Знал бы, где упадешь, — подложил бы подушку

Злые языки утверждают, что преждевременное облысение является следствием того, что обладатель некогда пышной шевелюры слишком много времени проводил на чужих подушках. Возможно, вскоре будут изобретены подушки, способствующие росту и укреплению волос, но сегодня речь не о них. Сохранение волос — задача безусловно благородная, но гораздо важнее сохранить голову, причем в буквальном, а не в переносном смысле.

Ни для кого не секрет, что автомобиль является источником повышенной опасности. Ежедневно в мире в автокатастрофах гибнут сотни людей. Если еще 10-15 лет назад основную массу покупателей волновали технические характеристики и надежность машин, то сейчас их все больше интересуют системы безопасности.

Росту интереса к этому вопросу способствовали все чаще проводимые различными организациями и ведомствами аварийные тесты. Они подтвердили, что, наряду с ремнями безопасности и подголовниками, для защиты водителя и пассажиров необходимо применение других средств. В результате испытаний установлено, что уже при скорости 30 км/ч не всегда возможно предотвратить, несмотря на пристегнутые ремни, удар водителя и переднего пассажира о рулевое колесо или приборную панель. А если учесть, что ездим мы обычно быстрее, то напрашивается вывод о необходимости дополнительных средств безопасности.

Отреагировав, многие производители стали серийно оснащать свои автомобили надувными подушками безопасности. Одной из первых таких фирм была компания «Мерседес-Бенц», посвятившая много лет разработке этой системы. Впервые подушка безопасности была установлена в 1980 году на модели класса S в виде дополнительного оборудования. Сегодня каждый автомобиль с трехлучевой звездой на капоте серийно оснащается такой системой.

Идея надувной подушки безопасности родилась в США. Еще в 1952 году административные власти США настаивали на применении защитных подушек в автомобилях. В начале 50-х с подобной конструкцией экспериментировал концерн «Дженерал Моторс». В 1953 году изобретение запатентовал Вальтер Линдер (Мюнхен). Это был, согласно формуле изобретения, «надуваемый, немного пропускающий газ или абсолютно герметичный мешок, который крепится вблизи защищаемого человека таким образом, что при заполнении газом с помощью специального устройства он защищает верхнюю часть тела человека». Но, как часто бывает, когда уровень существующих технологий не позволяет реализовать идею, изобретение было похоронено в архивах.

Компания «Мерседес-Бенц» начала заниматься конструкцией надувных подушек безопасности только спустя 13 лет, с 1969 года. Прежде чем подушка приняла свой современный вид, пришлось решить целый ряд технических проблем и провести огромное количество испытаний. В первую очередь возникал вопрос, каким образом лучше всего подушку можно наполнить газом. Кроме того, очень важно добиться минимального времени между моментом удара о препятствие и разворачиванием подушки. Вначале экспериментировали с наполнением сжатым, а потом — сжиженным газом. Такие конструкции уже широко применялись в морских спасательных средствах — для наполнения надувных лодок, плотов, спасательных жилетов. Но уже с 1970 года экспериментировали только с твердыми топливными зарядами, позаимствовав разработки специалистов по ракетной технике. Это топливо (азид натрия) стабильно по свойствам на протяжении длительного времени и имеет хорошие параметры процесса сгорания. Использование пирозарядов позволило максимально снизить время, необходимое для наполнения подушки. Без этого сама идея теряет всякий смысл.

Практически каждая уважающая себя автомобилестроительная компания проводит комплексное тестирование (стендовые испытания, компьютерное моделирование и т.д.) с целью выработать оптимальный вариант защиты находящихся в автомобиле людей. В результате практических испытаний были разработаны критерии, устанавливающие максимально возможные нагрузки на тело человека при аварии. Все исследования подтверждают, что оптимальную защиту обеспечивает только комбинация различных элементов безопасности. Иначе говоря, наряду с ремнями безопасности с трехточечным креплением с интегрированным натяжителем и надувной подушкой, необходима также соответствующая форма сидений, обеспечивающая определенную траекторию перемещения тела при столкновении автомобиля с препятствием.

Разные компании используют в своих автомобилях подушки безопасности различных типов и размеров. Например, «Мерседес-Бенц» и «Опель» отдают предпочтение так называемым полнообъемным подушкам емкостью 60-75 литров (в зависимости от модели) для водительского сиденья и 100-150 литров — для пассажирского. Концерн «Форд» на свои автомобили устанавливает подушки европейского образца (евроаэрбэг) емкостью 30 и 50 литров соответственно.

Надувная подушка безопасности состоит не только из собственно подушки, речь идет о комплексном модуле. В ступице рулевого колеса или в передней панели перед передним пассажиром расположены запал (источник воспламенения), газогенератор и кронштейн, вокруг которого укладывается свернутая подушка. Вся эта система получает сигналы от электронного блока управления. Во многих конструкциях этот же блок управляет также натяжителем ремня безопасности. У большинства автомобилей электронные части системы монтируются на центральной консоли.

Выбор материала для изготовления подушек долгое время был для конструкторов не меньшей проблемой, чем способы ее наполнения. После долгих испытаний остановились на полиамидном волокне, покрытом неопреном. Подушка из такого материала обладает высокой прочностью на разрыв, небольшим весом и минимальными габаритами. Для придания оптимальных форм и размеров ее армируют специальными лентами. Расположенные по бокам отверстия обеспечивают моментальное удаление из нее газа после надувания. Форма, количество и размеры этих отверстий имеют решающее значение для смягчения удара о подушку. Аварийный датчик (датчик ускорения) реагирует на происходящее при аварии замедление. При этом электронный блок настолько чувствителен, что при незначительных авариях подушка не надувается, а срабатывает только натяжитель ремня. Об исправности системы сигнализирует контрольная лампа на приборной панели.

Для наполнения подушки содержащийся в генераторе твердый пирозаряд (азид натрия) воспламеняется запалом и практически мгновенно превращается в газообразный азот. Примерно 10-15 миллисекунд проходит с момента, когда электроника определяет, что имеет место аварийное замедление автомобиля. Спустя 5 миллисекунд после срабатывания запала начинается процесс сгорания твердого топлива, в результате чего разворачивается подушка. Спустя еще примерно 10 миллисекунд подушка принимает окончательную форму. Стендовые испытания показали, что при аварии в случае соударения на скорости 50 км/ч о неподвижное препятствие спустя примерно 50 миллисекунд после начала удара голова водителя перемещается на 10-15 сантиметров вперед (в зависимости от веса водителя) и двигается дальше уже на подушке. Примерно через 40-50 миллисекунд после контакта с препятствием подушка полностью раскрывается и занимает свое рабочее положение. Еще около 40-50 миллисекунд несчастный водитель «бодает» подушку головой. В это время происходит выпуск газа из подушки. Весь процесс заканчивается через 150-200 миллисекунд. Продолжительность этих событий настолько мала, что человеческий мозг реагирует на них только через 250-300 миллисекунд, когда уже все самое страшное позади. Сказанное выше относится к полнообъемной (60 литров) подушке. Поклонники европодушки (30 литров) уверены, что меньший объем ведет к меньшему времени срабатывания, т.е. к более эффективному способу ее заполнения. Время, необходимое для разворачивания малой подушки, составляет 30 миллисекунд, что означает выигрыш в 10 миллисекунд. Однако противники этой системы считают, что европодушка должна надуваться с большим давлением, чтобы избежать пробоя. А это может привести к травмам, правда, в основном косметическим.

В настоящее время некоторые автопроизводители оснащают свои модели боковыми подушками безопасности. В этом случае время, отпущенное на срабатывание системы, еще меньше. Так, например, электронный блок обязан распознавать аварию в течение 5 миллисекунд. Кроме того, наполнение подушки должно происходить быстрее (15 миллисекунд), так как по боковым сторонам автомобиля нет больших зон деформации. О месте расположения подушек пока нет единого мнения. Компания «Мерседес-Бенц» пошла по пути размещения боковых надувных подушек в дверях, «Опель» и «Вольво» считают целесообразным располагать свои боковые подушки в спинках сидений. Преимущество такого расположения заключается в том, что обеспечивается оптимальная защита при любом положении сидений. Все необходимые датчики размещаются в передних или средних стойках.

Наивно полагать, что полет конструкторской мысли ограничился только передними и боковыми подушками безопасности. Специалистами компании «Мерседес-Бенц» уже разработаны, испытаны и запатентованы конструкции надувных подушек, позволяющих обезопасить, насколько это возможно, водителя и пассажиров практически при любых видах столкновений. Устройства и характеристики подушек базируются на результатах, полученных в отделе анализа аварий компании, в котором ежегодно моделируют и анализируют свыше 120 дорожных происшествий. В результате фирма предлагает системы надувных подушек, наполняемых газом при лобовом и боковом столкновении, наезде сзади и даже при опрокидывании.

Современная «подушечная эпопея», кроме уже упомянутых передних и боковых подушек, включает в себя следующие системы:

  • асимметричные надувные подушки для водителя и переднего пассажира. Такая конструкция весьма эффективна при косых лобовых столкновениях;
  • передняя центральная надувная подушка. Располагается между передними сиденьями и предохраняет водителя и пассажира от травм при сильном боковом ударе. Предполагается, что выяснить, чья голова крепче, они могут и в более спокойной обстановке;
  • задняя центральная подушка. Выполняет те же функции, что и передняя, только для пассажиров на заднем сиденье;
  • надувные подушки в подголовниках, срабатывающие при наезде сзади;
  • подушки с тыльной стороны задних сидений. Предназначены для обеспечения безопасности задних пассажиров;
  • боковые подушки в задних дверях;
  • подушки в верхней части центральных стоек. Позволяют уберечь от серьезных травм детей, перевозимых на специальных детских сиденьях;
  • коленные подушки.

По-видимому, этот список с каждым годом будет пополняться. Вряд ли специалисты по системам безопасности, разрабатывая коленные подушки, не позаботились о том, что между этими самыми коленями расположено. Так что в скором времени можно ожидать появления еще одного вида подушек, причем в двух исполнениях. А может быть, они уже есть, только не рекламируются из соображений нравственности. Но так или иначе работа по совершенствованию систем безопасности с надувными подушками активно ведется практически всеми известными автопроизводителями.

Каких-либо серьезных отрицательных побочных явлений при правильном использовании надувных подушек не наблюдается. Иногда при срабатывании системы в салон проникает небольшое количество дыма. Но он не опасен для здоровья и не вызывает пожар в салоне. В худшем случае может вызвать непродолжительный кашель у спасенных с помощью подушки водителя или пассажиров. При незначительных авариях подушка не срабатывает, действуют только натяжители ремней. Срок годности подушки, как правило, составляет 15 лет, после чего из соображений безопасности ее рекомендуется заменить. Никакого обслуживания система безопасности с надувными подушками не требует. А учитывая, что средний срок эксплуатации легкового автомобиля, как правило, меньше 15-ти лет, то у везучего водителя есть все шансы отправить свою машину на свалку с еще работоспособной подушкой.

В заключение хочется отметить, что на сегодняшний день повсеместное применение подушек в сочетании с ремнями безопасности и анатомическими сиденьями является самым действенным способом снижения травматизма и смертности при дорожно-транспортных происшествиях. Анализ развития средств безопасности за последние несколько десятилетий показывает, что альтернативы надувной подушке пока нет и вряд ли она появится в ближайшие 10-15 лет. Отрицать очевидную пользу подушки безопасности могут только владельцы похоронных контор или безработные врачи-травматологи.

Вячеслав ТОМИЛО

Автобизнес — Weekly

Метки: подушки безопасности ремни безопасности

Похожие

Яндекс.Метрика