Як працюють сучасні подушки безпеки

У наші дні вже нікого не здивуєш наявністю в машині подушки безпеки. У багатьох солідних автовиробників вона вже в базовій комплектації більшості моделей. Разом з ременем безпеки подушки дуже надійно захищають людей, що знаходяться в машині, у разі зіткнення і знижують кількість летальних випадків на 30%.

З чого все почалося

Ідея використати в автомобілях надувні подушки безпеки була реалізована на початку 70-х років минулого століття у США. Поштовхом став винахід Алленом Брідом кулькового сенсора — механічного датчика, що визначав різке зниження швидкості в момент удару. А для швидкого накачування газу оптимальним виявився піротехнічний метод.

У 1971 році винахід випробували у автомобілі Ford Taunus. А першою серійною моделлю, оснащеною подушкою безпеки, роком пізніше стала Oldsmobile Toronado. Невдовзі новацію підхопили й інші автовиробники.

Впровадження подушок стало приводом для масової відмови від застосування ременів безпеки, які в Америці і так не популярні. Однак виявилося, що балон з газом, що вистрілює зі швидкістю близько 300 км/год, може завдати значних каліцтв. Зокрема, було зафіксовано випадки переломів шийних хребців і навіть набір летальних наслідків.

Досвід американців врахували у Європі. Приблизно через 10 років Мерседес-Бенц впровадив систему, в якій подушка не замінювала, а доповнювала ремені безпеки. Такий підхід став загальноприйнятим і використовується досі - подушка спрацьовує після затягування ременя.

У механічних датчиках, що застосовувалися спочатку, грузик (кулька) в момент зіткнення зміщувався і замикав контакти, що запускали спрацьовування системи. Такі датчики були недостатньо точними та порівняно повільними. Тому на зміну їм прийшли досконаліші та швидкодіючі електромеханічні сенсори.

Сучасні air bags

Подушка безпеки (air bag) є мішком з міцного синтетичного матеріалу. При спрацьовуванні практично моментально наповнюється газом. Матеріал покритий мастилом на основі тальку, що сприяє прискореному розкриттю.

Систему доповнюють датчики удару, газогенератор та блок управління.

Датчики удару визначають зовсім не силу удару, як можна подумати, судячи з назви, а прискорення. При зіткненні воно має негативне значення — простіше кажучи, йдеться про швидкість уповільнення.

Під пасажирським сидінням є датчик, що визначає, чи сидить на ньому людина. За його відсутності відповідна подушка не спрацює.

Призначення газогенератора – миттєво заповнити air bag газом. Він може бути твердопаливним або гібридним.

У твердопаливному за допомогою піропатрона спалахує заряд твердого пального, а згоряння супроводжується виділенням газоподібного азоту.

У гібридному застосовується заряд зі стисненим газом — зазвичай це азот чи аргон.

Після старту ДВС блок управління перевіряє справність системи і видає відповідний сигнал на приладову панель. У момент зіткнення він аналізує сигнали від сенсорів і, залежно від швидкості руху, швидкості уповільнення, місця та напряму удару, запускає активацію потрібних подушок безпеки. У деяких випадках все може обмежитися лише натягом ременів.

У блоці управління зазвичай є конденсатор, заряд якого може підпалити піропатрон при повному вимкненні бортової мережі.

Процес спрацьовування air bag має вибуховий характер і відбувається менш ніж за 50 мілісекунд. У сучасних адаптивних варіантах можлива двоступінчаста чи багатоступінчаста активація залежно від сили удару.

Різновиди сучасних подушок безпеки

Спочатку застосовувалися лише фронтальні air bags. Вони й досі залишаються найбільш затребуваними, захищаючи водія та пасажира, що сидить поруч із ним. Подушка водія вмонтована в рульове колесо, а пасажирська знаходиться біля бардачка.

Для передньої подушки пасажира нерідко передбачено відключення, щоб на передньому сидінні можна було встановити дитяче крісло. Якщо її не відключити, удар балона, що розкрився, здатний покалічити або навіть убити дитину.

Бічні air bags захищають грудну клітину та нижню частину тулуба. Зазвичай вони знаходяться у спинці переднього сидіння. Буває, що їх встановлюють на задніх сидіннях. У більш досконалих варіантах можлива наявність двох камер - жорсткішою нижньою і м'якшою для захисту грудей.

З метою зменшення ймовірності дефекти грудної клітки подушка Буває, що вбудовується безпосередньо в ремінь безпеки.

Наприкінці 90-х автоконцерн Toyota вперше почав використовувати головні подушки безпеки або, як їх ще називають, "шторки". Їх монтують у передній та задній частині даху.

У ті роки з'явилися колінні air bags. Вони розміщуються під кермом та оберігають від дефектів ноги водія. Також можливий захист ніг переднього пасажира.

Порівняно недавно стала застосовуватись центральна подушка. У разі бокового удару або перекидання автомобіля вона запобігає травмам від зіткнення людей один з одним. Її розміщують у підлокітнику переднього або спинці заднього сидіння.

Наступним кроком у розвитку системи дорожньої безпеки, ймовірно, стане впровадження подушки, яка спрацьовує під час зіткнення з пішоходом та захищає його голову від удару об лобове скло. Такий захист вже розроблений та запатентований компанією Volvo.

На цьому шведський автовиробник зупинятись не збирається і вже тестує зовнішню подушку, яка захищає автомобіль повністю.

Air bag потрібно використовувати правильно

Коли мішок різко наповнюється газом, удар про нього може обернутися для людини серйозними травмами і навіть спричинити смерть. Ризик зламати хребет від зіткнення з подушкою збільшується на 70%, якщо людина не пристебнута.

Тому пристебнутий ремінь безпеки є обов'язковою умовою активації air bag. Зазвичай система відрегульована так, що якщо водій чи пасажир не пристебнутий, то відповідна подушка не вистрілить.

Мінімально допустима відстань між людиною та місцем розміщення подушки безпеки становить 25 см.

Якщо в машині встановлена ​​керована кермова колонка, краще не захоплюватися і не висувати кермо занадто високо. некоректне спрацювання подушки безпеки може стати для водія причиною серйозних каліцтв.

Любителі нестандартного рулювання під час вистрілювання подушки ризикують зламати руки. При некоректному положенні рук водія air bag навіть збільшує ймовірність перелому в порівнянні з тими випадками, коли є лише ремінь.

Якщо ремінь пристебнутий, ймовірність отримання травм при спрацьовуванні air bag невелика, але є.

В окремих випадках спрацювання подушки безпеки може спричинити дефект слуху або спровокувати серцевий напад. Від удару по окулярах можуть розбитися лінзи, і тоді ризик пошкодити очі.

Поширені міфи про подушки безпеки

Удар по припаркованій машині важким предметом або, наприклад, падіння гілки дерева може спричинити спрацювання подушки безпеки.

Насправді спрацьовування не буде, оскільки в цьому випадку датчик швидкості повідомляє блок управління, що автомобіль стоїть. З цієї ж причини система не спрацює, якщо в машину, що стоїть, влетить інший автомобіль.

Занесення або різке гальмування може призвести до вистрілювання подушки.

Це цілком виключено. Спрацьовування можливе при навантаженні від 8g і вище. Для порівняння – у гонщиків Формули 1 або пілотів винищувачів навантаження не перевищують 5g. Тому ні екстрені гальмування, ні ями, ні різкі перебудови не призведуть до вистрілювання air bag. Зіткнення з тваринами або мотоциклами також зазвичай не призводить до активації подушок безпеки.