Как работает подушка безопасности: Устройство автомобиля. Как работают подушки безопасности?

Выводы

• Подушки безопасности способны спасти только пристегнутых людей.
• Водитель и пассажиры не получат травм при взрыве подушки, если сидят правильно.
• В обычных условиях на дороге ни ямы, ни резкие маневры не могут спровоцировать раскрытие подушек безопасности.
• Подушки не сработают на низких скоростях, при ударе вне зоны чувствительности датчиков и даже при сильном столкновении без резкого замедления.
• Сбой могут дать и самые современные системы безопасности из-за банальных производственных дефектов.

Как работает подушка безопасности, правила использования

Над тем, как работает подушка безопасности автомобиля задумываются не многие водители. Так уже устроен человек, что его интересует только то, что ему действительно интересно в данный момент, остальное, как правило, ему не интересно, но это до поры до времени.

Ведь в наше время подушка безопасности является не маловажной составляющей современного автомобиля, сколько уже здоровья и жизней водителей и пассажиров было спасено с помощью данного устройства, просто не сосчитать.

Поэтому было бы не правильным не рассказать про то, как работает подушка безопасности и за счет чего и с помощью каких физических явлений она спасает людей.

Немного предыстории

Долгие годы единственным средством пассивной безопасности были ремни безопасности. Сейчас с этой системой в один ряд встали подушки безопасности.

С 1998 года в США на всех автомобилях, в обязательном порядке, стали устанавливать эту систему пассивной безопасности. Она снижает риск летального исхода при лобовых авариях на 30%.

Вспомним законы механики

Из школьной программы нам известно, что все тела при движение обладают инерцией. В движущемся автомобиле вместе с ним в одном направлении перемещаются все незакрепленные предметы, водитель и пассажиры.

При столкновении, автомобиль резко останавливается, а все незакрепленные предметы продолжают двигаться с прежней скоростью.

Цель любой системы безопасности — остановить движение водителя с нанесением ему наименьшего вреда здоровью.

Подушка безопасности служит для снижения инерционной скорости до нуля и сбережения здоровья водителя и пассажиров.

За непродолжительное время, подушка безопасности открывается между рулевым колесом и водителем, приборной панелью и пассажиром, задней дверью автомобиля и задним пассажиром.

Также читайте — Как работает внешняя подушка безопасности для автомобиля.

Подушка безопасности, принцип работы

Главная цель подушки безопасности — буквально в мгновение равномерно снизить инерционную скорость движения водителя вперед.

На ее изготовление идет тонкая нейлоновая ткань. Располагается подушка в руле, в приборной панели. В некоторых автомобилях в спинке переднего сиденья. Так же существуют боковые подушки безопасности, все зависит от модели и марки автомобиля.

Сигнал на срабатывание подает специальный датчик. Сила, при которой срабатывает подушка безопасности, равна силе столкновения автомобиля, двигающегося со скоростью 25 км/час со стеной.

Происходит переключение контактного выключателя и замыкание электрического контакта.

Сигнал поступает на датчик, который считывает информацию с акселерометра, находящегося в микросхеме.

Химическая реакция, при срабатывании подушки безопасности, происходит между нитратом калия и азидом калия, на выходе образуется газообразный азот. Происходит надувание подушки безопасности.

Данный способ выделения газообразного азота был разработан довольно давно.

С 1970 года используют твердотопливные газогенераторы. Твердое топливо воспламеняется от пиропатрона, мгновенно сгорает с выделением азота, которого хватает на заполнение подушки.

Подушка со скоростью 300 км/час наполняется азотом. Затем газ начинает выходит через отверстие в подушке, чтобы пассажиры могли двигаться. Это достаточно для того, чтобы защитить и уберечь, находящихся в салоне людей от тяжелых травм.

Существуют определенные правила, как использовать подушки безопасности. Их надо неукоснительно придерживаться.

Читайте по теме — как сделать обманку подушки безопасности своими руками.

Подушки безопасности, правила использования

1. Одно из основных правил. Но оно будет касаться тех водителей у которых есть дети или они занимаются перевозками людей (таксисты и т.д.). Данное правило касается правильной установки детского кресла. Кстати, здесь можно почитать как выбрать детское автокресло и как его правильно устанавливать. Так вот, если в автомобиле на против пассажира, сидящего впереди, установлена подушка безопасности, то на данное место не разрешается устанавливать детское автокресло спинкой вперед.
2. Если ребенку меньше 12 лет, то в детском автокресле ему лучше находится на заднем сиденье.
3. Не пренебрегайте ремнями безопасности, тем более за это грозит штраф.
4. Не допускайте нахождение каких-либо предметов на местах крепления подушек безопасности, а также рядом, справа, слева и внизу. Данные предметы при срабатывании устройства могут нанести Вам увечья.
5. Не допускайте физического воздействия на места крепления данных устройств. Запрещено стучать, нажимать на них, облокачиваться.
6. Если в автомобиле рулевая колонка регулированная, то запрещено ездить на автомобиле, когда она расположена в крайнем верхнем положении. Иначе подушка безопасности сработает вверх.
7. Располагаться на сиденье необходимо удобно, не наклонятся сильно вперед и отодвигать сиденье назад на достаточно безопасное расстояние от модуля подушки безопасности.

Не соблюдение данных простых правил может привести, в момент срабатывания подушки безопасности, к еще большему усугублению ситуации, и процесс спасения может перейти в совершено другую плоскость, с травмами, синяками и тому подобному.

С любым оборудованием нужно уметь обращаться, не исключением является, и наше устройство, которое относится к системе пассивной безопасности автомобиля.

Надеемся, что мы хоть частично прояснили Вам эту тему и теперь с данным устройством Вы будет обращаться с уважением и самое главное с пониманием.

Всего Вам доброго, и чтобы подушки безопасности в Вашем автомобиле срабатывали как можно реже.

Как работает подушка безопасности видео.

Airbags – технология и правила использования подушки безопасности

Главная задача подушки безопасности – предотвратить удар водителя и пассажиров о руль, стекло или корпус автомобиля. Подушки срабатывают при ударе, когда скорость автомобиля превышает 20 км/час. При столкновении подушка безопасности накачивается за долю секунды, при этом мгновенную скорость раскрытия обеспечивают пиротехнические элементы, которыми оснащен эирбег. В процессе раскрытия подушки безопасности задействованы следующие составляющие:

1. Эластичный мешок, наполняемый газом
2. Датчик столкновения
3. Газогенератор, который состоит из корпуса, пиропатрона и заряда.
4. Блок управления

Правила использования подушки безопасности

В зависимости от конструкции, подушки безопасности раскрываются со скоростью 200-300 км/час и при игнорировании правил безопасности могут серьезно травмировать человека. Для эффективной работы подушек безопасности, следуйте следующим рекомендациям:

1. Во-первых, проверяйте контрольную лампу. При зaжигaнии aвтoмoбиля пpимepнo нa 3-4 ceкунды зaгopaeтcя кoнтpoльнaя лaмпa. Еcли лaмпa пoгacлa, этo cвидeтeльcтвуeт o тoм, чтo вcя cиcтeмa бeзoпacнocти иcпpaвнa и гoтoвa к paбoтe. Еcли жe лaмпa продолжает гopеть кpacным cвeтoм – это признак неисправности cиcтeмы. В этом случае, немедленно обратитесь на СТО.
2. Во-вторых, всегда пристегивайтесь ремнем безопасности. При столкновении ремень значительно замедляет движение тела и ограничивает его амплитуду. В результате, подушка безопасности эффективно смягчает удар. В противном случае, если в момент аварии ремень безопасности не был пристегнут, сработавшая подушка за счет очень высокой скорости раскрытия может травмировать водителя или пассажира. Это может привести к черепно-мозговой травме.
3. В-третьих, обратите внимание на положение сиденья. Оно должно быть расположено таким образом, чтобы расстояние от центра грудины до передней подушки безопасности составляло не меньше 25 см.
4. В-четвертых, позаботьтесь о безопасности детей. Дети возрастом до 12 лет должны перевозиться в автокресле на заднем сиденье. Если Вам необходимо установить автокресло на переднем сиденье, отключите при возможности подушку безопасности со стороны пассажира, либо отодвиньте сиденье максимально назад.
5. В-пятых, после срабатывания подушки безопасности, необходимо сразу проветрить салон автомобиля, так как азид натрия – токсичное вещество, которое в больших дозах опасно для здоровья человека.

Как срабатывают подушки безопасности автомобиля: устройство, принцип работы, обслуживание

Угроза попасть в ДТП, сидя за рулем, сегодня неимоверно велика. Ведь причин для этого масса: собственная невнимательность, неправильная оценка дорожной ситуации, ошибки других водителей и т. д. Причем авария даже на невысокой скорости способна стать причиной травм, а то и смертельного случая. Курсы контраварийного вождения помогут избежать аварийных ситуаций на дорогах. Для защиты от печальных последствий были сконструированы пневматические подушки безопасности – их зачастую называются аэрбегами. Насколько они эффективны, как модернизировались с течением времени и устройство подушки безопасности автомобиля – такие темы особенно актуальны буквально для всех автовладельцев. 

Исторический экскурс

На старте автомобилестроения транспортные средства не отличались высокими скоростными качествами, да и самих машин было немного. Поэтому проблема столкновения, по большому счету, игнорировала            сь. Однако постепенно автомобилей на дорогах становилось все больше, скорость движения, как и масса транспортных средств, увеличивались. И ровно пропорционально росло количество жертв аварий. 

Первым элементом безопасности стал ремень, который позволил уменьшить статистику ДТП почти на треть. Он был единственным инструментом выживания при столкновениях для водителя с пассажирами, и новых систем для этого не было практически до конца 20 века. Лишь чуть более 20 лет назад автопроизводителей США законодательно обязали комплектовать свою продукцию пневмоподушками, а позже к этому стандарту присоединились и другие страны. Однако перед этим в конструкцию аэрбегов было внесено много изменений, позволивших в случае фронтального столкновения повысить шансы на выживание на 30-40%. Сделано это было за счет использования не одного, а двух пиропатронов с газом. 

Общее устройство 

Условно пневматическую подушку специалисты делят на 3 составляющие: систему наддува (или газогенератор), сумку и электронные датчики удара. 

 Сумка – это нейлоновая оболочка, которая располагается в специально отведенной шине, закрытой тканевой или пластиковой накладкой. Несмотря на мизерную толщину материала (максимум 0,4 мм), сумка способна выдерживать колоссальные нагрузки с тем условием, что они будут кратковременными.

 Газогенератор представляет собой две капсулы (пиропатроны), отвечающие за подачу газа в сумку. Почему используются именно две капсулы, а не одна? Дело в том, что при наличии единственного пиропатрона достаточно сложно регулировать, сколько газа поступит в аэрбег. Поэтому принцип работы подушки безопасности в современном ее виде таков: один пиропатрон при срабатывании отдает 80% газа, а второй активируется лишь в случае сильного столкновения, когда человек нуждается в более жестком элементе безопасности. 

 Датчики удара. Обычно они расположены в передней части автомобиля. Эти компоненты системы активной безопасности должны мгновенно срабатывать в случае столкновения машины с другим объектом при скорости свыше 20 км/ч. Причем именно сенсоры считывают силу удара и передают сигнал активации на один или два пиропатрона. Соответственно, даже если машина находится в неподвижном состоянии, и в нее врезается другое транспортное средство, аэрбег все равно сделает свое дело. Одним словом, датчики реагируют еще до того, как срабатывает подушка безопасности, 

Помимо основных датчиков удара, в системе защиты есть сенсоры пассажирского сидения, которые исключают активацию подушек в том случае, если помимо водителя в салоне никого нет. Кроме того, иногда дополнительно устанавливаются акселерометры – приборы, позволяющие определить положение транспортного средства. Однако в любом случае все 3 основные компоненты активной безопасности автомобиля должны быть исправными – только тогда они способны сработать безотказно. 

Виды аэрбегов

Современные автомобили оборудуются не одним типом пневмоподушек, а сразу несколькими. Наибольшее распространение среди них получили фронтальные (передние), которые находятся вверху приборной панели (напротив места пассажира) и ступице руля. Данный тип защитных устройств встречается в любом, даже самом недорогом автомобиле. Они производятся самых разных размеров – это в основном зависит от особенностей салона. Например, для водителя габариты аэрбегов меньше, чем для пассажиров, ибо его дистанция до руля тоже меньше, чем от пассажира до торпедо. 

Фронтальные подушки нужны на случай удара в «носовую» часть машины. Причем наиболее совершенными считаются многоступенчатые устройства, учитывающие не только степень возникающих нагрузок, но и тип столкновения. 

 СОВЕТ. Если в машине находится ребенок, сидящий в детском автокресле на переднем сиденье, то фронтальный аэрбег следует выключить, нажав на кнопку. И будет не лишним поинтересоваться у водителя, имеется ли в панели приборов этот элемент безопасности. Если ответ будет положительным, то пассажиру нельзя упираться коленями в определенную часть панели, а также ехать с багажом на коленях или руках.

 Боковые подушки можно встретить преимущественно в богатых комплектациях. Они призваны при боковом столкновении защищать верхнюю часть туловища, исключая голову. Обычно такие пневмоподушки располагаются внутри передних кресел, однако иногда они встречаются и на заднем пассажирском ряду. И нужно всегда помнить, что их наличие исключает перевозку в отсеках дверей острых и крупногабаритных предметов. 

 Коленные аэрбеги – ими преимущественно оборудуются модели машин среднего ценового сегмента. Как работают подушки безопасности в автомобиле? Процесс происходит стандартно с той лишь особенностью, что такие защитные компоненты минимизируют возможный ущерб исключительно при столкновении «лоб в лоб». Причем ради большей эффективности человек за рулем обязан отрегулировать свое сиденье таким образом, чтобы дистанция от него до нижней части приборной панели составляла как минимум 10 см. 

 Шторки часто и вполне справедливо именуют головными пневмоподушками, так как они защищают от ударов сбоку и острых осколков стекла. Обычно они располагаются вверху салона, над окнами, либо в стойках. 

Принцип работы пневмоподушек

Еще до момента, как срабатывает подушка безопасности в авто, в системе происходят непростые процессы. Во-первых, после удара срабатывают датчики, запускающие механизм активации аэрбега. Во-вторых, после сигнала от ЭБУ (электронного блока управления) к работе подключается детонатор, представляющий собой таблетки с кислотой. Благодаря срабатыванию заряда температура газа моментально увеличивается, и он, пройдя через охлаждающее устройство, поступает в сумку подушки. Аэрбег быстро заполняется газообразным веществом, и подушка резко раскрывается. Время ее срабатывания после того, как был отправлен сигнал для активации, составляет всего 0,3 сек. 

В итоге человек ударяется головой в данный аварийный элемент, способный гасить до 90% энергии удара. То есть, на человека в салоне приходится лишь десятая часть нагрузок от столкновения, после чего подушка автоматически опадает. 

Как проверить работоспособность?

Владельцы подержанных автомобилей нередко сталкиваются с тем, что предыдущий хозяин транспортного средства уже использовал газ в пиропатронах и не удосужился их заменить на работоспособные. В итоге вопрос, как срабатывает подушка безопасности, уже не стоит. Во-вторых, максимальный срок применения аэрбегов составляет 14, а зачастую и 10 лет – этот показатель зависит от года производства авто, ее марки и даже модели. Поскольку по истечению данного периода пиропатрон обычно приходит в негодность, он подлежит обязательной замене. Соответственно, сразу после приобретения автомобиля с пробегом не лишним будет проверить функциональность активной системы безопасности. Для этого существует несколько вариантов. 

 Визуальный осмотр. Для начала нужно узнать, предусмотрены ли пневмомодушки для транспортного средства. Об их наличии свидетельствуют аббревиатура SRS либо надпись Airbag на панели и рулевом колесе. И если вокруг них заметны дефекты – царапины и пр. – то, скорее всего, система защиты уже использовалась. Причем шансы, что человек, продавший машину, позаботился о такой недешевой услуге, как замена пиропатронов, весьма невелики. Вдобавок есть вероятность, что если источник газа и был заменен, то с нарушением правил проведения данного процесса. 

Еще один признак того, что продавец на личном опыте уже убедился, как работает подушка безопасности в авто – новехонькое ветровое стекло. Очень трудно поверить, что оно не оказалось поврежденным в ДТП, поскольку замена этого элемента машины – удовольствие дорогое. Кроме того, не помешает проверка даты изготовления ремней для пристегивания. Когда они совпадают на всех автокреслах – все в порядке, аэрбеги не активировались. Ведь только мощный удар, спровоцировавший срабатывание системы защиты, может стать причиной замены ремней. 

 Включение двигателя – едва ли не самый простой и доступный способ проверки. После того, как зажигание включено, следует дождаться проявления на панели приборов надписи Airbag. Горит соответствующий светодиод недолго, он отключается уже через пару секунд. 

 Диагностика. Данный метод возможен лишь в том случае, если в машине предусмотрен разъем для диагностических работ. Как правило, он находится под «баранкой». Спустя полминуты после включения силового агрегата нужно с помощью канцелярской скрепки закрыть 2 контакта, после чего кнопки панели приборов должны заморгать. На одной из кнопок должен быть изображен человечек, а его отсутствие – прямое доказательство того, что модуль срабатывания аэрбегов элементарно отключен от бортовой сети. 

Правила, которые делают аэрбеги эффективными 

Чтобы в случае ДТП убедиться, как работает подушка безопасности в машине, рекомендуется следовать определенным правилам. Первое и незыблемое – пристегивание ремнем. Второе касается положения человека: нельзя опираться на подлокотник или дверь, класть ноги на торпедо, полулежать. Одним словом, сидеть нужно ровно. Что касается рекомендаций водителям, то они весьма просты: во время совершения поворота не следует располагать руки по диагонали рулевого колеса. Еще одна распространенная ошибка – держать руки сверху «баранки». 

Как уже было упомянуто, при перевозке детей на переднем пассажирском сиденье специальные автокресла следует устанавливать спинкой вперед, то есть против хода движения транспортного средства. При этом ПДД однозначно предписывают отключать соответствующий аэрбег. 

Что может привести к сбою аэрбегов?

Иногда защита оказывается малоэффективной из-за такого субъективного фактора, как размещение наклеек в зонах прорезей, через которые открываются пневмоподушки. Это чревато увеличением времени их срабатывания и снижением защитной функции. А ведь от того, как работает подушка безопасности, то есть насколько быстро она развернется, порой зависит жизнь человека…

Кроме того, если аэрбеги располагаются в спинке автокресел, надевать на них чехлы нельзя – в самый ответственный момент этот элемент защиты не сможет полноценно открыться. Наконец, не рекомендуется использовать полироли для торпедо, которые могут повысить прочность пластиковых панелей.

Подушки безопасности в автомобиле (Airbag)

Airbag (подушка безопасности) – это один из элементов пассивной безопасности в современных автомобилях. Их наличие является важным фактором, обеспечивающим безопасность водителя и пассажиров. Airbag в переводе с английского языка означает «воздушная подушка», отсюда возникло и русское название – подушка безопасности, которое мы все привыкли использовать.

Подушки безопасности спасли тысячи жизней с тех пор, как их стали массово устанавливать на транспортные средства. Задумка системы Airbag проста: подушки безопасности надуваются достаточно быстро для того, чтобы защитить тело человека в случае аварии. Но как они это делают так быстро?

Устройство и принцип работы подушек безопасности

Тайна мгновенного наполнения воздухом подушек безопасности на самом деле кроется не столько в самих подушках, сколько в специальном устройстве – газогенераторе. Это самая технически сложная деталь во всей системе Airbag. Газогенераторы, которые используются в подушках безопасности, способны надуть её примерно в три раза быстрее, чем вы успеете моргнуть. В конце статьи смотрите видео о том, как устроена подушка безопасности, и через какие этапы производства ей приходится пройти перед установкой на авто.

Принцип работы подушек безопасности достаточно прост. Они срабатывают при ударе, когда скорость автомобиля превышает 20 км/ч.

• В случае столкновения машины с препятствием, срабатывает один или несколько специальных датчиков. Эти датчики могут быть установлены спереди, сзади и по бокам автомобиля.
• Сигналы от датчиков обрабатываются электронным блоком управления (ЭБУ), контролирующим работу системы Airbag. При определенных условиях (например, сильный лобовой или косой удар, наезд на высокий бордюр, жесткое падение после прыжка и т.д.) ЭБУ дает команду на срабатывание подушек безопасности.
• На основании запрограммированного алгоритма, блок управления принимает решение о необходимости срабатывания подушек и передает электрический сигнал на исполнение.
• Этот сигнал поступает в газогенератор подушки безопасности, и в нём срабатывает пиротехнический заряд (выстреливает пиропатрон).
• В результате срабатывания пиропатрона, заключённая в газогенераторе натриевая кислота сгорает, выделяя значительное количество газа (азота), который поступает в Airbag и мгновенно раскрывает его.

Подушки безопасности изготавливаются из нейлоновой ткани похожей на парашютную. В ней есть отверстия, через которые газ после надувания подушки покидает её всего за 0,3 секунды. Быстрое сдутие необходимо, поскольку, когда из подушки безопасности выходит воздух, она становится мягче.

К каждой подушке безопасности в процессе производства прикрепляется газогенератор, после чего она сворачивается в компактный сверток (достаточно маленький для того, чтобы поместиться в руле или в передней панели со стороны пассажира). При этом генератор газа для водительской подушки безопасности дополнительно помещают в резиновое кольцо, в котором он исполняет роль балансировочного груза.

Устройство газогенератора подушки безопасности

Поскольку водители и пассажиры бывают разных размеров, инженеры, в свое время, хотели придумать такой Airbag-генератор, который мог бы регулировать количество газа. Ранние подушки безопасности не могли изменять скорость надувания относительно размера и положения человека, или силы столкновения автомобиля.

Поэтому конструкторы придумали «умный» генератор – в нем два пиропатрона вместо одного. Один из них выпускает газ всего на 80 процентов (для «мягкой посадки» этого хватает). Но если этого недостаточно, то второй пиропатрон запускает вторичное наполнение, и оставшийся газ наполняет Airbag и делает его жестче.

Типичный газогенератор подушки безопасности водителя состоит из следующих основных частей (смотрите на рисунке выше):

1. Корпус с камерами сгорания;
2. Заряды №1 и №2 из таблеток натриевой кислоты;
3. Вспомогательный заряд для воспламенения заряда №1;
4. Два пиротехнических патрона для воспламенения зарядов;
5. Металлический фильтр.

Так что же происходит в газогенераторе при срабатывании Airbag?

• В пиропатронах, устанавливаемых в газогенераторе подушки безопасности, содержится материал, похожий на порох. Когда к ним поступает сигнал от электронного блока управления, они срабатывают, образуя при этом тепло и высокое давление.
• От срабатывания пиротехнического патрона в корпусе газогенератора загораются находящиеся там специальные таблетки натриевой кислоты (заряд). Эти таблетки при сгорании выпускают горячий, но безопасный газ на основе азота, который деформирует корпус генератора и покидает его, наполняя Airbag.
• Перед попаданием в подушку безопасности, азот проходит через специальный металлический фильтр, который устраняет твердые частицы, образованные при сгорании заряда, и остужает газ.
• При подаче электричества на пиропатрон №2, он воспламеняет второй заряд. Газ, образующийся при сгорании заряда, поднимает колпачок камеры ступени №2 и через камеру сгорания первой ступени наполняет подушку безопасности.

С того момента, как машина попадает в аварию до полного наполнения подушки безопасности проходит не более 30 миллисекунд.

Виды автомобильных подушек безопасности

Наибольшее распространение в автомобилях получили три основных вида подушек безопасности:

1. Фронтальные подушки безопасности – устанавливаются в руле для водителя, и в правой части передней панели автомобиля для пассажира. Такие подушки безопасности встречаются практически во всех машинах иностранного производства и в некоторых отечественных авто.
2. Боковые подушки безопасности – при аварии защищают грудную клетку человека, брюшную полость и кости таза. Встраиваются такие подушки безопасности чаще всего в спинки передних автокресел.
3. Подушки-шторки (головные подушки безопасности) – предназначены для предотвращения травм головы, вследствие боковых ударов. Автопроизводители устанавливают эти подушки безопасности в районе крыши, как спереди, так и сзади или между центральными стойками.

Также на некоторых моделях автомобилей можно встретить коленные подушки безопасности и даже центральный Airbag (между водителем и пассажиром). Но такие виды подушек безопасности встречаются намного реже первых трёх, и в основном на премиальных марках авто.

Поскольку подушки безопасности стали достаточно важным компонентом конструкции современного автомобиля, инженеры постоянно изучают возможность проверки их функционирования. Немецкие специалисты, к примеру, разработали и систематизировали целый ряд тестов, учитывающих климатические факторы и вибрацию, экстремальные перепады температур и различные условия срабатывания устройства. Производители гарантируют безупречную работу подушек безопасности, потому что, по сравнению с создаваемой ими в лабораториях обстановкой, реальные ситуации, в которых эксплуатируется автомобиль, можно назвать очень щадящими.

Подушки безопасности служат долго и надежно не только благодаря испытаниям, предшествующим их серийному внедрению, но и в силу совершенства конструкции, которая сама следит за поддержанием рабочего состояния системы Airbag и исключает возможность старения и износа ткани.

Видео о том, как устроены подушки безопасности

Как устроена подушка безопасности в автомобиле?

В аварии при лобовом столкновении как водителя, так и пассажиров швыряет вперед. И они могут серьезно пострадать, если ударятся о руль, приборный щиток или ветровое стекло. Воздушные подушки в момент удара автомобиля о преграду выскакивают из рулевого колеса или приборного щитка, мгновенно надуваются азотом и защищают человека.

Такое защитное устройство состоит из электронных чувствительных датчиков, нагнетательного устройства для производства азота и самой подушки. Датчики настроены так, что не реагируют на удары, если те происходят при скоростях не более 10—14 миль в час. При столкновениях на большей скорости подушка целиком наполняется газом за 1/20 долю секунды после удара. Приняв на себя энергию удара человека, подушка опадает, чтобы люди могли затем выскочить из машины. Воздушные подушки могут спасти жизнь только при лобовых столкновениях. И совсем не служат заменой ремням безопасности.

Выпрыгивающая подушка. При лобовом столкновении датчики передают сигнал в нагнетательное устройство. В момент наполнения подушки азотом она выламывается из отсека рулевого колеса, где постоянно хранится, и превращается в защитную подушку — в тот момент, когда водителя выбрасывает вперед.

Экспериментальное столкновение с водителем-манекеном

После получения сигналов от датчиков столкновения в тепловом генераторе мгновенно вступают в реакцию химические вещества и выделяется газ азот, который быстро наполняет воздушную подушку

Надутая полностью подушка принимает на себя энергию удара человеческого тела, когда его выкидывает вперед

Чтобы лучше поглотить энергию, подушка начинает постепенно опадать, когда водитель уже ткнулся в нее. Это опадание происходит из-за того, что в задней части подушки есть два отверстия для выхода газа.

Почувствовав внезапную остановку

При внезапной остановке автомобиля, двигающегося со скоростью более 10 миль в час, через 0,01 секунды после этого срабатывает система из трех датчиков. В каждом таком датчике есть переключатель, возле которого находится в равновесии валик. При ударе (правая часть рисунка) валик по инерции накатывается на переключатель, приводя в действие механизм наполнения подушки.

Получение газа для наполнения подушки

По сигналам от датчиков столкновения, нагнетательное устройство поджигает химические вещества, выделяющие при реакции азот. Образовавшийся газ проходит через фильтр и поступает в воздушную подушку.

Подушка наполняется за долю секунды

Когда образующийся азот устремляется в подушку, она выламывается из своего отсека в рулевом колесе (середина нижнего рисунка). И наполняется 16 галлонами газа в течение 0,05 секунды с момента удара — быстрее, чем водителя успевает выбросить из его сиденья по направлению к ветровому стеклу.

Защита для двоих

Поскольку пассажир, сидящий рядом с водителем, также рискует пострадать при аварии, в некоторых автомобилях устанавливают воздушные подушки напротив обоих передних сидений. Перед пассажиром находится большой объем свободного пространства, поэтому для него обычно ставится подушка большего размера.

Надувание подушки безопасности | HowStuffWorks

Цель подушки безопасности — максимально равномерно замедлить движение пассажира вперед за доли секунды. Подушка безопасности состоит из трех частей:

• Сумка Сама сумка сделана из тонкой нейлоновой ткани, которая складывается в рулевое колесо или приборную панель, а в последнее время — в сиденье или дверь.
• Датчик — это устройство, которое сообщает сумке о надувании. Инфляция возникает, когда сила столкновения равна наезду на кирпичную стену со скоростью от 10 до 15 миль в час (от 16 до 24 км в час).Механический переключатель переключается, когда происходит сдвиг массы, который замыкает электрический контакт, сообщая датчикам, что произошел сбой. Датчики получают информацию от акселерометра , встроенного в микрочип.
• Система надувания подушки безопасности реагирует азидом натрия (NaN3) с нитратом калия (KNO3) с образованием газообразного азота . Горячий поток азота надувает подушку безопасности.

Первые попытки адаптировать подушку безопасности для использования в автомобилях натолкнулись на непомерно высокие цены и технические препятствия, связанные с хранением и выпуском сжатого газа .Исследователи задались вопросом:

• Если бы в машине было достаточно места для канистры с бензином
• Останется ли газ под высоким давлением в течение всего срока службы автомобиля
• Как сделать так, чтобы мешок мог быстро и надежно расширяться за при различных рабочих температурах и без оглушительного удара

Им нужен был способ вызвать химическую реакцию, которая производила бы азот, который надувает мешок. Маленькие твердотопливные инфляторы пришли на помощь в 1970-х годах.

Система наддува мало чем отличается от твердотопливной ракеты-носителя (подробности см. В разделе «Как работают ракетные двигатели»). Система подушек безопасности воспламеняет твердое топливо , которое сгорает очень быстро, создавая большой объем газа для надувания мешка. Затем сумка буквально вырывает со своего места хранения на скорости до 200 миль в час (322 км / ч) — быстрее, чем мгновение ока! Через секунду газ быстро рассеивается через крошечные отверстия в мешке, таким образом сдувает мешка, и вы можете двигаться.

Хотя весь процесс происходит всего за одну двадцать пятую секунды , дополнительного времени достаточно, чтобы помочь предотвратить серьезную травму. Между прочим, порошкообразное вещество , выпущенное из подушки безопасности, представляет собой обычный кукурузный крахмал или тальк, который производители подушек безопасности используют для обеспечения гибкости и смазывания мешков во время хранения.

Далее мы рассмотрим некоторые меры безопасности, связанные с подушками безопасности, особенно в отношении детей.

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 29 декабря 2020 г.

Bang! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый При взрыве (надеюсь) сработает подушка безопасности из приборной панели, смягчает удар и помогает уменьшить повреждение вашего тела.Подушки безопасности очень просты, но при этом удивительно умны, потому что у них есть разгоняться со скоростью более 300 км / ч (200 миль / ч) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Artwork: Подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной приверженности манекенам для краш-тестов, которые были характерной чертой автомобильного дизайна с тех пор, как самый первый манекен, Сьерра Сэм, сделал его оригинальный тест-драйв в 1949 году. Если бы мы не могли проверить новую безопасность инновации с манекенами, мы никогда не сможем внедрить их в наши машины по-настоящему.

Почему аварии наносят ущерб

Как и все в мире, автокатастрофы контролируются законами физики и, в частности, законы движения. Все, что ходов имеет массу (очень грубо говоря, это означает, сколько «материал», который содержит объект, и это тесно связано с тем, насколько он тяжелый. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетической энергии, и чем тяжелее ваша машина и чем быстрее вы идете, тем больше у него кинетической энергии.Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы во что-то не врежетесь. Тогда вся энергия пойти куда-нибудь. Несмотря на то, что автомобили сконструированы так, чтобы их можно было скомкать и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

: Чем быстрее вы идете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно проиграть до того, как остановишься.Если в результате столкновения ваш автомобиль останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше столкновение будет жестким, и тем больше вероятность получить травму или погибнуть. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Таблица для транспортного средства общей массой 1500 кг.]

Проблема в том, что люди внутри движущийся автомобиль тоже имеет массу и скорость, и даже если автомобиль остановится, они будут стремиться продолжать. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона по гениальному английскому физику сэру Исааку Ньютон, который первым это сказал), что движущиеся вещи имеют тенденцию при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их.Машины ремни безопасности были пристегнуты десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит на удивление 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахар — и совсем не сдерживается. Так что даже если твое тело пристегнуто жесткий, тот же основной закон физика говорит, что ваша голова будет продолжать движение и врезаться в руль или лобовое стекло (лобовое стекло). Вот тут и пригодятся подушки безопасности.

Как подушки безопасности помогают

Фото: Типичный манекен для краш-теста имеет внутри более 130 различных датчиков.Этот манекен, имя которого «Адам», не тестирует реакцию на аварию: он спроектирован так, чтобы потеть, как настоящий человек, поэтому исследователи могут проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Правильнее известна подушка безопасности как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувная удерживающая система (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не застегивая ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться в результате аварии и сдувается, когда ваша голова прижимается к нему. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам не стало бы лучше.

Насколько эффективны подушки безопасности?

Подушки безопасности звучат так, как будто они должны быть хорошей идеей, но ученым нравятся неопровержимые доказательства: есть ли доказательства того, что они снижают смертность? В 1995 году Адриан Лунд и Сьюзан Фергюсон опубликовали книгу основное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год.Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24% при лобовых столкновениях и на 16% при всех видах аварий по сравнению с автомобилями, оснащенными только ремнями безопасности с ручным управлением.

Очевидно, что это огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности являются взрывоопасными предметами, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вашу жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск травмы ценой, которую стоит заплатить.Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы мы могли сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаемые с конца 1990-х годов) срабатывают с меньшей силой, чем старые конструкции, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

1. Когда машина что-то наезжает, она начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
3. Если замедление достаточно велико, акселерометр вызывает срабатывание цепи подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое вещество взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
6. При сгорании взрывчатого вещества выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, расположенный за рулем.
7. По мере того, как сумка расширяется, она срывает пластиковую крышку с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт меловым веществом, например тальком, чтобы облегчить его разворачивание.
8. Водитель (движущийся вперед из-за удара) толкает сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по его краям.К тому времени, как машина остановится, мешок должен полностью спуститься.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если поискать в Интернете, то можно найти довольно много разных людей, которые изобрели подушки безопасности. Кто первым подумал о них? В Соединенных Штатах это, по-видимому, Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, который придумал эту идею после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в канаву, чтобы избежать удара о камень, почти бросив его. его дочь через лобовое стекло.Хетрик подал свой патент на узел подушки безопасности для автомобильных транспортных средств 5 августа 1952 года (он был выдан как патент США № 2649311 18 августа 1953 года). Тем временем в Европе немецкий изобретатель Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Hetrick, хотя официально оно было выдано через три месяца после патента Hetrick в ноябре 1953 года.Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что двое мужчин независимо друг от друга пришли к одной и той же идее более или менее в одно и то же время.

Иллюстрации: оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы было легче следовать. Здесь есть три отдельных рисунка, показывающих основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид в перспективе водителя на рулевое колесо (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа).Сумка приводится в движение тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтого цвета) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху выходить из цилиндра (зеленый) и накачивать подушку подушки безопасности. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. Читайте полное описание в сборке подушки безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, в частности Аллен К.Порода (1927–2000), которая разработала множество различных способов вызвать взрыв газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением с аварией. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он создал свою первую подушку безопасности в 1968 году и зарегистрировал множество патентов на усовершенствования, помогая превратить Breed Corporation в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности для автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О Берриман из Eaton Yale и Towne Inc, который производил подушки безопасности для Ford. (US3441290A: система безопасности транспортных средств, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler (US3618981A: надувное устройство, поданное в 1969 г.), а также Ирвинг и Эмануэль Ландсман (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 году), которые были одними из первых, кто описал боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях.Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, и в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

статей

• 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил серийное производство подушки безопасности водителя и натяжителя ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz, 22 декабря 2020 г.Краткий обзор роли Mercedes в разработке подушек безопасности в Европе.
• «Более дешевая подушка безопасности и путь Такаты к смертельному кризису». Автор Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как неоднозначный редизайн подушек безопасности привел к тому, что крупные автопроизводители оказались в кризисе безопасности.
• Неисправные подушки безопасности Такаты по-прежнему вызывают серьезные потери, поскольку напомнил о задержке Хироко Табучи и Даниэль Айвори. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
• Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г.Как персональная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
• Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов, Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Университета Крэнфилда разработали подушку безопасности, которая срабатывает снаружи автомобиля.
• Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 года. Низкоскоростное развертывание подушки безопасности может вызвать короткие волны давления высокой интенсивности, которые повредят ваш слух, утверждает один эксперт.

Книги

Для читателей постарше

• «Мобильность без хаоса: безопасность, автомобили и гражданство» Джереми Пакера.Duke University Press, 2008. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пакер исследует подобные противоречия в увлекательном историческом отчете.
• Катастрофа Николаса Веры. Channel 4 TV / Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
• Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Специального покрытия подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и аналогичных мер безопасности.

Для младших читателей

• Car Science Ричард Хаммонд. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и соавтором этой книги. Возраст 9–12 лет.
• Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из множества превосходных книг очевидцев DK. Эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней.Опять же, больше всего подходит для детей в возрасте 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым) он, вероятно, тоже понравится.

Видео

• Срабатывание подушки безопасности в замедленном движении: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности надувается, от Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание на то, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем если бы человек давил на нее.
• Краш-тесты подушек безопасности Ford Next-Generation: манекен замедленного краш-теста, показывающий, как подушки безопасности надуваются на невероятно высокой скорости во время аварии.

Патенты

• Патент США № 2,649,311: Сборка подушки безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
• Патент США № 4,711,466: Способ и устройство для инициирования газогенератора от внешнего датчика, Аллен К. Брид, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано еще много изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
• US3441290A: Система безопасности транспортных средств, Чарльз Берриман, Eaton Corp PLC, 1967
• US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Крайслер, 31 октября 1969 г.
• US3617073A: Автомобильная система безопасности, Ирвинг и Эмануэль Ландсман, 17 сентября 1969 г.
• US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, специально для пассажиров автомобилей, разработанное Хельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 29 декабря 2020 г.

Bang! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый При взрыве (надеюсь) сработает подушка безопасности из приборной панели, смягчает удар и помогает уменьшить повреждение вашего тела.Подушки безопасности очень просты, но при этом удивительно умны, потому что у них есть разгоняться со скоростью более 300 км / ч (200 миль / ч) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Artwork: Подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной приверженности манекенам для краш-тестов, которые были характерной чертой автомобильного дизайна с тех пор, как самый первый манекен, Сьерра Сэм, сделал его оригинальный тест-драйв в 1949 году. Если бы мы не могли проверить новую безопасность инновации с манекенами, мы никогда не сможем внедрить их в наши машины по-настоящему.

Почему аварии наносят ущерб

Как и все в мире, автокатастрофы контролируются законами физики и, в частности, законы движения. Все, что ходов имеет массу (очень грубо говоря, это означает, сколько «материал», который содержит объект, и это тесно связано с тем, насколько он тяжелый. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетической энергии, и чем тяжелее ваша машина и чем быстрее вы идете, тем больше у него кинетической энергии.Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы во что-то не врежетесь. Тогда вся энергия пойти куда-нибудь. Несмотря на то, что автомобили сконструированы так, чтобы их можно было скомкать и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

: Чем быстрее вы идете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно проиграть до того, как остановишься.Если в результате столкновения ваш автомобиль останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше столкновение будет жестким, и тем больше вероятность получить травму или погибнуть. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Таблица для транспортного средства общей массой 1500 кг.]

Проблема в том, что люди внутри движущийся автомобиль тоже имеет массу и скорость, и даже если автомобиль остановится, они будут стремиться продолжать. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона по гениальному английскому физику сэру Исааку Ньютон, который первым это сказал), что движущиеся вещи имеют тенденцию при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их.Машины ремни безопасности были пристегнуты десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит на удивление 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахар — и совсем не сдерживается. Так что даже если твое тело пристегнуто жесткий, тот же основной закон физика говорит, что ваша голова будет продолжать движение и врезаться в руль или лобовое стекло (лобовое стекло). Вот тут и пригодятся подушки безопасности.

Как подушки безопасности помогают

Фото: Типичный манекен для краш-теста имеет внутри более 130 различных датчиков.Этот манекен, имя которого «Адам», не тестирует реакцию на аварию: он спроектирован так, чтобы потеть, как настоящий человек, поэтому исследователи могут проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Правильнее известна подушка безопасности как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувная удерживающая система (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не застегивая ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться в результате аварии и сдувается, когда ваша голова прижимается к нему. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам не стало бы лучше.

Насколько эффективны подушки безопасности?

Подушки безопасности звучат так, как будто они должны быть хорошей идеей, но ученым нравятся неопровержимые доказательства: есть ли доказательства того, что они снижают смертность? В 1995 году Адриан Лунд и Сьюзан Фергюсон опубликовали книгу основное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год.Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24% при лобовых столкновениях и на 16% при всех видах аварий по сравнению с автомобилями, оснащенными только ремнями безопасности с ручным управлением.

Очевидно, что это огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности являются взрывоопасными предметами, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вашу жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск травмы ценой, которую стоит заплатить.Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы мы могли сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаемые с конца 1990-х годов) срабатывают с меньшей силой, чем старые конструкции, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

1. Когда машина что-то наезжает, она начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
3. Если замедление достаточно велико, акселерометр вызывает срабатывание цепи подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое вещество взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
6. При сгорании взрывчатого вещества выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, расположенный за рулем.
7. По мере того, как сумка расширяется, она срывает пластиковую крышку с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт меловым веществом, например тальком, чтобы облегчить его разворачивание.
8. Водитель (движущийся вперед из-за удара) толкает сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по его краям.К тому времени, как машина остановится, мешок должен полностью спуститься.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если поискать в Интернете, то можно найти довольно много разных людей, которые изобрели подушки безопасности. Кто первым подумал о них? В Соединенных Штатах это, по-видимому, Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, который придумал эту идею после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в канаву, чтобы избежать удара о камень, почти бросив его. его дочь через лобовое стекло.Хетрик подал свой патент на узел подушки безопасности для автомобильных транспортных средств 5 августа 1952 года (он был выдан как патент США № 2649311 18 августа 1953 года). Тем временем в Европе немецкий изобретатель Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Hetrick, хотя официально оно было выдано через три месяца после патента Hetrick в ноябре 1953 года.Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что двое мужчин независимо друг от друга пришли к одной и той же идее более или менее в одно и то же время.

Иллюстрации: оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы было легче следовать. Здесь есть три отдельных рисунка, показывающих основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид в перспективе водителя на рулевое колесо (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа).Сумка приводится в движение тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтого цвета) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху выходить из цилиндра (зеленый) и накачивать подушку подушки безопасности. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. Читайте полное описание в сборке подушки безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, в частности Аллен К.Порода (1927–2000), которая разработала множество различных способов вызвать взрыв газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением с аварией. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он создал свою первую подушку безопасности в 1968 году и зарегистрировал множество патентов на усовершенствования, помогая превратить Breed Corporation в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности для автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О Берриман из Eaton Yale и Towne Inc, который производил подушки безопасности для Ford. (US3441290A: система безопасности транспортных средств, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler (US3618981A: надувное устройство, поданное в 1969 г.), а также Ирвинг и Эмануэль Ландсман (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 году), которые были одними из первых, кто описал боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях.Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, и в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

статей

• 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил серийное производство подушки безопасности водителя и натяжителя ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz, 22 декабря 2020 г.Краткий обзор роли Mercedes в разработке подушек безопасности в Европе.
• «Более дешевая подушка безопасности и путь Такаты к смертельному кризису». Автор Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как неоднозначный редизайн подушек безопасности привел к тому, что крупные автопроизводители оказались в кризисе безопасности.
• Неисправные подушки безопасности Такаты по-прежнему вызывают серьезные потери, поскольку напомнил о задержке Хироко Табучи и Даниэль Айвори. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
• Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г.Как персональная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
• Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов, Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Университета Крэнфилда разработали подушку безопасности, которая срабатывает снаружи автомобиля.
• Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 года. Низкоскоростное развертывание подушки безопасности может вызвать короткие волны давления высокой интенсивности, которые повредят ваш слух, утверждает один эксперт.

Книги

Для читателей постарше

• «Мобильность без хаоса: безопасность, автомобили и гражданство» Джереми Пакера.Duke University Press, 2008. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пакер исследует подобные противоречия в увлекательном историческом отчете.
• Катастрофа Николаса Веры. Channel 4 TV / Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
• Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Специального покрытия подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и аналогичных мер безопасности.

Для младших читателей

• Car Science Ричард Хаммонд. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и соавтором этой книги. Возраст 9–12 лет.
• Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из множества превосходных книг очевидцев DK. Эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней.Опять же, больше всего подходит для детей в возрасте 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым) он, вероятно, тоже понравится.

Видео

• Срабатывание подушки безопасности в замедленном движении: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности надувается, от Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание на то, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем если бы человек давил на нее.
• Краш-тесты подушек безопасности Ford Next-Generation: манекен замедленного краш-теста, показывающий, как подушки безопасности надуваются на невероятно высокой скорости во время аварии.

Патенты

• Патент США № 2,649,311: Сборка подушки безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
• Патент США № 4,711,466: Способ и устройство для инициирования газогенератора от внешнего датчика, Аллен К. Брид, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано еще много изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
• US3441290A: Система безопасности транспортных средств, Чарльз Берриман, Eaton Corp PLC, 1967
• US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Крайслер, 31 октября 1969 г.
• US3617073A: Автомобильная система безопасности, Ирвинг и Эмануэль Ландсман, 17 сентября 1969 г.
• US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, специально для пассажиров автомобилей, разработанное Хельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 29 декабря 2020 г.

Bang! Мы думаем о взрывах как о ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый При взрыве (надеюсь) сработает подушка безопасности из приборной панели, смягчает удар и помогает уменьшить повреждение вашего тела.Подушки безопасности очень просты, но при этом удивительно умны, потому что у них есть разгоняться со скоростью более 300 км / ч (200 миль / ч) — быстрее, чем может разбиться автомобиль! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.

Artwork: Подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной приверженности манекенам для краш-тестов, которые были характерной чертой автомобильного дизайна с тех пор, как самый первый манекен, Сьерра Сэм, сделал его оригинальный тест-драйв в 1949 году. Если бы мы не могли проверить новую безопасность инновации с манекенами, мы никогда не сможем внедрить их в наши машины по-настоящему.

Почему аварии наносят ущерб

Как и все в мире, автокатастрофы контролируются законами физики и, в частности, законы движения. Все, что ходов имеет массу (очень грубо говоря, это означает, сколько «материал», который содержит объект, и это тесно связано с тем, насколько он тяжелый. чувствует) и скорость (в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго означает скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетической энергии, и чем тяжелее ваша машина и чем быстрее вы идете, тем больше у него кинетической энергии.Это нормально, пока ты вдруг не захочешь остановиться — или пока вы во что-то не врежетесь. Тогда вся энергия пойти куда-нибудь. Несмотря на то, что автомобили сконструированы так, чтобы их можно было скомкать и поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для водитель и пассажиры.

: Чем быстрее вы идете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно проиграть до того, как остановишься.Если в результате столкновения ваш автомобиль останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше столкновение будет жестким, и тем больше вероятность получить травму или погибнуть. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее, снижение риска травм и смерти. [Таблица для транспортного средства общей массой 1500 кг.]

Проблема в том, что люди внутри движущийся автомобиль тоже имеет массу и скорость, и даже если автомобиль остановится, они будут стремиться продолжать. Это основной закон физики (известный как Первый закон движения Ньютона по гениальному английскому физику сэру Исааку Ньютон, который первым это сказал), что движущиеся вещи имеют тенденцию при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их.Машины ремни безопасности были пристегнуты десятилетиями, но это довольно грубая форма защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело. Ваша голова весит на удивление 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с сахар — и совсем не сдерживается. Так что даже если твое тело пристегнуто жесткий, тот же основной закон физика говорит, что ваша голова будет продолжать движение и врезаться в руль или лобовое стекло (лобовое стекло). Вот тут и пригодятся подушки безопасности.

Как подушки безопасности помогают

Фото: Типичный манекен для краш-теста имеет внутри более 130 различных датчиков.Этот манекен, имя которого «Адам», не тестирует реакцию на аварию: он спроектирован так, чтобы потеть, как настоящий человек, поэтому исследователи могут проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Правильнее известна подушка безопасности как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная надувная удерживающая система (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не застегивая ремень безопасности чрезвычайно опасен).

Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться в результате аварии и сдувается, когда ваша голова прижимается к нему. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам не стало бы лучше.

Насколько эффективны подушки безопасности?

Подушки безопасности звучат так, как будто они должны быть хорошей идеей, но ученым нравятся неопровержимые доказательства: есть ли доказательства того, что они снижают смертность? В 1995 году Адриан Лунд и Сьюзан Фергюсон опубликовали книгу основное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год.Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24% при лобовых столкновениях и на 16% при всех видах аварий по сравнению с автомобилями, оснащенными только ремнями безопасности с ручным управлением.

Очевидно, что это огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности являются взрывоопасными предметами, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском травмы глаз и потеря слуха. Если подушка безопасности спасает вашу жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск травмы ценой, которую стоит заплатить.Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы мы могли сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (устанавливаемые с конца 1990-х годов) срабатывают с меньшей силой, чем старые конструкции, и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.

Как работают подушки безопасности

1. Когда машина что-то наезжает, она начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
3. Если замедление достаточно велико, акселерометр вызывает срабатывание цепи подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое вещество взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
6. При сгорании взрывчатого вещества выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, расположенный за рулем.
7. По мере того, как сумка расширяется, она срывает пластиковую крышку с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт меловым веществом, например тальком, чтобы облегчить его разворачивание.
8. Водитель (движущийся вперед из-за удара) толкает сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по его краям.К тому времени, как машина остановится, мешок должен полностью спуститься.

Кто изобрел подушки безопасности?

Если поискать в Интернете, то можно найти довольно много разных людей, которые изобрели подушки безопасности. Кто первым подумал о них? В Соединенных Штатах это, по-видимому, Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, который придумал эту идею после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в канаву, чтобы избежать удара о камень, почти бросив его. его дочь через лобовое стекло.Хетрик подал свой патент на узел подушки безопасности для автомобильных транспортных средств 5 августа 1952 года (он был выдан как патент США № 2649311 18 августа 1953 года). Тем временем в Европе немецкий изобретатель Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности. (DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Hetrick, хотя официально оно было выдано через три месяца после патента Hetrick в ноябре 1953 года.Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что двое мужчин независимо друг от друга пришли к одной и той же идее более или менее в одно и то же время.

Иллюстрации: оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы было легче следовать. Здесь есть три отдельных рисунка, показывающих основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид в перспективе водителя на рулевое колесо (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа).Сумка приводится в движение тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтого цвета) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху выходить из цилиндра (зеленый) и накачивать подушку подушки безопасности. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США. Читайте полное описание в сборке подушки безопасности для автомобилей (через Google Patents).

С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, в частности Аллен К.Порода (1927–2000), которая разработала множество различных способов вызвать взрыв газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением с аварией. Согласно с Некролог Брида в New York Times, он создал свою первую подушку безопасности в 1968 году и зарегистрировал множество патентов на усовершенствования, помогая превратить Breed Corporation в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности для автомобилей.

Среди других пионеров — Чарльз О Берриман из Eaton Yale и Towne Inc, который производил подушки безопасности для Ford. (US3441290A: система безопасности транспортных средств, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler (US3618981A: надувное устройство, поданное в 1969 г.), а также Ирвинг и Эмануэль Ландсман (US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 году), которые были одними из первых, кто описал боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях.Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, и в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.

Узнать больше

На этом сайте

статей

• 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил серийное производство подушки безопасности водителя и натяжителя ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz, 22 декабря 2020 г.Краткий обзор роли Mercedes в разработке подушек безопасности в Европе.
• «Более дешевая подушка безопасности и путь Такаты к смертельному кризису». Автор Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как неоднозначный редизайн подушек безопасности привел к тому, что крупные автопроизводители оказались в кризисе безопасности.
• Неисправные подушки безопасности Такаты по-прежнему вызывают серьезные потери, поскольку напомнил о задержке Хироко Табучи и Даниэль Айвори. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
• Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г.Как персональная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
• Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов, Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Университета Крэнфилда разработали подушку безопасности, которая срабатывает снаружи автомобиля.
• Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 года. Низкоскоростное развертывание подушки безопасности может вызвать короткие волны давления высокой интенсивности, которые повредят ваш слух, утверждает один эксперт.

Книги

Для читателей постарше

• «Мобильность без хаоса: безопасность, автомобили и гражданство» Джереми Пакера.Duke University Press, 2008. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пакер исследует подобные противоречия в увлекательном историческом отчете.
• Катастрофа Николаса Веры. Channel 4 TV / Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
• Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Специального покрытия подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и аналогичных мер безопасности.

Для младших читателей

• Car Science Ричард Хаммонд. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и соавтором этой книги. Возраст 9–12 лет.
• Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из множества превосходных книг очевидцев DK. Эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней.Опять же, больше всего подходит для детей в возрасте 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым) он, вероятно, тоже понравится.

Видео

• Срабатывание подушки безопасности в замедленном движении: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности надувается, от Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание на то, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем если бы человек давил на нее.
• Краш-тесты подушек безопасности Ford Next-Generation: манекен замедленного краш-теста, показывающий, как подушки безопасности надуваются на невероятно высокой скорости во время аварии.

Патенты

• Патент США № 2,649,311: Сборка подушки безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
• Патент США № 4,711,466: Способ и устройство для инициирования газогенератора от внешнего датчика, Аллен К. Брид, 8 декабря 1987 г. В Google Patents зарегистрировано еще много изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей.
• US3441290A: Система безопасности транспортных средств, Чарльз Берриман, Eaton Corp PLC, 1967
• US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Крайслер, 31 октября 1969 г.
• US3617073A: Автомобильная система безопасности, Ирвинг и Эмануэль Ландсман, 17 сентября 1969 г.
• US3874693A / DE2152902C2: Защитное устройство, специально для пассажиров автомобилей, разработанное Хельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

— Функции безопасности автомобиля

Подушка безопасности предназначена для уменьшения травм, либо смягчая контакт пассажиров с салоном автомобиля, либо полностью предотвращая контакт.

• Подушка безопасности — это большой нейлоновый мешок, который очень быстро надувается и сдувается в случае серьезной аварии.
• Подушка безопасности водителя расположена в центральной подушке рулевого колеса, а подушка безопасности пассажира, если она установлена, — в верхнем левом углу приборной панели.
• Другие подушки безопасности также можно найти в нижней части приборной панели, сиденьях, ремнях безопасности, стойках крыши и конструкциях крыши.
• Некоторые мотоциклы также имеют фронтальные подушки безопасности.

Как работают подушки безопасности

• Срабатывание подушки безопасности контролируется датчиками, которые определяют возникновение и серьезность аварии. Когда контроллер подушки безопасности определяет, что подушка безопасности должна быть раскрыта, система запускает блок наддува, который очень быстро сжигает химические вещества, создавая большие объемы инертного газа для надувания подушки.
• Когда сумка надувается, она открывает крышки на колесе / приборной панели / стойке / сиденье и т. Д., Когда она появляется.
• В случае передней подушки безопасности, когда голова и верхняя часть тела пассажира движутся вперед и ударяются о надутый мешок, мешок начинает сдуваться через вентиляционные отверстия в его основании, чтобы смягчить движение вперед замедляющейся головы.
• Весь процесс надувания и спуска воздуха происходит примерно за 100 миллисекунд — примерно столько же, сколько и мгновение ока.Процесс настолько быстр, что пассажиры часто не замечают, что подушка безопасности сработала.
• Боковые подушки безопасности и шторки безопасности иногда сдуваются немного медленнее, поскольку типы столкновений, от которых они предназначены, отличаются от фронтальных ударов.
• В процессе развертывания образуется значительное количество дыма, пыли и шума. Это нормально.

Когда они развернутся?

• Автомобиль должен двигаться со скоростью более 25 км / ч.
• Угол удара составляет около тридцати градусов по обе стороны от центральной линии автомобиля (всего около 60 градусов).
• Возникающие замедляющие силы по крайней мере равны тем, которые возникают при лобовом столкновении автомобиля с неподвижным препятствием на скорости примерно 25 км / ч.

Другие типы подушек безопасности

• Двухступенчатые подушки безопасности — это более интеллектуальное поколение подушек безопасности, которые оптимизируют степень срабатывания подушки безопасности в соответствии с серьезностью аварии.
• Наколенники устанавливаются на некоторых автомобилях для защиты нижних конечностей от травм в результате удара о приборную панель.
• Некоторые производители предлагают подушки безопасности с использованием ремней безопасности для уменьшения травм, вызванных ремнями безопасности

Подушки безопасности и дуги

Неправильно сконструированные упоры могут помешать системе подушки безопасности правильно развернуть подушку. Только упорные дуги, сертифицированные как не влияющие на характеристики при столкновении, могут быть установлены на более поздних транспортных средствах по закону.

Подушки безопасности и детские

Передние подушки безопасности предназначены для защиты людей ростом с человека. Дети из-за своего меньшего размера могут получить травму из-за срабатывания подушки безопасности. Поэтому дети не должны занимать переднее сиденье с установленной подушкой безопасности пассажира.

Другие проблемы с подушками безопасности

• Запрещается устанавливать аксессуары, которые могут ограничить раскрытие подушки безопасности или превратиться в ракету при контакте с раскрывающейся подушкой безопасности. Если установлена ​​подушка безопасности пассажира, это включает в себя приборные коврики, держатели для напитков или телефонов, спутниковую навигацию и т. Д.
• Если на сиденье устанавливаются боковые подушки безопасности, чехлы сидений должны быть совместимы с подушками безопасности. Спросите производителя чехлов для автомобилей или сидений.
• Системы подушек безопасности обычно включают контрольную лампу приборной панели. Если он не гаснет вскоре после запуска или загорается во время движения, это указывает на неисправность, которую необходимо немедленно проверить у дилера.
Подушки безопасности
• могут непреднамеренно сработать во время определенных процедур ремонта, поэтому необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Это может привести к серьезным травмам, поэтому оставьте ремонт квалифицированным специалистам.
Подушки безопасности
• раскрываются со взрывной силой, и это далеко не те большие пушистые подушки, которые некоторые могут себе представить. Обычны мелкие травмы и ссадины кожи от контакта с сумкой.
Подушки безопасности
• предназначены для работы вместе с ремнями безопасности автомобиля. Если не пристегнуть ремень безопасности, это может привести к более серьезным травмам.
• Некоторые производители автомобилей указывают срок службы компонентов подушек безопасности. Обычно это означает, что загорается индикатор подушки безопасности, и перед тем, как он погаснет, необходимо заменить компоненты.

Takata подушки безопасности

В настоящее время некоторые подушки безопасности марки Takata подлежат обязательному отзыву. Они подходят для многих различных марок и моделей и являются причиной примерно 24 смертей и сотен травм во всем мире. Для получения дополнительной информации см.
https://www.racq.com.au/cars-and-driving/safety-on-the-road/driving-safely/takata-airbag-recall

Также проверьте:

подушки безопасности | NHTSA

Подушки безопасности являются дополнительной защитой и лучше всего работают в сочетании с ремнями безопасности.Как фронтальные, так и боковые подушки безопасности, как правило, предназначены для срабатывания при умеренных и тяжелых авариях и могут срабатывать даже при незначительном столкновении.

Подушки безопасности снижают вероятность удара верхней части тела или головы о салон автомобиля во время аварии. Чтобы избежать травм, связанных с подушкой безопасности, убедитесь, что вы правильно сидите, и помните — подушки безопасности предназначены для работы с ремнями безопасности, а не для их замены. А дети до 13 лет должны сидеть на заднем сиденье.

Автомобили могут быть оборудованы как передними, так и боковыми подушками безопасности (SAB).Фронтальные подушки безопасности входят в стандартную комплектацию всех легковых автомобилей с 1998 модельного года, а с 1999 модельного года — во всех внедорожниках, пикапах и фургонах. SAB предлагаются в качестве стандартного или дополнительного оборудования на многих новых легковых автомобилях.

Срабатывание подушки безопасности

Обычно при столкновении средней и серьезной степени тяжести сигнал посылается от электронного блока управления системы подушек безопасности к инфлятору в модуле подушки безопасности. Воспламенитель в инфляторе запускает химическую реакцию, в результате которой образуется безвредный газ, который надувает воздушную подушку в мгновение ока — или менее чем на 1/20 секунды.Поскольку подушки безопасности срабатывают очень быстро, серьезные, а иногда и смертельные травмы могут произойти, если водитель или пассажир окажется слишком близко или вступит в прямой контакт с подушкой безопасности, когда она впервые начнет открываться.

Боковые подушки безопасности

Подушки безопасности при боковом ударе надуваются еще быстрее, поскольку между водителем или пассажирами и поражаемым объектом остается меньше места, будь то интерьер транспортного средства, другое транспортное средство, дерево или столб.

Фронтальные подушки безопасности

Если сидеть как можно дальше от рулевого колеса или приборной панели и пристегиваться ремнями безопасности, водитель и пассажиры не могут оказаться «слишком близко» к раскрывающейся фронтальной подушке безопасности.Вот почему автокресла, обращенные назад, не следует размещать перед активной подушкой безопасности, а дети до 13 лет должны сидеть на заднем сиденье.

Оставайтесь в безопасности: замените использованные подушки безопасности после аварии

могут сработать только один раз, поэтому не забудьте заменить использованные подушки безопасности сразу после аварии, только в авторизованном ремонтном центре и перед тем, как снова управлять автомобилем.

Как работает система подушек безопасности вашего автомобиля

Система подушек безопасности — одна из важнейших частей системы безопасности вашего автомобиля.Правильное развертывание подушки безопасности может гарантировать, что вы и ваши пассажиры выживете в аварии, в результате которой вы могли бы получить серьезную травму или смерть. Использование подушек безопасности за годы спасло тысячи жизней. Но как именно они работают? Система подушек безопасности чрезвычайно сложна и должна срабатывать в течение миллисекунд после аварии, чтобы обеспечить защиту водителя и пассажиров.

Что такое подушки безопасности?
Подушки безопасности — это эластичные ткани или другие материалы, которые плотно упакованы в различных местах по всему автомобилю.В большинстве автомобилей есть подушки безопасности в передней части приборной панели, а во многих транспортных средствах также есть подушки безопасности по бокам. Эти пакеты сжимаются и хранятся на небольшой площади. Когда происходит авария, подушки безопасности очень быстро наполняются воздухом, чтобы обеспечить систему амортизации для людей в автомобиле, чтобы их не выбросило в случае аварии. Хотя это не обязательно предотвращает полную травму или смерть, во многих случаях это может быть очень полезным для смягчения пассажиров в автомобиле.

Датчики столкновения
Самыми важными составляющими успеха системы подушек безопасности являются датчики столкновения. Эти небольшие электронные устройства предназначены для распознавания повреждений автомобиля в результате аварии. Они реагируют на несколько различных наборов стимулов, включая внезапную остановку, повышенное давление при перемещении частей автомобиля из-за силы столкновения и многое другое.

Различные типы датчиков, измеряющие скорость вращения колес, состояние пассажиров на сиденье, тормозное давление и удары, а также другие индикаторы состояния автомобиля, контролируются блоком управления подушкой безопасности, расположенным в передней части кабины.Реле датчиков передает сигнал блоку управления подушками безопасности, который анализирует данные и может управлять функциями безопасности, такими как замок ремня безопасности, автоматические дверные замки, а также срабатывание подушки безопасности.

В автомобилях используются два типа датчиков подушек безопасности: электрические и механические. Электрические датчики различаются по конструкции. Некоторые используют электромеханический механизм «шарик и трубка», который в основном состоит из небольшой трубки, содержащей переключатель цепи, и шарик, который удерживается вместе с помощью небольшого магнита. Если происходит столкновение, мяч отрывается от магнита и катится вперед по трубке, ударяя по переключателю, замыкающему электрическую цепь.Другие электрические конструкции аналогичны в принципе, с использованием металлического ролика или подпружиненного груза вместо шара или, в более новых автомобилях, акселерометра для срабатывания датчика. Механические датчики работают независимо от электрической системы и реагируют так же, как электрические датчики, с конструкцией, которая приводит в действие ударник, вызывая небольшой взрыв после аварии. Поскольку механический датчик не требует источника питания, его нельзя отключить, как электрический датчик, когда аккумулятор отключен.

Успех системы подушек безопасности зависит от того, что датчики столкновения работают не только точно, но и чрезвычайно быстро, поэтому здесь находится самая дорогая и технологически продвинутая часть системы подушек безопасности.

Инфлятор
Как только блок управления определяет, что произошла авария, он посылает сигнал в систему инфлятора. Инфлятор вызывает химический заряд, вызывая взрыв газообразного азота, заполняющего подушку безопасности. Когда подушка безопасности заполняется, она прорывается через обшивку, в которой она находится, и попадает в пространство автомобиля, чтобы защитить вас.

Все это происходит мгновенно, обычно в пределах 25 или 50 миллисекунд. Это означает почти 200 миль в час. После этого подушка безопасности сдувается сама по себе.

Связанные вопросы и ответы

Как быстро срабатывает подушка безопасности?

Согласно инженерным исследованиям, подушка безопасности может развернуть примерно за 55 миллисекунд. Это примерно столько же времени, сколько вам нужно, чтобы моргнуть или чихнуть.Другими словами, срабатывание подушки безопасности происходит очень быстро. Власти отметили, что если вы находитесь вне позиции во время срабатывания подушки безопасности, вы можете получить травму. Как можно выйти из позиции? Подушки безопасности следует использовать вместе с ремнями безопасности, и если вы едете без пристегнутого ремня безопасности, подушка безопасности может сработать, а вы проскользнете под подушкой безопасности достаточно далеко, чтобы вы могли получить сильный удар по лицу. или голова.

Какие датчики подушек безопасности лучше, электрические или механические?

Жюри еще не определено по поводу лучшей системы датчиков подушек безопасности .Например, Toyota и Jaguar используют электромеханические воспламенители подушек безопасности, в которых небольшой переключатель определяет силу удара. Если он достаточно большой, игла запальника вонзается в пакеты с азидом натрия, используемые для надувания подушек безопасности. Другие автопроизводители используют маленькие трубки, которые разрываются при определенном давлении, освобождая золотой шар, замыкающий цепь, зажигая подушку безопасности. Третий тип — пьезоэлектрические датчики — используются несколькими автопроизводителями. В этих электрических системах используются переключатели, расположенные снаружи и внутри автомобиля.Если датчики согласны с тем, что силы достаточно, то подушка безопасности срабатывает.

Сколько стоит подушка безопасности?

Часто задают вопрос: « Сколько стоит подушка безопасности ?». Если вам необходимо заменить или отремонтировать подушку безопасности в вашем автомобиле, стоимость будет зависеть от типа автомобиля, которым вы управляете, а также от того, какую подушку безопасности необходимо заменить. В большинстве случаев на боковую подушку безопасности водителя стоит от 400 до 800 долларов. Боковая подушка безопасности пассажира может стоить до 1000 долларов.Подушки безопасности-занавески, как правило, немного дешевле, но все же довольно дороги. Замена подушки безопасности — сложный ремонт, и его должен выполнять профессионал. Затраты на рабочую силу составляют большую часть счета, когда дело доходит до замены подушки безопасности.

Как узнать, неисправны ли подушки безопасности в моем автомобиле?

Если в вашем автомобиле есть индикатор подушки безопасности, и он горит, это может указывать на неисправность подушки безопасности , или проблему с системой подушек безопасности. Если в автомобиле нет светового индикатора подушки безопасности, невозможно точно определить, неисправна ли подушка безопасности в автомобиле.Если загорается индикатор подушки безопасности, лучше всего обратиться к профессионалу для проверки автомобиля. Подушки безопасности и датчики, которые их контролируют, сложны и должны ремонтироваться профессионалом. Этот свет загорается, если система обнаруживает неисправность или проблему в системе подушек безопасности. Поскольку система подушек безопасности может спасти вам жизнь, лучше проверить ее как можно скорее.

Где я могу купить бывшие в употреблении подушки безопасности на продажу?

Есть ряд мест, где есть подержанных подушек безопасности на продажу .Подержанные подушки безопасности намного дешевле, чем новые, и, если они никогда не использовались, они так же безопасны, как и новые. Использованные подушки безопасности снимаются с мертвых автомобилей. Подушки безопасности можно отремонтировать и отремонтировать при необходимости. Лучше всего проконсультироваться с вашей страховой компанией, прежде чем использовать подушки безопасности. Существуют полисы, которые аннулируют покрытие, если установлены использованные подушки безопасности. Уточняйте у местных свалок и у переработчиков запчастей. При поиске использованных подушек безопасности в Google появляется ряд списков. Airbag Center — один из ведущих поставщиков подержанных и новых подушек безопасности.

Какова скорость срабатывания подушки безопасности?

Скорость срабатывание подушки безопасности будет варьироваться в зависимости от автомобиля и серьезности аварии. В большинстве случаев подушка безопасности выходит на скорости от 100 до 220 миль в час. На этой скорости подушка безопасности может нанести значительный ущерб человеку, поэтому важно находиться на расстоянии не менее 10 дюймов от подушки безопасности, когда она срабатывает. Вот почему очень важно пристегиваться ремнем безопасности.Даже при езде на автомобиле, оборудованном подушками безопасности. Были случаи, когда дети были убиты раскрывающейся подушкой безопасности, поэтому очень важно отключить подушку безопасности, если ребенок находится на переднем сиденье.