Как работают современные подушки безопасности?
Вам кажется, современный автомобиль с кучей электронных систем защитит от любой беды? А водитель и пассажиры — под надежной охраной подушек безопасности? Не все так однозначно.
Автомобильные «надувные» средства защиты оберегают нас далеко не всегда, а порой и навредить могут… Почему иногда современные подушки безопасности дают сбой изучали наши друзья из «Авто Mail.ru».
Английское «air bag» как нельзя лучше передает суть устройства. Подушка безопасности — это мешок из тонкой ткани, в большинстве случаев — из нейлона. Система управления распознает удар (точнее, резкое замедление автомобиля) с помощью нескольких датчиков и подает сигнал детонатору.
А далее немного химии. Смесь на основе бесцветной соли поджигается и образуется азот. Реакция происходит настолько молниеносно, что происходит буквально взрыв.
Чтобы полностью раскрыть мешок, надо всего лишь 30-50 миллисекунд, а скорость выстрела подушки доходит до 322 км/ч! «Поймав» водителя, затем она за несколько секунд сдувается. Газ выходит через микроскопические отверстия, чтобы человек снова мог передвигаться.
Для тех, кому лень читать, предлагаем посмотреть документальный фильм: «Как производятся подушки безопастности»
Как блок управления решает, раскрывать подушку или нет?Ранние системы 70-80-х годов использовали для распознавания удара механические датчики. Они состояли из металлических роликов, зафиксированных пружиной или магнитом. При столкновении определенной силы грузик было не удержать, он смещался и замыкал контакт.
Недостатки механической системы были очевидны — неточная и сравнительно медленная в экстренных условиях работа. А ведь каждая миллисекунда на счету! Поэтому в 90-е годы все автопроизводители перешли на микроэлектромеханические системы MEMS.
Современные датчики, прежде чем передать блоку управления подушками команду «фас», вычисляют несколько параметров. Главный из них — вовсе не сила удара, как многие думают, а замедление автомобиля.
Его измеряет акселерометр, как правило, пьезоэлектрический. Напряжение в нем зависит от ускорения машины. Получив сигнал, компьютер по заданному алгоритму определяет, надо ли раскрывать подушки безопасности.
Этот самый алгоритм у всех производителей разный, причем технические параметры никто не раскрывает.
Единого мирового или хотя бы национального стандарта в области подушек безопасности нет. Есть лишь общие положения и директивы. Например, в США, где впервые и установили подушки на серийный автомобиль в качестве опции (первым, где они были в базовой комплектации, стал Mercedes-Benz S-класса W126, 1980 год), действует Федеральный стандарт безопасности транспорта FMVSS 208, а в Европе руководствуются Требованиями Еврокомиссии по оснащению автомобилей (ECE Vehicle Equipment Regulations). Так, в американских стандартах прописано, что подушки безопасности должны срабатывать при столкновении с неподвижным препятствием на скорости от 13 до 25 км/ч в зависимости от размеров машины и жесткости конструкции. Европейцы по скорости ограничений не вносят.
Но, как показывает анализ, в среднем у производителей минимальная планка составляет 16 км/ч.
Интересно, что и объемы самих подушек отличаются от страны к стране. Если в Америке в среднем этот показатель составляет 70 литров, то в ЕС — 35 литров. В законах это не закреплено, существенная разница сложилась исторически. За океаном поначалу считали подушку основной системой безопасности, заменой традиционным ремням.
Ошибку, впрочем, быстро осознали. В Европе же, изучив чужой опыт, подушки безопасности рассматривали исключительно как вспомогательную защиту.
УВЕЛИЧИТЬ Комплексный подход к безопасностиНи две, ни шесть, ни десять установленных в машине подушек — не повод отказываться от ремней. При ударе они удерживают человека, чтобы тот на всех парах не понесся навстречу раскрывающейся подушке. Когда мешок еще наполняется газом, столкновение с ним может нанести серьезные увечья ! Есть также риск отскочить на какую-нибудь твердую деталь автомобиля.
Со временем методом проб и ошибок производители установили, что при создании подушек следует исходить из негласной формулы «13 см — 30 мс». То есть мешок должен раскрыться на 13 см не дольше чем за 30 мс.
Появилась и «рекомендация про 25 см». Именно столько места необходимо оставлять между центром руля и грудью водителя, чтобы в случае аварии избежать нежелательных травм.
УВЕЛИЧИТЬ
Ни две, ни шесть, ни десять установленных в машине подушек — не повод отказываться от ремней. При ударе они удерживают человека, чтобы тот на всех парах не понесся навстречу раскрывающейся подушке. Когда мешок еще наполняется газом, столкновение с ним может нанести серьезные увечья ! Есть также риск отскочить на какую-нибудь твердую деталь автомобиля.
Со временем методом проб и ошибок производители установили, что при создании подушек следует исходить из негласной формулы «13 см — 30 мс».
То есть мешок должен раскрыться на 13 см не дольше чем за 30 мс. Появилась и «рекомендация про 25 см». Именно столько места необходимо оставлять между центром руля и грудью водителя, чтобы в случае аварии избежать нежелательных травм.
Чем еще могут навредить подушки безопасности? Немецкий ученый Дональд Ульке в своем труде проанализировал, что в некоторых случаях взрыв приводит к потере слуха из-за повышенного давления в салоне. Особенно если его объем маленький, а подушек безопасности — много.
Известны также примеры сердечных приступов, спровоцированных взрывом подушки. От пережитого шока происходит резкий скачок артериального давления, который, в свою очередь, влияет на работу сердца. Как и потеря слуха, эти случаи единичны, но от несчастья, увы, никто не застрахован.Мифы и реальность#1 Удар чем-нибудь тяжелым о припаркованный автомобиль – сработают подушки.
На самом деле, при исправной системе ничего подобного не случится, так как блок управления «не чувствует» движения. К сожалению, по той же причине подушки могут не спасти, когда кто-то «прилетит» в стоячий автомобиль.
УВЕЛИЧИТЬ
#2 Неожиданный взрыв во время заноса или при экстренном торможении.
И то, и другое невозможно.
Системы настроены на работу подушек при перегрузках от 8g до 15g. Для наглядности — максимальные перегрузки у гонщиков «Формулы 1» или пилотов истребителей при посадке составляют 5g. Превысить это значение не получится ни на каком суперкаре при всем желании. Не должно быть никаких эксцессов с подушками и при проезде крупных ям, потому что система определяет не только сигнал от сенсоров, но и его продолжительность.
УВЕЛИЧИТЬ
В действительности подушки могут «промолчать» из-за несовершенства датчиков. Всевидящими их назвать никак нельзя. Фронтальные чаще всего устанавливают в лонжеронах, а боковые — в средних стойках. Угол удара спереди, как правило, составляет по 30 градусов в обе стороны от продольной оси, сбоку — 45 градусов.
Если автомобиль «атакован» под острым углом и значительной перемены линейного ускорения не было, подушки не сработают. Будет тот же эффект, когда повреждена только одна часть машины вне «радиуса поражения» датчиков. Например, при некоторых столкновениях с деревом. В большинстве аварий с мотоциклами и животными система безопасности тоже будет бездействовать из-за отсутствия значительного замедления. Кроме того, даже очень сильный удар сзади не даст повода фронтальным и боковым подушкам напомнить о себе.
УВЕЛИЧИТЬ 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.
