1. Історія створення подушки безпеки (air bag).
2. Конструкційні труднощі і їх рішення.
3. Місця розміщення подушок безпеки.
4. Безпека понад усе!
5. Принцип роботи системи подушок безпеки.
6. Додаткові умови спрацьовування фронтальних подушок безпеки:
7. Новітні розробки в сфері безпеки.
8. «Розумні» подушки безпеки.

Стаття опублікована 24.06.2014 16:42 Остання правка проведена 19.10.2015 15:15

Історія створення подушки безпеки (air bag).

Передумови.

Перша подушка безпеки була встановлена ​​на серійний автомобіль близько 25 років тому. Тоді це було необов'язковим доповненням, яке приймалося за ексклюзив. Сьогодні ж неможливо уявити машину без цього нововведення, нехай і шлях від вдосконалення і до загального визнання був дуже тернистим.

У міру розвитку технологій, автомобілів ставало все більше, а вони, в свою чергу, додавали в своїй потужності і ставали швидше. Кількість аварій збільшувалася, все більше люди, які потрапляли в них, гинули і отримували важкі травми. У США, як в лідируючій автомобільній державі, статистика смертності людей була найбільш загрозливою. Тому, в 1967 році там прийняли законодавчий акт, який зобов'язував обладнати всі автомобілі в країні "автоматизованою системою захисту пасажирів" вже з 1969 року. Але на той момент, крім звичайних (неінерціонних ременів безпеки) ременів безпеки, конструктори більше не могли нічого запропонувати.

організація NTHSA

Ось тоді-то, в 1967 році згадали про ідею, яку запропонували в 1953 році американець Джон Хендрік і німець Вальтер Ліндерером. Згідно виданими їм патентів пристрій являв собою прикріплений до керма "складаний розгортається мішок, який надувалася в разі небезпеки". Реалізовувати цю ідею взялися багато розробників, але вони зіткнулися з безліччю проблем. Крім того, в 1970 році інженери піддалися серйозному тиску з боку щойно створеного відомства дорожньої безпеки (NTHSA), яке вимагало оснастити подушками безпеки все нові автомобілі вже з 1973 року. Завдання, м'яко кажучи, була нездійсненна.

Передбачаючи, що реалізація цієї директиви затягнеться надовго, в ЗМІ та на політичній арені була розгорнута кампанія, спрямована проти даної системи безпеки. В результаті терміни впровадження технологічного нововведення спочатку були продовжені до 1976 року, а потім і зовсім скасовані як директива. Лише в 1993 році ця директива була остаточно закріплена, як обов'язкова до виконання.

Конструкційні труднощі і їх рішення.

Реалізація ідеї ", що розгортається" мішка потребувала неймовірних зусиль. Складові сучасної подушки безпеки: пиропатрон, надувний дзвін, набір датчиків і електронного блоку управління - все це треба було винаходити з нуля.

Необхідний показник часу спрацьовування - 30-50 мілісекунд досягався лише при піротехнічному принципі наповнення подушки безпеки. Тому його відразу взяли на озброєння. Але відкритим залишилося питання, ніж начиняти пиропатрон? При виборі наповнювача доходила справа до курйозів, конструктори намагалися застосовувати навіть ракетне паливо. Найчастіше такі експерименти призводили до руйнування автомобіля. Крім того, патрон повинен бути компактним, а продукти згоряння не представляти небезпеки для людини.

подушки безпеки

Розкриття подушки безпеки супроводжується різким стрибком тиску в автомобільному салоні і гучним бавовною (близько 140 дБ), це може привести до пошкодження барабанних перетинок. Для підтвердження безпеки конструктори вдалися до старого методу - вони помістили в салон клітини з п'ятнадцятьма канарейками. Ці "крихкі" на акустичний вплив пташки відмінно пройшли експеримент і навіть зберегли свої співочі здібності.

Щільна тканина з якої виготовлялася основна частина подушки (дзвін) була дуже товстою, до того ж вона пропускала частина газу. Згодом конструктори прийшли до думки, що оптимальним матеріалом для цього елемента є тонкий і міцний нейлон (товщина близько 0,5 мм) з герметичним покриттям.

Механізму, який просто здатний безпечно і швидко розкривати подушку безпеки, було недостатньо. Необхідно було змусити його вчасно розкриватися і тільки в критичний момент. Мимовільне спрацьовування подушки на ходу дуже небезпечно для водія. Також людина повинна вдаритися об вже розкрилася, але ще не почала здуватися подушку. Використання подушки безпеки, яка спрацьовує не вчасно, приносить одні незручності і, в деяких випадках, навіть каліцтва (адже швидкість розкривається подушки безпеки близько 300-от км / ч).

Для конструювання такої розумної системи була потрібна допомога досвідчених людей. Концерн Bosh з його величезним досвідом в сфері електроніки та електрики якраз підходив на цю роль. Система управління спільно з датчиками повинна була передати сигнал пиропатрон за кілька мілісекунд, не реагуючи на слабкі впливу і зберігаючи свою працездатність незалежно від експлуатаційних умов.

На виконання всіх цих умов, компанії знадобилося понад десять років роботи, більше двохсот краш-тестів на серійних автомобілях і близько 2500 - на макетах, витративши на це понад 7 млн. Кілометрів випробувальних пробігів. Цікавим є той факт, що близько 600 досвідчених автомобілів, проходили реальні випробування з співробітниками компанії "мерседес" за кермом. Зайве говорити, що це була дуже ризикована затія.

До грудня 1980 року, через 13 років після початку робіт, був випущений перший серійний автомобіль, оснащений подушкою безпеки. Дана опція була мало кому по кишені, але було ясно, що майбутнє за подушками безпеки.

Ефект від впровадження нової системи безпеки був очевидний. Протягом 80-х років кількість смертей і випадків отримання важких травм скоротилося на 5%, а в 90-х роках, коли використання подушки безпеки стало обов'язковою вимогою, - значно зменшилася. Подушки безпеки, показавши свою ефективність на ділі, стали невід'ємною частиною комплектації більшості автомобілів.

Місця розміщення подушок безпеки.

Системи "надувний" захисту вже давно розміщуються не тільки фронтально, а й з боку. Адже серед ДТП нерідкі випадки, коли пасажири наражаються на небезпеку саме від бічних ударів по автомобілю. Своє поширення знайшли "ейр-беги" вмонтовані не тільки в кермо, але і в бічні двері, спинки передніх сидінь, в стійки даху і над дверима.

У відкритих автомобілях вимога до бічних подушок безпеки особливе. Через відсутність жорсткого даху і стійок доводилося монтувати їх у верхню частину дверей і робити більш міцними. Найчастіше пропонується укомплектувати машину додатковими "ейр-бегамі" для захисту ступень і колін, а також запобігання "піднирювання" під ремені безпеки. Окремі подушки отримують і пасажири, що сидять на задніх сидіннях.

Безпека понад усе!

новітні розробки Volvo

У боротьбі за безпеку технології надувного мішка вийшли за межі салону автомобіля. Новітні прототипи забезпечують безпеку не тільки пасажирам, а й збитому пішоходові. Подушки безпеки розкриваються в місцях контакту з автомобілем (у кромки капота і перед бампером), захищаючи від травм голову і ноги збитого людини.

Кількість датчиків і подушок безпеки в автомобілі зростає з кожним роком, а самі вони додають в своїй технологічності. Новітні датчики, здатні розрізняти типи ударів по силі і характеру. Є навіть такі, які можуть розпізнати ситуацію, коли в стоїть на місці автомобіль врізається інша машина, і це при врахуванні того, що зазвичай подушки безпеки не спрацьовують на швидкості менше 20 км / год.

Швидкість спрацьовування подушок безпеки стала більше, тепер на повне розкриття витрачається не більше 20 мілісекунд. Піропатрони стали безпечнішими і екологічніше. Фільтри не пропускають небезпечні для здоров'я гази і тверді частинки. Подушки стали адаптивними, тобто внутрішній тиск і ступінь розкриття варіюється в залежності від сили удару. Завдяки датчикам, встановленим в кріслах, "ейр-беги" не спрацьовують, якщо ремені безпеки не пристебнуті чи на сидіння просто нікого немає. Перші зразки подушок безпеки підтримували необхідний тиск в куполі близько 2-х секунд, зараз вони не спускаються до 10 секунд. Завдяки цьому пасажир захищений від повторного зіткнення або подальшого перевороту автомобіля.

У нових "ейр-бегах" враховуються особливості людської фізіології. Раніше, при спрацьовуванні, подушка безпеки могла нанести пошкодження на обличчі захищеного людини, тепер з'явилися роздвоєні пасажирські подушки. Основний удар приймають плечі і груди людини, а вплив на голову мінімальне.

Принцип роботи системи подушок безпеки.

Є варіації подушок безпеки, які розроблені, як для водіїв, так і для інших пасажирів. Подушка водія безпеки зазвичай встановлюється на кермі, пасажирські - на приладовій конструкції і на спинках сидінь.

Подушки, розташовані спереду, служать для захисту водія і пасажира від травмування жорсткими предметами (салон, автомобільний кузов і ін.) І осколками скла при фронтальних зіткненнях.

Спрацьовування подушок безпеки відбувається при безпосередньому ударі. Залежно від напрямку удару активуються лише певні подушки безпеки. Датчики удару передають сигнал в блок управління в тому випадку, якщо сила удару перевищує небезпечний поріг. Блок управління, обробивши отримані дані зі всіх датчиків, визначає необхідність і час спрацьовування подушок безпеки і інших складових пасивної системи безпеки.

Залежно від обстановки можливо спрацьовування тільки натяжителей ременів безпеки або спільне, з подушками безпеки. Блок управління подає електричний сигнал для включення газогенераторів відповідних подушок безпеки. Подушка безпеки розривається і здувається тільки після дотику з людиною.

Подушки безпеки не підлягають подальшому використанню після спрацьовування, оскільки вони є одноразовим компонентом автомобіля.

Додаткові умови спрацьовування фронтальних подушок безпеки:

• Падіння автомобіля;
• Наїзд на твердий міцний предмет;
• Жорстке приземлення після стрибка;

Важливо знати, що фронтальні подушки безпеки не спрацьовують при ударі машини ззаду, бічному ударі і перекиданні автомобіля.

Новітні розробки в сфері безпеки.

Мотоциклетний подушка безпеки.

подушка безпеки водія Honda GoldWing

Компанією Honda була оприлюднена перша в світі система подушок безпеки для мотоцикла (Motorcycle Airbag System).

Сама повітряна камера вмонтована по центру керма. Подушка спрацьовує, коли всі чотири "краш датчика" виявляють серйозне лобове зіткнення. Надутий буфер не дає мотоциклістові вилетіти вперед.

Перший байк, на якому встановлені подушки безпеки, був "Gold Wing" - найважчий і великий мотоцикл Honda. Ціни на такий мотоцикл починаються з 18 тисяч доларів.

Оснастити такими подушками безпеки всі моделі мотоциклів неможливо з технічних причин. Оскільки подушка поглинає кінетичну енергію летить вперед мотоцикліста, то сам байк повинен бути досить важким, щоб не перевернутися і не перекинути власника повз розгорнутої камери.

Крім цього, для розкриття "Air bag'а" необхідно досить місця, отже, таку систему неможливо встановити на спортивному мотоциклі, гонщик якого під час їзди притискається до байку.

«Розумні» подушки безпеки.

спрацювала подушка безпеки Volkswagen

Сучасні подушки безпеки відрізняються своєю винятковою технологічністю. В седанах 2006-го модельного року, подушки оснащені сенсорними датчиками, завдяки яким вони здатні регулювати обсяг свого розгортання для запобігання тяжких травм в залежності від пози і ваги пасажира. Таким чином, подушки оснащені двома ступенями розгортання, обмеженою і максимальної, які вибираються автоматикою в залежності від ваги пасажира і натягу ременя безпеки.

Безсумнівно, за багато років роботи, конструктори та інженери розробили високотехнологічну систему безпеки, але не дивлячись на великі досягнення в цій сфері, не можна сказати, що вони знаходяться на піку розвитку. Багато чого можна поліпшити і модернізувати, сила-силенна нереалізованих ідей. Припустимо, добре було б, якщо подушки спрацьовували не під час аварії, а за миті до неї.

Яких би захмарних висот не досягли ці "надувні" технології, слід пам'ятати, що результат їх роботи багато в чому залежить від того, чи був, пристебнутий людина звичайним ременем безпеки.