые был запущен в машине премиум-класса Oldsmobile Toronado в 1973 году.
Главная задача подушек безопасности — смягчить удар водителя и пассажиров об руль, корпус, стекла и внутренние механизмы в салоне машины. В процессе амортизации участвуют эластичный мешок, датчик, блок управления и газогенератор.
Виды подушек безопасности
Со временем линейка подушек безопасности была расширена для максимального результата при столкновении. Сегодня все автомобили оснащены дополнительной удерживающей системой; она обеспечивает критически важную амортизацию в случае аварии. Существующие виды подушек безопасности:
- Фронтальные. Установлены в руле и в передней панели машины большинства зарубежных и отечественных автомобилей. Спасают при ударе в лобовую часть автомобиля.
- Боковые. Встроены в спинки автокресел. При аварии защищают корпус — грудную клетку, область таза и живота.
- Головные, также называемые «шторками». Предотвращают повреждения головы из-за боковых столкновений.
- Коленные. Встречаются реже, в основном в линейке премиальных машин. Защищают ноги водителя и пассажира.
- Центральные. Как и предыдущий вид, считаются необязательными и используются в единичных моделях автомобилей. Система срабатывает между водителем и пассажиром, защищая от травм из-за столкновения друг с другом и центральной частью салона.
Наличие передних подушек безопасности обязательно во всех новых легковых автомобилях с 1999 модельного года. Боковые необязательны, но почти все производители включают их в качестве стандартного оборудования.
Как срабатывают подушки безопасности
По данным Страхового института безопасности дорожного движения США (IIHS), подушки в машине спасают жизни. Если совместить их использование с ремнем безопасности, количество смертельных случаев для водителей и пассажиров снижается на 52% при лобовых и боковых столкновениях [1]. Повсеместное использование подушек безопасности значительно снизило летальные исходы среди взрослых и детей, попавших в аварию [2].
И фронтальные, и боковые работают по одному и тому же принципу. Подушки безопасности оснащены газогенераторами, позволяющими надуть их за доли секунды. Система включается, когда скорость движения автомобиля превышает 20 км/ч. Столкновение фиксируют датчики, расположенные в разных частях машины. Они реагируют на удар и на деформацию. Сигнал мгновенно обрабатывается электронным блоком управления и передается в подушки безопасности в зависимости от заданного алгоритма.
Срабатывает пиротехнический заряд, в газогенераторе сгорает натриевая кислота, выделяя азот, который заполняет емкость подушки. Она сшита из нейлона с маленькими отверстиями (ткань напоминает парашютную), через которые выходит газ. После раскрытия и до сдутия подушки проходит в среднем 15 миллисекунд.
Первые модели системы безопасности не учитывали индивидуальных особенностей пассажиров. В дальнейшем производители приняли во внимание возможную разницу в размере и весе людей, создав «умный» генератор. В нем срабатывают два пиропатрона, первый из которых запускает 80% газа, и если амортизации недостаточно, происходит вторичное наполнение для увеличения жесткости подушки. Механизм правильно срабатывает только если водитель и пассажир пристегнуты ремнем безопасности.
Замена и ремонт подушек безопасности
На уровне законодательства России не зафиксировано обязательное правило использования подушек безопасности, и штрафы за их отсутствие не предусмотрены. Но это не значит, что ими можно пренебрегать. Наличие системы амортизации — не стопроцентная, но все же весомая гарантия избежать серьезных травм и летального исхода при аварии. Водителю следует знать, как решать проблемы, возникающие при отклонениях в работе системы:
Загорелись датчики
Индикатор подушек безопасности расположен на приборной панели. Когда лампочка загорается при запуске двигателя, она сигнализирует об исправности системы. В случае неполадок индикатор будет долго моргать. Стоит отменить поездку в двух ситуациях: лампочка не перестает гореть либо она не включилась вообще. Когда индикатор горит и не гаснет, проблема может быть в неисправности ремней безопасности и натяжителей, а также с проводкой или разъемами, например, если снималась приборная панель, доставались руль и сиденья. Нередко сигнал срабатывает в результате низкого напряжения аккумулятора, перегрузки блока управления и нарушения герметичности самой подушки. Поэтапно исключите все возможные причины. Если проблема не определяется, придется использовать диагностический сканер и помощь специалистов.
Евгений Солин: «Сама по себе система эйрбегов независима, у нее есть самодиагностика — любые неисправности отображаются в системе автомобиля. При серьезных неполадках будет предупреждение на приборной панели. Диагностика эйрбэгов проводится с помощью компьютера».
Подушки безопасности
Надувная подушка безопасности представляет собой мешок из синтетической ткани. Подушка безопасности для водителя размещается в ступице рулевого колеса, а подушка безопасности для переднего пассажира — в передней панели кузова. В случае лобового столкновения происходит мгновенное наполнение подушек газом, они надуваются перед водителем и пассажиром, что защищает от травм головы и грудной клетки. Надувные подушки безопасности заполняются газом с помощью пиротехнического патрона (или от баллона, в котором газ находится под высоким давлением). Срабатывание устройства происходит в том случае, если замедление достигает заданного уровня, свидетельствующего о столкновении.
На это замедление реагирует специальный датчик. Он посылает сигнал детонатору, который взрывает пиротехнический патрон. При взрыве выделяется большое количество газа, подушка быстро расширяется, разрывает пенополиуретановый корпус, закрепленный на ступице рулевого колеса, и упирается в грудную клетку водителя. При достижении заданного давления газа в подушке, происходит разрыв специального шва и газ начинает постепенно выходить через образовавшиеся отверстия. Подушка безопасности наполняется газом примерно за 30 мс. Объем подушки безопасности для водителя на европейских автомобилях примерно равен 60 л, а объем подушки для переднего пассажира — 150 л. В комплект устройства, кроме самой подушки и детонатора с пиротехническим патроном, входят датчик удара, управляющий блок (с микропроцессором), блок питания (иногда автономный, с сухой батареей, заряда которой хватает на 4 года). Компьютер проводит постоянное тестирование устройства и в случае обнаружения неисправности включает световой сигнализатор.
Ультразвуковые датчики положения пассажира
Подушка безопасности может нанести большой вред человеку маленького роста или ребенку, если в случае аварии произойдет ее наполнение и она придет в соприкосновение с головой, а не грудью человека. Многие из современных автомобилей оборудуются специальными датчиками, отслеживающими вес пассажира. В простейшем варианте подушки безопасности отключаются, если место занято невысоким пассажиром. Наиболее совершенные системы используют двухступенчатое наполнение подушки безопасности, а в некоторых автомобилях для управления работой подушек используются ультразвуковые датчики, которые определяют не только размеры человека, но и положение, которое он занимает на сиденье.
Боковые подушки безопасности
Информация о пассажире может быть объединена с расчетным определением тяжести столкновения с целью регулирования процесса наполнения подушки безопасности: полное наполнение, частичное или вообще отсутствие наполнения. Боковые надувные подушки безопасности, оснащенные собственными газогенераторами, располагаются сбоку в спинках передних сидений. Надуваясь, боковая подушка безопасности разрывает крышку корпуса, поролон и обивку сидений. Хорошую защиту от бокового удара обеспечивает сочетание боковых подушек безопасности и надувных занавесов, которые при срабатывании раздуваются сверху вниз от боковой части крыши автомобиля.
Внешние надувные подушки
В последнее время появились подушки безопасности, располагаемые в задних частях передних сидений или в задних ремнях безопасности, для защиты пассажиров задних сидений, а также подушки раздувающиеся в области ног, чтобы уменьшить риск травмирования ног. Появляются также опытные конструкции внешних надувных устройств для снижения травмирования пешеходов при наезде на них автомобиля.
Удар в заднюю часть автомобиля, как правило, не имеет таких тяжелых последствий, как лобовое столкновение. В свое время существовали проекты безопасных автомобилей, в которых водитель и пассажиры сидели спиной к направлению движения, а контроль за дорогой осуществлялся с помощью телекамер и мониторов. При ударе в заднюю часть автомобиля, пассажиры и водитель обычного автомобиля за счет инерционных нагрузок вжимаются в сиденья. Единственной опасностью является отклонение головы назад с возможностью повреждения шейных позвонков. Для снижения тяжести последствий таких аварий были созданы подголовники, устанавливаемые на спинке сиденья.
Сиденье с активными подголовниками. На рисунках показаны принципы действия сиденья с активным подголовником в момент удара сзади
Обычные подголовники не могут гарантировать полной безопасности. На современных автомобилях появляются сиденья с активными подголовниками, которые после срабатывания датчика столкновения перемещаются в сторону головы человека и уменьшают нагрузку на шейные позвонки.
Аккумулятор с отключаемыми клеммами
Компания Volvo применяет на своих автомобилях систему WHIPS, которая существенно снижает последствия удара сзади за счет специальной конструкции передних сидений. Особое внимание при создании автомобиля уделяется системам пассивной безопасности, не допускающим возможности возгорания автомобиля после аварии. Топливные баки современных автомобилей размещают в местах, где они наименее подвержены повреждению, а системы питания двигателей снабжаются автоматическими клапанами, отключающими подачу топлива в случае аварии. Устройства аналогичного назначения разрабатываются и для системы электрооборудования.
История AirBag: авто без опасности
Портал Колеса.Ру продолжает знакомить читателей с технической начинкой современных автомобилей. Сегодня мы поговорим о подушках безопасности – как и зачем они появились, и почему лучше с ними, чем без них.
Человек – это все (надпись на немецких правах)
Разгон, удар, и…тишина. Новенький автомобиль, встретившись с бетонным кубом, в один миг превратился в груду железа. За процессом «гибели» машины наблюдают несколько десятков специалистов, все происходящее детально фиксирует цифровая аппаратура. То, что в реальной жизни зачастую приводит к трагедии, здесь — научная работа. Сам «крэш-тест» длится секунды, а вот с данными, полученными в его результате, предстоит работать долго. Из салона разбитого автомобиля специалисты извлекают манекены — датчики, установленные в их «телах», позволят ответить на главный вопрос — останутся ли живы реальные водитель и пассажиры, случись подобное на самом деле.
То, что автомобиль должен быть не только быстрым и комфортным, но и безопасным, конструкторы поняли давно. Первой на пути решения этой проблемы стала фирма Volvo, серийно оснастившая свои машины ремнями безопасности в 1957 году. Но скорости росли, автомобилей становилось все больше, и пропорционально увеличивалось количество аварий. В 1969 году с подачи президента Джонсона было решено оснащать каждый выпускаемый в США автомобиль средствами пассивной безопасности. Это и послужило толчком к созданию устройства, которое существенно расширило понятие о том, каким должно быть современное и безопасное средство передвижения.
Строго говоря, идея уберечь водителя от удара и перегрузок во время аварии с помощью надуваемой фронтальной подушки пришла из авиации. Подобное устройство было запатентовано еще в 40-х годах, а вот применение нашло именно в автомобиле, правда, гораздо позже.
Воплощение красивой идеи спасения жизни водителя требовало новых технологий. В пятидесятых годах были сконструированы первые газовые генераторы, которые позволяли надуть подушку за приемлемое время — порядка 50 миллисекунд. В 1973 году подушка безопасности (называлась она Air Cushion Restraint System, что можно перевести как «скрытая воздушная подушка») появляется на автомобиле Chevrolet Impala, но лишь в качестве эксперимента. До массового внедрения системы было еще очень далеко.
Первой европейской компанией, начавшей серийно ставить «эйрбэги» на свои автомобили, стала Mercedes-Benz. Более двухсот «крэш-тестов» понадобилось заводу, чтобы зимой 1980 года Mercedes S-class с подушкой безопасности увидел свет. С тех пор только в Америке, согласно исследованиям, эти устройства спасли более 14200 человеческих жизней.
А что внутри?
Современная подушка безопасности сделана из тонкой и прочной нейлоновой ткани и управляется при помощи бортового компьютера За режимом движения самого автомобиля следят датчики ускорения, расположенные в передней части кузова. Как только они фиксируют слишком быстрое замедление автомобиля, вызванное внешней силой (попросту, столкновение), они посылают тревожный сигнал на компьютер. Тот, в свою очередь, отдает команду на раскрытие подушки.
Важно отметить, что датчики контролируют ситуацию автономно, дублируя показания друг друга. Надежно сработать во время аварии так же необходимо, как и застраховаться от ложного «пуска»!
Наполнить обычным воздухом за тысячные доли секунды десятки литров объема «эйрбэга» было бы нереально. В системе наполнения содержится соль натриевой кислоты, которая при взрыве пиропатрона превращается в большой объем азота. Он-то и позволяет подушке безопасности раскрыться почти мгновенно. Чтобы смягчить встречу с человеком, во избежание травм последнего, часть газа выходит из специальных отверстий в подушке – так эффективней гасится кинетическая энергия тела.
Последняя тенденция в этих системах безопасности — это подушки, способные ограничивать объем своего развертывания. Вся идея заключается в том, что разных людей требуется защищать по-разному. Система датчиков, встроенных в сиденье, еще в начале движения определит ваши параметры – рост, вес, — и уже исходя из них будет решать, стоит ли раскрывать подушку в полную силу. А сенсорные датчики от GM, которыми компания оснастила автомобили Buick Lucerne и Cadillac DTS 2006 модельного года, способны распознать позу седока в момент аварии, тем самым оптимизируя параметры срабатывания подушек безопасности.
Ну а если нерадивые родители решат посадить на переднее сидение маленького ребенка, да еще без детского кресла, тогда система вообще не сработает – в таких случаях подушка безопасности способна нанести больше вреда, чем пользы!
В современном автомобиле число «эйрбэгов» может перевалить за десяток. Фронтальные подушки расположены в ступице рулевого колеса, и в передней панели перед пассажиром. Догадаться об их наличии можно лишь по соответствующим надписям на этих элементах – меток для разрыва пластика нет и в помине. Эстетика!
От боковых ударов, которые считаются одними из самых опасных, водителя и пассажиров призваны защищать подушки, встроенные в боковины спинок, или центральную стойку. «Занавески», перекрывающие собой оконный проем двери, помогут сберечь при ДТП голову.
Ноги, и, в особенности, колени передних седоков во время аварии страдают особенно сильно – ведь им предстоит недружественная встреча с передней панелью, смещающейся в салон, да и рулевая колонка тоже может нанести серьезные травмы. Подушки безопасности, по форме напоминающие валики, устанавливаются в нижней части панели приборов, и при раскрытии снижают риск получения тяжелых травм.
Датчики, отвечающие за работу системы, также постепенно «умнеют». Автомобиль после удара отбросило в сторону? Ничего, значит боковые подушки не «испустят дух» в течение еще нескольких секунд, чтобы защитить экипаж при многократном опрокидывании машины — за это отвечает датчик переворота. А специалисты автомобильного отделения Siemens VDO предложили оригинальное решение сенсорных датчиков безопасности, которые ориентируются еще и на звуки (!) ДТП, и на основе их анализа отдают сигналы исполнительному средству.
Подушка — не игрушка
Подушка безопасности – отнюдь не панацея, хранящая от всех бед водителя и пассажиров.
Сработать должным образом и попытаться защитить человека, попавшего в аварию, она может только совместно с другими средствами пассивной защиты. Такими, например, как ремень безопасности. Мнение, что подушка может эффективно работать «и так», ошибочно! Если лобовую аварию на 50 км/час можно сравнить с прыжком плашмя в пустой бассейн с высоты 5-ого этажа, то подушка лишь «наполнит» этот бассейн небольшим количеством воды. У непристегнутого члена экипажа шансов выжить в серьезной аварии особо не прибавится, даже если его машина оборудована «эйрбэгом» — ничем не зафиксированный в кресле, он может попросту не выдержать выстрел подушки, наполняющейся газом на скорости 300 м/c! Так что при всем многообразии средств безопасности, главным хранителем своей жизни и здоровья остается сам человек и его разум.
Манекены, побывавшие в «аварии» на «крэш-тесте», тщательно проверят, и если все в порядке, им дадут возможность «испытать себя» на прочность еще раз. У человека такой возможности может и не быть.