Подушка безопасности в кресле водителя
Обновлено: 11.05.2024
В серийных машинах они появились почти 40 лет назад. За это время подушки спасли и продолжают спасать миллионы человеческих жизней. Разберемся, какие вообще бывают "эйрбэги" и как они защищают пассажиров современного автомобиля.
На самом деле патент на подушки безопасности был получен аж в начале 50-х годов прошлого века немецким изобретателем Вальтером Линдерером. А на серийный автомобиль "эйрбэги" поставили только в 1980 году. Тогда первопроходцем стал легендарный Mercedes-Benz S-Класса в 126-ом кузове, у которого имелась вмонтированная в руль подушка безопасности для водителя. Стоит отметить, что вместе с "эйрбэгом" дебютировала и такая система, как преднатяжители ремней безопасности. А общая система, включающая подушки и преднатяжители, получила название SRS (Supplementary Restraint System или комплекс пассивной безопасности).
Что касается самой подушки безопасности, то она представляет собой мешок из эластичной нейлоновой ткани, который в случае аварийной ситуации выстреливается и надувается специальным газом (пиропатрон поджигает твердое топливо в гранулах, которое и выделяет газ). Срабатывает современный "эйрбэг" всего за 6 миллисекунд - это в десять раз быстрее, чем человек успевает моргнуть.
Нынешние автомобильные подушки безопасности напрямую связаны со всеми датчиками и электронной начинкой машины для более точного выстраивания так называемых алгоритмов срабатывания. Это значит, что в конкретной аварийной ситуации (удара определенной величины, наезда на препятствие, приземления после падения и т.д.) блок управления "эйрбэгами" учитывает силу и направление удара автомобиля с препятствием, скорость движения машины, интенсивность ее замедления, точное количество пассажиров внутри, а также их рост, вес и даже позу, в которой они сидят. Таким образом, электроника определяет, какие именно подушки нужно активировать и, грубо говоря, насколько сильно их накачать (современные "'эйрбэги" имеют ступенчатую систему срабатывания). В современном автомобиле может быть более десяти различных подушек безопасности, расположенных по всему салону автомобиля. Рассмотрим основные виды по отдельности.
Фронтальные подушки безопасности
Фронтальные подушки располагаются по центру руля (водительская) и в правой части передней панели (пассажирская). Как мы уже говорили ранее, современные конструкции фронтальных "эйрбэгов" срабатывают ступенчатым образом: при легких столкновениях "подушка" надувается не так сильно, минимизируя возможность получить травмы от выстрела "эйрбэга", а при сильном ударе - работает во всю силу. Фронтальные подушки безопасности поглощают примерно 90% всего ударного импульса, защищая голову и шею пассажиров - самые уязвимые части человеческого тела.
Боковые подушки безопасности
Так называемые боковые "эйрбэги" появились в серийных автомобилях в начале 90-х годов. Такие подушки безопасности могут быть встроены как в передние, так и в задние сиденья. А в некоторых кабриолетах подобную подушку устанавливают даже в дверную панель. В случае бокового удара "подушка" раскрывается, принимает инерцию удара и оберегает таз пассажира, брюшную полость и грудную клетку от контакта с кузовом.
Головные подушки безопасности ("шторки")
"Шторки" тоже можно назвать боковыми подушками безопасности, но только созданы они для защиты головы и шеи. Подобные "эйрбэги" встроены в обшивку крыши прямиком над боковыми стеклами и выстреливают при боковом ударе, защищая передних и задних пассажиров от последствий аварии. Ко всему прочему, "шторки" могут спасти от порезов разбитыми стеклами и снизить вероятность получения серьезных травм головы и шейного отдела позвоночника при перевороте автомобиля.
Коленные подушки безопасности
Как видно из названия, данная разновидность "эйрбэга" оберегает нижние конечности передних пассажиров от контакта с деталями автомобиля. Со стороны водителя такая подушка стоит под рулевой колонкой, а на пассажирском месте она "выстреливает" из полости под "бардачком". Срабатывают коленные подушки при лобовом столкновении, защищая ноги и коленные суставы.
Центральная подушка безопасности
Центральная подушка безопасности появилась уже в 21 веке. Она расположена по центру автомобиля и в зависимости от конструкции может располагаться в правой нижней части спинки водительского сиденья, в переднем подлокотнике или в центральной части спинки заднего дивана. Центральный "эйрбэг" при боковом ударе не только дополнительно удерживает пассажиров, но и служит некой упругой перегородкой, которая не позволяет им удариться головами. Также, по результатам испытаний, центральная подушка безопасности дополнительно защищает пассажиров при перевороте автомобиля.
Подушка безопасности в ремнях
Да, вы не ослышались. Существуют даже подушка безопасности, встроенная прямиком в ремень безопасности. В случае серьезного удара цилиндрические мешки в лямках ремней задних пассажиров надуваются особым охлажденным газом (классическую систему не используют по причине выделения большого количества тепла). Такие "айрбэги" помогают равномерно распределить ударную нагрузку по грудной клетке пассажиров, уменьшая риск повреждения мягких тканей.
Подушка безопасности в задних подголовниках
Относительно недавно появились и специальные "эйрбэги" в задних подголовниках, которые защищают головы пассажиров "галерки" от последствий удара в заднюю часть автомобиля. Ученые выяснили, что при подобных авариях раскрывающийся перед задним стеклом "шарф" позволяет примерно в два раза улучшить защиту пассажиров от травмирования головы и шеи, а также уберечь от осколков разбитого стекла.
Внешняя подушка безопасности
На самом деле современные конструкции подушек безопасности позволяют защищать от последствий аварии не только пассажиров автомобиля, но и… пешеходов. Инженеры из Volvo установили "эйрбэг" между капотом и лобовым стеклом. В случае контакта передка автомобиля с пешеходом задняя часть капота приподнимается, выполняя роль амортизатора, а надувающаяся подушка прикрывает стойки и часть ветрового стекла. Такая система позволяет уберечь пешехода от получения серьезных травм и уменьшить количество жертв после ДТП.
Есть еще один вид внешних "эйрбэгов". Он был придуман немецкими инженерами, но еще пока не устанавливался на серийные автомобили. Такая конструкция состоит из целой системы подушек безопасности, которые установлены вокруг всего автомобиля под кузовными панелями. В теории, при аварии подушки раскрываются, защищая не только людей снаружи автомобиля, но и смягчая последующие удары, которые могут быть получены уже после ДТП. К примеру, когда автомобиль улетел в кювет.
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.
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.
Подушки безопасности — насколько они безопасны?
Статистика ДТП в нашей стране порой напоминает сводки из фронта — каждый день десятки людей страдают из-за человеческой халатности, неблагоприятных погодных условий и других факторов. На обеспечение безопасности автомобилей автопроизводители ежегодно тратят внушительные суммы, постоянно внедряя новые разработки и отзывая целые партии из-за определенных проблем.
Такой элемент системы безопасности, как подушка безопасности, доказала свою эффективность и способность смягчать последствия автокатастроф, но её применение связано с рядом нюансов.
Принцип действия подушки безопасности
Главная задача, которую призваны решать подушки безопасности, — затормозить движение водителя и пассажиров, не допустив удара о переднюю панель, руль или другие части машины. Ее конструкция состоит из собственно подушки, которая наполняется газом, системы наполнения и датчика.
При столкновении (хотя периодически подушка может раскрываться при попадании колеса в глубокую яму или наезде на препятствие) датчик подает сигнал, после чего в системе наполнения смешиваются нитрат калия и азид натрия, как результат — выделяется газ, который и наполняет подушку.
Газу свойственно быстро рассеиваться, чтобы дать пассажиру возможность двигаться. В современных автомобилях присутствуют блоки диагностики, которые позволяют подушке срабатывать даже при неработающем аккумуляторе, а также оповещают водителя о неисправностях в системе.
Несмотря на свою цель — гарантировать безопасность водителя и пассажиров, подушки безопасности могут стать источником травм. Разумеется, опасна не подушка сама по себе, а то, что при её использовании не соблюдается ряд правил.
Начнем с того, что подушка развертывается на большой скорости — до 300 км/час. Если вы не пристегнуты ремнем безопасности, то просто столкнетесь с выстрелившей подушкой, что с учетом её скорости чревато как минимум черепно-мозговой травмой.
Правда, некоторые производители предусмотрели возможность деактивации подушки безопасности, если ремень не пристегнут, но и в первом, и во втором случаях риск получить серьезную травму остается по-прежнему высок. Если же подушка безопасности сработает в то время, когда ваши руки были скрещены, в большинстве случаев переломов избежать не удастся.
Есть определенный риск и для тех, кто использует очки: из-за сильного удара стёкла могут разбиться или выпасть, повредив глаза.
В случае, если вы пристегнуты, ремень замедляет ваше движение и существенно сокращает его амплитуду, а непосредственно подушка смягчает удар и минимизирует риск получения травм.
Само собой, что при езде со скоростью 140 км/час в случае столкновения даже сочетание ремня и подушки безопасности может не спасти, ведь испытания авто проводятся на скорости в 60 км/час.
Где находятся подушки безопасности
Найти, где находятся подушки безопасности в автомобиле совсем несложно. Для этого достаточно внимательно осмотреть салон и найти надписи SRS Airbag или просто Airbag.
Подушки безопасности бывают фронтальные, боковые, верхние (или шторки), для коленей водителя. Фронтальная подушка безопасности водителя находятся в руле, для переднего пассажира фронтальная подушка располагается в передней панели над перчаточным ящиком.
Боковые подушки безопасности, как правило, находятся в спинках сидений, в этом случае вы найдете либо нашивку либо пластиковую эмблему с соответствующей надписью на боковой части спинки сиденья. Верхние подушки безопасности или боковые шторки прячутся либо под крышей вдоль дверей, а могут быть и в боковых стойках. Подушки для коленей водителя следует искать в подрулевом пространстве.
Чтобы подушка безопасности не стала источником дополнительных травм, нужно соблюдать ряд правил.
Во-первых, всегда пристегиваться — в противном случае она не только не спасет вас от травм, а и может стать источником новых; ремень безопасности удерживает тело и не дает ему удариться.
Во-вторых, нужно соблюдать дистанцию между фронтальной подушкой безопасности и грудной клеткой — она не должна быть меньше 25 см.
В-третьих, детей нужно перевозить только в авто-кресле, которое соответствует их комплекции, росту и возрасту. Дело в том, что ремни безопасности рассчитаны на взрослых и не могут обеспечить надлежащую фиксацию.
Даже при столкновении на небольшой скорости может травмироваться шейный отдел позвоночника, а удар о подушку только усугубит эту ситуацию — риск возникновения травмы при игнорировании авто-кресла возрастает в пять раз. Игнорирование норм безопасности, если это касается детей, недопустимо вдвойне.
Как видим, подушка безопасности является признанным защитником, способным снизить риск возникновения травм на 25-30 %, но только в том случае, если будут исполнены все требования безопасности. Игнорирование ремня или неисправность системы могут стать причиной серьезных травм, так что не стоит отказываться от лишнего способа обезопасить себя и близких.
Подушки безопасности и все о них
Долгие годы надежный ремень безопасности оставался единственным средством пассивной безопасности автомобилиста. Шли дебаты по поводу их безопасности, особенно в отношении детей, но с течением времени, многие страны приняли законы об обязательности ремней. Статистика показывает, что использование ремней безопасности спасло тысячи жизней людей, которые могли бы погибнуть при столкновении.
Как и ремни безопасности, концепция пневмоподушки — мягкой подушки, срабатывающей при столкновении — давно витала в воздухе. Первая патентная заявка на надувное устройство для защиты пассажиров при жесткой посадке самолетов была подана во время Второй мировой войны. В 1980-х первые промышленные подушки безопасности появились в автомобилях.
Начиная с 1998 года, все новые автомобили, продаваемые в Соединенных Штатах, были обязаны иметь подушки безопасности со стороны как водителя, так и пассажира (закон распространился на легкие грузовики в 1999 году). На сегодняшний день статистика свидетельствует о том, что подушки безопасности снижают риск смерти в случае прямой лобовой аварии примерно на 30 процентов. Затем последовали подушки безопасности, вмонтированные в сиденья и двери. Сегодня некоторые машины имеют гораздо больше, чем две подушки — шесть или даже восемь подушек безопасности. Из-за тех же противоречий, которые когда-то происходили при внедрение ремней, подушки безопасности являются предметом серьезных государственных и промышленных исследований и испытаний.
Из этой статьи вы узнаете, какие научные достижения стоят за подушками безопасности, как это устройство работает, каковы его проблемы и в каком направлении развиваются технологии.
Прежде чем рассмотреть специфику, давайте вспомним основы законов движения. Во-первых, мы знаем, что движущиеся объекты обладают импульсом (произведение массы на скорости движения объекта). За исключением случаев, когда внешняя сила действует на объект, объект будет продолжать двигаться с заданной скоростью в заданном направлении. Автомобиль состоит из нескольких объектов, в том числе само транспортное средство, различных объектов внутри автомобиля, и, конечно, пассажиров. Если эти объекты не закреплены, они будут продолжать движение на той скорости, с которой двигался автомобиль, даже если автомобиль останавливился из-за столкновения.
Чтобы погасить импульс объекта требуется силы, действующие в течение определенного периода времени. Когда автомобиль попадает в аварию, сила, необходимая, чтобы остановить объект, достаточно велика, потому что импульс машины изменился мгновенно, в отличие от пассажиров — для этого потребовалось бы больше времени. Цель любой удерживающей системы заключается в том, чтобы помочь остановить пассажира с минимальным ущербом для здоровья последнего.
Подушка существует для того, чтобы снизить скорость пассажира до нуля практически без какого-либо ущерба. При этом ограничения, в рамках которых она должна работать огромны. Для выполнения своей задачи у подушки имеется пространство между пассажиром и рулем или приборной доской, и какая-то доля секунды. Даже это крошечное пространство и количество времени имеют огромное значение, так как система должна замедлить пассажира равномерно, а не резким толчком. В следующем разделе мы рассмотрим поподробнее части подушки и то, как они надуваются.
Надутие воздушной подушки
Цель подушки безопасности заключается в том, чтобы замедлить движение пассажира вперед насколько возможно равномерно в имеющиеся у нее доли секунды. Существуют три части подушки безопасности, которые помогут достичь такого результата:
• Подушка сама по себе сделана из тонкой нейлоновой ткани и уложена в руль или приборную доску, или, как часто встречается в последнее время, сиденье или дверь.
• Датчик устройства, который сообщает подушке о необходимости надува. Надутие происходит тогда, когда сила столкновения равна столкновению с кирпичной стеной на скорости от 16 до 24 км/час. Механический переключатель срабатывает тогда, когда есть массовый сдвиг, закрывший электрический контакт, что сообщает датчикам о том, что произошла авария. Датчики получают информацию из акселерометра, встроенного в микропроцессор.
• Система надува пневмоподушки смешивает азид натрия (NaN3) и нитрата калия (KNO3), в результате чего выделяется газ. Горячий газообразный азот взрывом надувает подушки безопасности.
Ранние попытки использования подушек безопасности в автомобилях наткнулись на непомерно высокую цену и технические трудности, связанные с хранением и высвобождением сжатого газа.
• Имеется ли в машине достаточно места для размещения канистры с газом
• Будет ли газ оставаться стабильным под высоким давлением
• Как можно быстро и надежно надуть подушку безопасности при различных температурных условиях эксплуатации и без оглушающего звука.
Им был нужен способ запустить химическую реакцию, производящую азот, который стал бы раздувать подушку. Малые твердо-топливные надуватели пришли на помощь в 1970-х годах.
Система надува в чем-то похожа на ракетный ускоритель. Система подушки безопасности поджигает твердое топливо, которое горит очень быстро, создавая большие объемы газа, раздувающие подушку. Затем подушка буквально вырывается из своего места на скорости до 322 км/ч — быстрее, чем в мгновение ока! В следующую секунду газ быстро рассеивается через крошечные отверстия в камере, тем самым сдувая подушку, чтобы вы могли двигаться.
Даже несмотря на то, что весь процесс занимает одну двадцать пятую секунды, дополнительное время необходимо, чтобы помочь предотвратить серьезные травмы. Кстати, порошкообразное вещество, высвобождающееся из подушки безопасности — это обычный кукурузный крахмал или тальк, который используется производителем для того, чтобы подушка оставалась гибкой и служит смазкой во время нахождения подушки в своем хранилище.
Далее мы рассмотрим некоторые меры предосторожности, связанные с подушками безопасности, особенно там, где речь идет о детях.
Меры предосторожности, связанные с подушками безопасности
С первых дней использования пневмоподушек, эксперты предупреждали, что подушки безопасности, должны использоваться в сочетании с ремнями безопасности. Ремни безопасности были по-прежнему абсолютно необходимы, поскольку подушки работали только в случае фронтального столкновения, происходящих на скорости более чем 6 км/ч. Только ремни безопасности могут помочь при заносе или боковой аварии (хотя боковые подушки безопасности становятся все более распространены в настоящее время), задних столкновених и вторичных воздействиях.Даже при современных достижениях технологии, подушки по-прежнему являются эффективным только при одновременном использовании коленного или плечевого ремней безопасности.
Не заняло много времени, чтобы понять, что сила подушки может повредить тем, кто оказался слишком близко. Исследователи установили, что зоной риска для водителя являются первые 5-8 см надува подушки. Так что, располагаясь в 25 см от подушки безопасности, вы получите надежный запас прочности. Это расстояние замеряется от центра руля до вашей грудины.
Если в данный момент расстояние составляет менее 25 сантиметров, вы можете настроить водительское место одним из следующих способов:
• Переместите водительское место назад, насколько это возможно, сделать чтобы удобно дотягиваться до педалей.
• Немного опустите спинку сиденья. Хотя конструкции автомобилей различаются, большинство водителей может достичь расстояния в 25 см даже если водительское сиденье выдвинуто вперед, немного наклонив спинку сиденья. Если наклон сиденья не позволяет вам обеспечить хорошую видимость дороги, вы можете приподнять сиденье за счет системы подъема (не все машины оборудованы этой системой) или подложив твердую, нескользкую подушку для достижения того же эффекта.
• Убедитесь, что подушка безопасности "нацелена" на центр груди, а не на голову и шею, наклонив рулевое колесо вниз (это работает только если ваше рулевое колесо регулируется).
Эти правила отличаются для детей. Подушка может серьезно ранить или даже убить непристегнутого ребенка, который сидит слишком близко к ней или же был выброшен вперед силой экстренного торможения. Эксперты согласны с тем, что для безопасности ребенка необходимы следующие условия:
Дети до 12 лет должны ездить закрепленными в правильно установленом, соответствующем возрасту автомобильном кресле на заднем сиденье.
Младенцы, находящиеся в кресле, закрепленном против хода движения (в возрасте до одного года и весом менее 10 кг) не должны ездить на переднем сиденье легкового автомобиля, имеющего подушки безопасности на пассажирской стороне.
Если ребенок старше одного года вынужден ехать на переднем сиденье, оборудованном подушкой безопасности со стороны пассажира, то он или она должны сидеть в детском кресле, установленном по ходу движения, или на специальной подушке-бустере, или с использованием надлежащим образом закрепленного коленного или плечевого ремня, а сиденье должно быть откинуто или отведено назад насколько возможно.
В некоторых случаях, владельцы автомобилей могут захотеть иметь возможность отключить подушки безопасности. В следующем разделе мы будем обсуждать меры, которые необходимо предпринять, если вы хотите, чтобы ваши подушки безопасности были отключены.
Деактивация воздушных подушек
В ответ на обеспокоенность, возникшую по поводу детей и некоторых других категорий, особенно людей маленького роста, которые были убиты или тяжело ранены в результате неисправного или слишком мощного действия подушек безопасности, Национальная администрация безопасности дорожного движения (НАБДД) США в 1997 году опубликовала окончательные правила, позволяющие автопроизводителям использовать менее мощные подушки безопасности. Это правило позволяет снижать мощность подушек безопасности на величину от 20 до 35 процентов. Кроме того, начиная с 1998 года, ремонтным мастерским и дилерам было разрешено устанавливать переключатели, которые позволяют отключить подушки безопасности в случае необходимости. Владельцы автотранспортных средств в настоящее время могут получить разрешение на установку переключателя на одну или обе подушки безопасности в автомобиле, если они (или другие лица, использующие данный автомобиль) попадают в одну или несколько из этих групп риска:
• Имеют право на отключение подушек безопасности как с водительской, так и с пассажирской стороны — лица с медицинскими показаниями, для которых риск срабатывания подушек безопасности превышает риск от отсутствия подушки безопасности
• Со стороны водителя (в дополнение к медицинским показаниям) — люди, которые не могут расположить себя так, чтобы при эксплуатации машины от корпуса до центральной части подушки безопасности оставалось не менее 25,4 см
• С пассажирской стороны (в дополнение к медицинским показаниям) — лица, которые перевозят ребенка на переднем сиденье автомобиля в кресле, установленном против хода движения, так как не имеют задних сидений, задние сиденья слишком малы, чтобы разместить на них детское автокресло или потому, что необходимо постоянно следить за ребенком по медицинским показаниям.
• С пассажирской стороны (в дополнение к медицинским показаниям) — лица, которые перевозят детей в возрасте от одного до 12 лет на переднем сиденье, так как (а) на машине нет заднего сиденья, (б) владелец транспортного средства имеет больше детей, чем может поместиться на заднем сиденье или (в), так как необходимо постоянно следить за здоровьем ребенка.
Если вы хотели бы установить в вашей машине переключатель, вам необходимо ознакомиться со всеми "за" и "против", прежде чем пойти в мастерскую, а также с информацией от производителя о том, возможна ли установка такой опции на вашем автомобиле.
Очевидно, что даже у вас есть возможность установить переключатель, подушки безопасности должны быть оставлены на водителей, комплекция которых оставляет необходимое расстояние до подушки безопасности. Для тех же, кто не может следовать этому условию (даже с учетом предложений, перечисленных выше), подушка может быть отключена. Группа врачей на Национальной конференции по медицинским показаниям для деактивации подушек безопасности рассмотрела ряд медико-санитарных оснований, которые служат возможными основаниями для отключения подушки безопасности.
По их мнению, медицинскими показаниями не являются:
• кардиостимуляторы
• очки
• ангина
• эмфизема
• астма
• мастэктомия
• предыдущме хирургические вмешательства в области спины и шеи
• преклонный возраст
• остеопороз
• артрит
• беременность
Напомним, что в США вы вообще не можете отключить подушку безопасности без установки переключателя. Однако, если заводом-изготовителем транспортного средства такой функции не предусмотрено, НАБДД позволит разрешить отключение подушки безопасности на индивидуальной основе при наличии соответствующих условий. Никогда не пытайтесь отключить подушку безопасности самостоятельно — помните, это не мягкая подушка! Она может повредить вам, если вы не знаете, что делаете — лучше обратиться с сервис-центр.
В некоторых машинах автопроизводители сами устанавливают переключатель подушек безопасности в том случае, если транспортное средство не имеет заднего сиденья или задние сиденья слишком малы, чтобы разместить детское кресло. В США производители в настоящее время не имеют права устанавливать переключатели для водителя. К чему эти правила? НАБДД США решила запретить заводскую установку переключателей из опасений, что они станут стандартным оборудованием на всех новых транспортных средств, — даже те, которые приобретаются людьми не входящими в группы риска. такое решение было принято и для того, чтобы производители работали над разработкой более безопасных, более развитых систем подушек безопасности, а не отключали существующие.
Подушки безопасности в автомобиле
В очередной статье из серии "Системы безопасности автомобиля" речь пойдет о еще одном важном элементе безопасности машины - подушках безопасности.
Подушки безопасности начали массово внедряться на несколько десятков лет позже ремней безопасности, поэтому они встречаются немного реже.
Тем не менее в 2022 году практически все новые автомобили (даже отечественных марок) оснащаются хотя бы одной подушкой безопасности.
Рассмотрим следующие вопросы:
Что такое подушки безопасности?
Подушка безопасности - это элемент пассивной безопасности автомобиля, предназначенный для защиты жизни и здоровья водителя (или пассажира) в случае серьезного дорожно-транспортного происшествия.
Подушки безопасности, хотя и называются подушками, имеют мало общего с одноименной постельной принадлежностью. Пожалуй единственное их сходство - и те, и другие должны быть мягкими.
Существуют несколько типов подушек безопасности:
- Фронтальные - в передней части автомобиля.
- Боковые - в боковых частях автомобиля.
- Шторки - над боковыми окнами автомобиля.
- Коленные - в районе ног водителя или пассажира.
При обыденном управлении автомобилем подушки безопасности никак не проявляют себя. Они находятся в сложенном состоянии и скрыты элементами обшивки салона.
Как работают подушки безопасности?
Рассмотрим механизм работы подушек безопасности. В случае дорожно-транспортного происшествия подушки за доли секунды автоматически раскрываются. Это происходит за счет наполнения их специальным газом. Водитель и пассажиры обычно даже не успевают заметить момент срабатывания подушек.
При этом подушка раскрывается таким образом, чтобы заполнить собой пространство между человеком и элементами автомобиля. В случае ДТП человек избегает жесткого удара о руль, стойки, панель и т.п. Удар приходится на достаточно мягкую подушку. Это во многих случаях позволяет либо полностью избежать травм, либо избежать тяжелых последствий для организма.
Кроме того, мягкая подушка позволяет избежать и внутренних травм. Одна из причин гибели людей при ДТП - удар внутренних органов о кости человека при быстром замедлении.
Например, смерть может наступить из-за удара мозга о череп человека в момент ДТП.
Подушки безопасности помогают уменьшить замедление, т.е. провести остановку тела более равномерно.
Сразу же после столкновения подушки выпускают газ, чтобы не мешать водителю и пассажирам выбираться из автомобиля.
Обратите внимание, подушки безопасности помогают только при первом ударе автомобиля (бывают ДТП с несколькими последовательными ударами), а также на то, что все подушки безопасности одноразовые.
При повседневной езде раскрытие подушек исключено, поскольку они оборудованы специальными датчиками. Кроме того, подушки безопасности раскрываются только при определенных условиях, т.е. в случае серьезного ДТП.
Например, если Вы заденете зеркалом автомобиля какое-нибудь препятствие, то подушки конечно же не сработают.
Сколько подушек безопасности бывает в современных автомобилях?
В 2022 году выпускаются всего несколько старых моделей автомобилей, в которых вообще нет подушек. С каждым годом их остается все меньше.
| Количество подушек | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Фронтальная подушка водителя | - | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Фронтальная подушка переднего пассажира | - | - | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Боковые передние подушки (2) | - | - | - | - | + | + | + | + | + | + | + |
| Шторки (2) | - | - | - | - | - | - | + | + | + | + | + |
| Коленная подушка водителя | - | - | - | + | - | + | - | + | - | + | + |
| Боковые задние подушки (2) | - | - | - | - | - | - | - | - | + | + | + |
| Коленная подушка переднего пассажира | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + |
В большинство современных автомобилей устанавливаются от 2 до 7 подушек безопасности. 8, 9 и 10 подушек можно встретить только на нескольких моделях машин.
Фронтальные подушки безопасности
Фронтальные подушки - наиболее распространенный сегодня вид. Большинство новых автомобилей имеют фронтальные подушки водителя и переднего пассажира.
Фронтальные подушки предназначены для защиты от удара в переднюю часть автомобиля. Например, от лобового столкновения.
Кроме того, что эти подушки исключают удар об элементы автомобиля, они также уменьшают замедление человека в случае ДТП. То есть человек теряет скорость медленнее, а следовательно испытывает меньшие перегрузки. Это позволяет уменьшить риск травм внутренних органов.
Фронтальная подушка безопасности водителя размещается в центре рулевого колеса. Фронтальная подушка переднего пассажира расположена в верхней части передней панели. Подушки пассажира и водителя различаются по размерам, поскольку расстояние между головой водителя и рулевой колонкой меньше, чем расстояние между головой пассажира и панелью.
Фронтальная подушка безопасности переднего пассажира обычно имеет кнопку отключения. Отключение необходимо в том случае, если на переднем сиденье перевозится маленький ребенок в специальном кресле.
Фронтальные подушки должны срабатывать только при ударах в переднюю часть автомобиля.
При поездке в автомобиле с фронтальными подушками безопасности (место их расположения обозначается словом airbag на передней панели) следует соблюдать элементарные меры предосторожности.
Например, пассажир не должен держать в руках сумку, пакет или другие предметы. Кроме того, не следует упираться коленями в место расположения подушки. Нарушение любого из этих правил может исказить эффект от использования подушек безопасности, т.к. пассажир получит травмы по собственной же вине.
Примечание. Фронтальные подушки в 2022 году устанавливаются даже на самые бюджетные модели отечественных автомобилей (Lada Granta).
Передние боковые подушки безопасности
Боковые подушки распространены меньше, чем фронтальные. Они устанавливаются на более дорогих автомобилях или в более продвинутых комплектациях.
Передние боковые подушки предназначены для защиты плеча, бока и таза при боковом ударе автомобиля. Обычно они устанавливаются в боковой части передних кресел (со стороны дверей автомобиля).
В автомобилях с боковыми подушками безопасности нужно соблюдать дополнительные правила перевозки грузов. Нельзя размещать в карманах дверей сильно выпирающие предметы. В случае ДТП они могут помешать работе подушки и навредить человеку.
Примечание. Передние боковые подушки в 2022 году устанавливаются как на отечественные (Lada Vesta), так и на недорогие иностранные модели (Renault Logan, Datsun On-do).
Шторки безопасности
Шторки безопасности предназначены для защиты головы водителя и пассажиров при боковых ударах.
Бывают 2 типа шторок безопасности:
- Только для переднего ряда сидений.
- Одновременно для переднего и заднего рядов.
Шторки безопасности размещаются в боковой части крыши автомобиля (непосредственно над оконными проемами), а также частично в боковых стойках.
В случае бокового удара шторка безопасности раскрывается таким образом, чтобы полностью закрыть боковые стекла автомобиля. Она защищает от ранений осколками стекла, от ударов о стойки и другие жесткие предметы.
Примечание. В 2022 году шторки безопасности можно встретить в том числе и на относительно бюджетных автомобилях B-класса (Kia Rio, Hyundai Solaris).
Коленные подушки безопасности
Коленная подушки безопасности предназначена для защиты коленей водителя или переднего пассажира при фронтальном (переднем) ударе.
Подушка водителя располагается под рулевой колонкой в нижней части панели.
Подушка переднего пассажира также выполняет защиту при переднем ударе, однако располагается она перед пассажирским сиденьем.
Обратите внимание, при наличии коленной подушки безопасности нужно внимательно отнестись к регулировке водительского сиденья. Ноги водителя должны находиться не менее, чем в 10 сантиметрах от нижней части панели.
Примечание. Коленная подушка водителя в 2022 году встречается на многих автомобилях C-класса, имеющих среднюю стоимость (Volkswagen Golf, Suzuki SX4).
Коленную подушку пассажира в 2022 году можно найти только в дорогих внедорожниках (Toyota LC200).
Задние боковые подушки безопасности
Задняя боковая подушка безопасности защищает плечо, бок и таз заднего пассажира при боковых ударах. Ее предназначение аналогично передней боковой подушке безопасности.
Задние боковые подушки обычно располагаются в нижней части боковой обшивки автомобиля (сбоку от задних сидений).
Примечание. Задние боковые подушки в 2022 году можно встретить на крайне ограниченном количестве моделей (например, Skoda Octavia).
Как найти подушки безопасности в автомобиле?
Подушки безопасности в автомобиле обозначаются значками airbag. Эти значки могут быть либо выдавлены на пластике, либо нанесены на специальные тканевые бирки.
Выше уже речь шла о том, где располагаются подушки каждого вида. Фронтальные, коленная, задние боковые и шторки безопасности обычно отмечены на пластиковых деталях обшивки, передние боковые подушки отмечаются на тканевых бирках сбоку от сидений.
Не рекомендую открывать или разбирать обшивку салона вблизи от подушек безопасности без отключения аккумулятора. Попытка снять подушку под напряжением может привести к ее срабатыванию. А это, в свою очередь, может повлечь тяжелые травмы.
Что делать, если сработали подушки безопасности?
Обычно подушки безопасности срабатывают при достаточно серьезных дорожно-транспортных происшествиях. Поскольку подушки являются одноразовыми, требуется полная замена всех сработавших подушек.
Также требуется замена датчиков подушек безопасности и элементов обшивки, сломанных при срабатывании подушек. Ну и само собой требуется ремонт кузова и внутренних частей автомобиля после ДТП.
Отмечу, что нередко после срабатывания подушек безопасности автомобиль вообще не восстанавливают, т.к. стоимость ремонта может превысить стоимость аналогичного нового автомобиля.
Иногда подушки безопасности могут сработать и без ДТП. Например, если неквалифицированный человек попытается разобрать подушку. В этом случае потребуется замена только подушки безопасности. Сама подушка стоит ориентировочно 10 - 20 тысяч рублей. Дополнительно придется оплатить и работы по ее замене.
Самостоятельный ремонт подушек безопасности автомобиля после ДТП я настоятельно рекомендую не выполнять. В первую очередь это связано с тем, что проверить правильность работы подушек будет возможно только при следующем ДТП. Однако исправлять ошибки может быть уже поздно.
Можно ли установить дополнительные подушки безопасности в автомобиль?
Иногда у водителей возникает вопрос по поводу установки дополнительных подушек безопасности в автомобиль.
Например, при покупке автомобиля денег на дополнительные подушки не хватило. Через пару лет деньги появились и водитель захотел повысить уровень безопасности транспортного средства.
Теоретически дополнительные подушки установить можно, практически - это экономически нецелесообразно. И вряд ли кто-то возьмется за эту работу.
Дешевле приобрести аналогичный автомобиль с дополнительными подушками, чем пытаться "засунуть" подушки, датчики и новые управляющие блоки в свою машину.
Так что будем считать, что установить дополнительные подушки в автомобиль нельзя.
Совместная работа подушек и ремней безопасности
Некоторые водители, обладающие скромными познаниями в области автомобильной безопасности, считают, что если в автомобиле есть подушки безопасности, то они защищают достаточно хорошо и использовать ремни безопасности не нужно. "Самые умные" пытаются обмануть датчик непристегнутых ремней, пропускают ремень безопасности за спиной и застегивают его в замок. Так делать не следует.
Подушки безопасности разрабатываются с расчетом на то, что они будут использоваться совместно с ремнями безопасности.
Например, если пассажир, не пристегнутый ремнем, попадет в ДТП, то он продолжит движение вперед по инерции. А "спасительная" подушка раскроется ему навстречу на скорости около 200 км/ч. В данном случае пассажир может получить тяжелые травмы.
Так что запомните. Ремни безопасности защищают в том числе и в автомобилях без подушек безопасности. А вот подушки работают только совместно с ремнями.
Неисправности подушек безопасности
При эксплуатации автомобиля могут возникнуть проблемы, связанные с работой подушек безопасности. При этом на приборной панели загорается специальная лампочка, сигнализирующая о неисправности. В данном случае требуется доставить автомобиль в сервисный центр для устранения неисправности.
В заключение хочу отметить, что подушки существенно повышают безопасность водителя и пассажиров автомобиля. Так что чем больше подушек в машине, тем лучше. Скорее всего подушки безопасности никогда и не пригодятся, но на всякий случай они должны быть припасены.
Удачи на дорогах!
Читайте также: