Повітряні подушки безпеки (airbag) поки залишаються тільки помічниками ременів безпеки, хоча паралельно з удосконаленням на них покладається все велика відповідальність за людські життя.
Розроблено подушки безпеки (airbag) як для водіїв, так і для пасажирів на передньому сидінні. Для водія подушка встановлюється зазвичай на рульовому управлінні, для пасажира - на приладовій панелі (в залежності від конструкції).
Передні подушки безпеки спрацьовують при отриманні аварійного сигналу від блоку управління. Залежно від конструкції, ступінь наповнення подушки газом може варіюватися.
Призначення передніх подушок - захист водія і пасажира від травмування твердими предметами (кузов двигуна і ін.) І осколками скла при фронтальних зіткненнях.
Бічні подушки призначені для зменшення пошкодження людей, що знаходяться в автомобілі при бічному ударі. Вони встановлюються на дверях, або в спинках сидінь. При бічному зіткненні зовнішні датчики посилають сигнали в центральний блок управління airbag. Це робить можливим спрацьовування як деяких, так і всіх бічних подушок.
Дослідження впливу надувних подушок безпеки на ймовірність загибелі водія при лобових зіткненнях показали, що така зменшується на 20-25%.
Прообраз сучасних подушок безпеки з'явився в 1951 році, коли мюнхенський винахідник Вальтер Ліндерером прикріпив до керма надувний повітряний мішок. Пізніше цим способом захисту пасажирів зацікавилися багато автовиробників, однак реалізувати його на практиці в серійних машинах виявилося не так-то просто. А все тому, що під час зіткнення подушка безпеки повинна надуватися за дуже короткий час - 20 мілісекунд, забезпечуючи при цьому «м'яку посадку» пасажира. Але ж ні один компресор не в силах за таку мить надути подушку! В результаті вирішено було застосовувати енергію газів, що виділяється при згорянні будь-якого палива. Спочатку експериментували з ракетним паливом, але при його використанні часом розривалися не тільки подушки безпеки, але і весь автомобіль. Тоді вирішили застосовувати неорганічний газ, одержуваний при згорянні «таблетки» азида натрію. У зв'язку з цим в 1981 році подушки безпеки в Німеччині стали підпадати під дію закону про вибухові речовини. Він вимагає, щоб кожен покупець автомобіля, обладнаного airbag брав на себе зобов'язання правильно поводитися з цим пристроєм і міняти його через певний термін. Згода на ці умови скріплювалося підписом покупця.
Компанія Mercedes першою серед автовиробників в 1971 році отримала патент на повітряну подушку безпеки (airbag).
Пристрій і принцип роботи надувних подушок безпеки (AirBag)
Подушки безпеки (airbag) представляють собою систему, в яку входять газогенератор з подушкою в одному вузлі, датчики удару, а в найсучасніших і електронний блок керування. Сама подушка безпеки виготовляється з нейлону товщиною 0,45-0,55 мм, який для герметичності покривали шаром гуми або силікону.
У газогенераторе, званому часто піропатроном, використовується тверде паливо, при згорянні якого виділяється газ, що заповнює, а точніше, надувати подушку. Паливом звичайно виступає отруйний азид натрію (NaN3), 45% маси якого при згорянні перетворюється в чистий азот, а решта - в вуглекислий газ (СО2), окис вуглецю (СО), воду (Н2О) і тверді частинки. Хоча процес згоряння і відбувається швидко, він не носить вибухового характеру. Оптимальне для забезпечення «обдурювання» час наповнення подушки - 30-55 мілісекунд. Газ в подушку надходить через спеціальний фільтр, який пропускає тільки азот. У розгорнутому стані подушка знаходиться дуже короткий час (до 1 с), так як азот (абсолютно безпечний для людини) через спеціальні отвори швидко виходить в салон, щоб подушка не задушила захищається пасажира. В якості палива деякі виробники подушок безпеки застосовують нітроцелюлозу. Для розгортання airbag його потрібно значно менше (8 г), ніж азида натрію (50 г). При цьому також не потрібна установка фільтра.
Сигналом для спрацьовування пиропатрона airbag служить електричний імпульс від датчиків удару (прискорення або тиску), що надходять безпосередньо або через електронний блок. Встановлюються датчики в салоні, в передній частині автомобіля, або в дверях, при цьому їх кількість може коливатися від трьох до десяти. На спрацьовування датчиків airbag впливає не тільки швидкість автомобіля, але і характер зіткнення (під яким кутом, з яким перешкодою). У той же час екстрене гальмування з будь-якій швидкості не може змусити спрацювати датчик удару. На випадок виходу з ладу акумулятора деякі системи забезпечені спеціальним конденсатором, який віддає накопичену енергію для відкриття подушок безпеки.
Повітряна подушка водія має обсяг від 60 до 80 літрів, а переднього пасажира - до 130 літрів. Неважко уявити, що при спрацьовуванні системи, обсяг салону зменшується на 200-250 літрів протягом 0,04 сек, що дає чималу навантаження на барабанні перетинки. Крім того, що вилітає зі швидкістю понад 300 км / ч подушка, таїть в собі чималу небезпеку для людей, якщо вони не пристебнуті ременем безпеки і ніщо не затримує інерційний рух тіла назустріч подушці.
Крім того, наповнення подушок в салоні - а їх зазвичай від 2 до 6 - супроводжується підвищеним шумом, рівень якого іноді досягає 140 дБ, що небезпечно для барабанних перетинок. Щоб уникнути цих «мінусів» спрацьовують тільки потрібні подушки, і то в різний час: наприклад, через 20 мілісекунд після зіткнення - водійська, ще через 17 мілісекунд - пасажирські. Причому якщо захищати нікого, подушки безпеки не спрацьовують, тому що в сидіння почали встановлювати спеціальні датчики, які фіксують наявність пасажирів.
Різновиди надувних подушок безпеки (airbag)
Сьогодні налічується більше десятка різновидів подушок безпеки. Вони розрізняються по призначенню: для захисту водія і пасажирів - внутрісалонного, а для водіїв мотоциклів та пішоходів - зовнішні. Внутрісалонного airbag, в свою чергу, діляться на фронтальні і бічні. Фронтальні служать для захисту голови і тулуба пасажирів, а деякі - і для ніг сидячих попереду. Бічні подушки безпеки роблять у вигляді шторок і труб, що захищають голову пасажирів, і у вигляді звичайних надувних мішків, що оберігають грудну клітку і голову водія.
Але і на цьому модернізація салонних подушок безпеки не закінчилася. Наприклад, в новій «сімці» BMW бічні трубчасті подушки «працюють» трохи інакше. Тепер вони перебувають в надутому стані протягом цілих 7 секунд після відкриття - для захисту пасажирів при багаторазовому перекиданні автомобіля. Крім того, на американський ринок ці машини надходять навіть з подушками для ніг сидячих попереду. У свою чергу, компанія Volvo веде активну роботу над створенням подушок і ременів безпеки для вагітних жінок. Уже навіть проведена серія віртуальних краш-тестів, в яких вивчалося можливу поведінку майбутніх матерів під час аварії.
Над вдосконаленням повітряних подушок безпеки активно працює і компанія Renault спільно з виробником «аербегі» шведською фірмою Autoliv. Створена ними Programmed Restraint System II (PRS-II) - запрограмована система захисту другого покоління - включає в себе подушки безпеки, які здатні приймати на себе частину навантаження, раніше припадає тільки на ремінь безпеки. Для цього спочатку розкривається нижня частина подушок, що захищає черевну область, а потім боки і верхня частина. Серед останніх цікавих розробок цих партнерів - підколінні 5-літрові, що виключають прослизання під ременями напівлежачого переднього пасажира, і 60-літрові airbag для задніх пасажирів, інтегровані в ремені безпеки. Безумовна перевага останньої новинки - то, що вона завжди знаходиться біля пасажира, і конструкторам вже не потрібно ламати голову, в якому куточку салону розміщувати і надувати подушку при непередбаченому переміщенні голови і тулуба.
Незважаючи на постійну критику подушок безпеки, вони як і раніше залишаються досить ефективними помічниками ременів безпеки. А як же пішоходи, які ніяк не захищені від «залізних» учасників дорожнього руху? Дослідження фахівців компанії Autoliv свідчать про те, що ризик загибелі пішохода при ударі об капот автомобіля, що рухається зі швидкістю всього 40 км / ч, досягає 100%. Для вирішення цієї проблеми компанія Ford активно працює над створенням подушок безпеки для пішоходів. Ця система захисту включає дві подушки - велику, що охоплює передню частину автомобіля (бампер, радіаторну решітку, фари і кромку капота) і маленьку, яка розміщується у лобового скла, захищаючи голову пішохода. Небезпечне наближення до пішоходів і тваринам буде розпізнаватися спеціальними датчиками. Відкриватися ці подушки будуть безпосередньо перед зіткненням.
Розроблено подушка безпеки і для мотоциклістів. Нещодавно компанія Honda представила горизонтальну V-образну подушку, яка після розгортання НЕ здувається, а деякий час ще залишається в робочому стані. При цьому вона захищає не тільки голову, але і тулуб і руки байкерів. До речі, для їх захисту італійською фірмою Dainese винайдена і запатентована спеціальна куртка з вшитими в неї трьома подушками безпеки - з боку грудей і спини. Вони спроектовані таким чином, щоб захистити не тільки груди і черевну область, а й голову, шию і плечі їздця. Наповнюватися повітрям подушки будуть по «вказівкам» сигнального пристрою, встановленого на мотоциклі.
Кілька років тому з'явилося повідомлення про створення «мобільного» універсальної подушки безпеки Challa для водія, яку можна встановити практично на будь-який легковий автомобіль. Її розробник - південнокорейська фірма New World Industries, Ltd. Комплект складається з двох пристроїв. Перший - з подушкою - встановлюється на стелі автомобіля над рульовим колесом, а другий - з інерційним молотком і міні-балоном зі стисненим повітрям - над дверима водія. У момент зіткнення молоток під впливом сили інерції пробиває капсулу балона і стиснений газ наповнює подушку безпеки. При розгортанні airbag приймає грушоподібну плоску форму, падаючи прямо перед рульовим колесом. За ефективністю захисту і швидкості дії вона на порядок відстає від традиційних подушок, проте, обзавестися нею, напевно, були б не проти багато власників вітчизняних машин і стареньких іномарок. Але, на жаль, на наш ринок вони ще не потрапило.
Ефективний захист подушками безпеки (airbag)
Захистити пасажирів автомобіля при зіткненнях подушки безпеки можуть тільки при дотриманні певних правил. По-перше, пасажир повинен бути пристебнутий ременем безпеки, по-друге, він повинен сидіти рівно, а не спершись на двері / підлокітник або поклавши ноги на торпедо, по-третє, спинка сидіння повинна бути відрегульована так, щоб пасажир перебував саме в сидячому положенні, а не напівлежачи, по-четверте, руки на кермі повинні бути збоку, а не зверху або під час вивороту - по «діагоналі».
Часто страждають від збоїв в роботі подушок любителі наклейок. Розмістивши їх на торпедо і кермі в зонах вікон-прорізів, через які відкриваються подушки, автовласники тим самим спотворюють «геометрію» їх відкриття, а також збільшують час їх розгортання. З цих причин захист виявляється малоефективною, а іноді і травмоопасной. Вплинути на «откриваеми» можуть і поліролі для торпедо, адже деякі з них підвищують міцність пластику панелей. Іноді бічні подушки розміщуються в спинці сидіння, в зв'язку з чим одягати на них чохли можна, так як подушка не зможе нормально відкритися. Досить небезпечні подушки і в випадках, якщо їх захищається носить окуляри: в момент розгортання через великий сили удару очі можуть серйозно постраждати.
Існує статистика, яка говорить про вплив надувних подушок безпеки на травматизм при аварії. Що ж потрібно робити, щоб зменшити ймовірність травми?
Якщо в машині є подушка безпеки, не варто розміщувати повернені назад дитячі сидіння на сидінні автомобіля, де ця подушка безпеки знаходиться. При надування подушка безпеки може зрушити сидіння і нанести травму дитині.
Подушки безпеки на пасажирському місці підвищують ймовірність загибелі дітей до 13 років, що сидять на цьому місці. Дитина нижче 150 см росту може отримати удар в голову повітряною подушкою, що відкривається зі швидкістю 322 км / год. Існують різні рівні захисту подушок безпеки. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) розробили «зоряну» шкалу оцінки цього параметра. Так кількість зірочок означає відсоток отримання пасажиром серйозного збитку при лобовому зіткненні транспортних засобів (під серйозним збитком розглядається необхідність негайної госпіталізації з загрозою для життя).
***** = 10% або менше ймовірність серйозного пошкодження
**** = 11% - 20% ймовірність серйозного пошкодження
*** = 21% - 35% ймовірність серйозного пошкодження
** = 36% - 45% ймовірність серйозного пошкодження
* = 46% або вище ймовірність серйозного пошкодження
Обслуговування - заміна повітряних подушок безпеки (airbag)
Міняти подушки теж слід тільки у фахівців фірмового автосервісу, так як навіть найменші відхилення при установці можуть стати причиною відмови системи в момент зіткнення або її безпідставного спрацьовування.
Система, що забезпечує роботу повітряних подушок безпеки, включає в себе електронне діагностичне пристрій. Працює воно при включеному запалюванні автомобіля. При виявленні несправності на щитку приладів при працюючому двигуні загоряється сигнальна лампа у вигляді символу або написи airbag, SRS і т.д.
На закінчення ще раз звертаємо вашу увагу, що повітряні подушки безпеки зможуть захистити тільки у випадках, якщо дотримуються всі перераховані вище вимоги. Ігнорування їх призводить до сумних наслідків.