Что значит подушки безопасности фронтальные – Фальсификация срабатывания подушек безопасности — Эксперт Ефимов Андрей Геннадиевич — Статьи

Как выбрать подушки безопасности | Новости автомира

По статистике, около половины всех ДТП приходится на лобовые столкновения автомобилей. При столкновении на большой скорости водители транспортных средств без специальных защитных систем имеют низкую вероятность остаться в живых, как бы прискорбно это не звучало. Одним из компонентов таких систем является подушка безопасности – это устройство, которое предназначено смягчить удары, принимаемые водителем и пассажирами в случае столкновения автомобиля с другим транспортом, ограждениями, стенами зданий, деревьями и т.д. При этом за все время существования подушек безопасности было создано множество их видов. Мы расскажем вам об особенностях работы современных подушек безопасности, их достоинствах и недостатках, а также об особенностях выбора и установки на свой авто.

Для чего это нужно

Не затрагивая особенностей расположения подушек безопасности, равно как и их работы, обратимся к истории изобретения. Поступим так потому, что история не состоит из сплошных теорий и инженерных изысков – сплошная практика. Так вот, с самого появления

подушек безопасности в 1951 году (так называемое «Устройство, защищающее людей в автомобиле от травм и столкновений» Вальтера Линдерера) вплоть до наших дней они сокращали смертность в ДТП более чем на четверть. При этом устройство можно установить так, чтобы оно защищало не только водителя, но и пассажиров. Можно смягчить удар с боковой стороны и спереди (снизить до нуля вероятность столкновения человека с лобовым стеклом, приборной панелью). При этом правило четверти продолжает работать в общей перспективе. Статистика по боковым столкновениям не так утешительная.

Чтобы не говорили о подушках безопасности, они серьезно уменьшают смертность при ДТП, снижают количество травм различной степени. В высокотехнологичном автомобиле оборудованном эирбегами водитель действительно может чувствовать себя в большей безопасности. Однако есть одно но: если конструкция автомобиля имеет серьезные погрешности, при столкновении транспорт просто сплющит (вспомните краш-тесты старых моделей Chery Amulet), и никакая защита водителя и пассажиров тут не поможет.

Как это работает

Принцип работы системы пассивной безопасности (иначе Supplemental Restraint System), одним из компонентов которой являются подушки безопасности, сводится к замедлению движения человека и предотвращению удара о стойку, дверь, торпедо или руль. Надувается подушка за 15-50 миллисекунд. Она состоит из следующих элементов:

• Подушка из синтетической ткани (нейлона), которая упаковывается в торпедо, руль, а также дверь или сиденье;
• Датчик, отвечающий за активацию защиты;
• Система наполнения (газогенератор).

Датчик дает сигнал при воздействии на автомобиль той же нагрузки, которую он получает при столкновении с кирпичной стеной на скоростях от 16 до 24 километров в час. Угол, в котором воспринимается удар, равен по 30 градусов по обе стороны от нормали, т.е. в сумме 60 градусов.

Газ взрывается и надувает саму подушку. При этом она максимально надута несколько мгновений, дабы пассажир смог начать двигаться как можно раньше. Объем фронтальных подушек на европейском транспорте обычно равен 35 литров (в Европе подушку безопасности всегда считали вспомогательным элементом защиты), а в США, где долгое время устройство воспринималось как замена ремням, объем равен 50-100 литров (как правило, 70 литров).

В самых современных системах срабатывают только те часто пассивной защиты, в которых есть нужда. Зависит это от направления и силы удара, а также места расположения пассажира, факта использования им ремня безопасности, его веса. При авариях не должны срабатывать все подушки. В системе имеются также блок диагностики, следящий за состоянием элементов.

Виды подушек безопасности

В современных автомобилях эирбегов несколько, причем размещены они в разных частях салона. Исходя из этого их делят на следующие:

• Фронтальные подушки безопасности. Применяются с 1981 года в авто марки Mercedes-Benz. При этом подтипов фронтальных подушек два: для водителя и для пассажира спереди. Как правило, подушку второго подтипа можно еще и отключить. Фронтальные подушки безопасности можно назвать самыми технологичными. В них впервые было применено как двухступенчатое, так и многоступенчатое срабатывание. Конструктивно часть механизма расположена прямо в рулевом колесе, а вторая часть – ближе к правому краю передней панели;
• Головные подушки безопасности. Водители часто называют их просто «шторками». Призваны защищать головы пассажиров, находящихся как в переднем, так и заднем ряду сидений. Устанавливается механизм обычно в задней и передней частях крыши и между стойками;
• Боковые подушки безопасности. Они обеспечивают дополнительную защиту при боковых столкновениях. Впервые были установлены в 1994 году в автомобили Volvo, но сегодня встречаются не только в транспортных средствах данной марки. В лучших подушках безопасности имеется две камеры: одна мягкая сверху и одна жесткая снизу. В некоторых моделях располагается на задней спинке, в большинстве же в спинке переднего сиденья;
• Коленные подушки безопасности. В подавляющем большинстве случаев находятся только перед водителем, реже – под «бардачком» со стороны переднего пассажира в салоне;
• Центральная подушка безопасности. Они обеспечивает еще более высокую защиту при боковых столкновениях. Благодаря этой подушке при столкновении пассажиры не примнут друг друга собственным весом. Механизм находится в центре спинки заднего ряда сидений и в подлокотнике между пассажиром и водителем.

Встречаются и весьма интересные решения. Компания Volvo сегодня является пионером в области внешней пассивной защиты. А именно, ей была создана подушка безопасности специально для пешеходов. В 2012 году появилась система Pedestrian Airbag System, работающая в тандеме с видеокамерой, радаром и семью датчиками столкновения. Сама подушка расположена под капотом.

Устройство газогенераторов

Газогенераторы, отвечающие за наполнение подушек, делятся на два типа по форме:

• Трубчатые;
• Куполообразные.

К первому типу относятся боковые, коленные, центральные и головные – их форма часто бывает причудливой. Существует также деление на подтипы по характеру срабатывания:

• С одноступенчатым срабатыванием;
• С более сложным двухступенчатым срабатыванием;
• С адаптивным многоступенчатым срабатыванием.

Система газообразования может быть твердотопливной или гибридной. Твердотопливный газогенератор включает в себя заряд твердого топлива, пиропатрон и корпус. Твердое топливо: азид натрия вместе с диоксидом кремния и нитратом калия. Топливо должно воспламениться от пиропатрона. Затем образовавшийся газ стремится занять как можно больше пространства, которое и находит в эластичной подушке из нейлона. Гибридные газогенераторы состоят из тех же элементов, однако, имеют еще и газовый заряд из азота или аргона, находящийся под давлением. Наполнение также происходит за счет реализации давления газа.

Альтернативные механизмы

Большинство современных эирбегов раскрывается почти мгновенно. В этом и кроется недостаток: надутая подушка настолько твердая, что при столкновении с ней человек травмируется. В автомобилях марки Honda стоит система i-SRS. Ее работа сводится к тому, чтобы обеспечить поэтапное раскрытие подушек безопасности. По мере работы вспарывается несколько швов, из-за которых невозможно моментальное раскрытие.

Не отстает от Honda и компания Volvo. Это и уже упомянутая внешняя подушка безопасности, и продуманные двухкамерные боковые подушки.

Система компании Honda более «умная». Во-первых, она менее травмоопасна. Во-вторых, она оснащена собственной электроникой, которая следит за исправностью компонентов.

Условия срабатывания подушек безопасности

Это самая слабая сторона пассивной безопасности автомобиля. Дело в том, что подушка срабатывает даже в случаях, когда авария не произошла. Впрочем, проблема почти полностью решена во многих современных автомобилях. А условия срабатывания вот такие:

• Была превышена сила лобового удара;
• Автомобиль наехал на какой-либо твердый предмет, как-то бордюр, тротуар или въехал в яму;
• В переднюю часть авто пришелся косой удар;
• Автомобиль упал с некоторой высоты;
• Транспортное средство жестко приземлилось после подбрасывания.

При этом фронтальные подушки от ударов сзади, опрокидываний авто и ударов сбоку срабатывать не должны. В современных системах за срабатывание подушек безопасности всех типов отвечают алгоритмы, на что мы и указали выше.

А каковы же недостатки

Этот вопрос мы затрагивали выше, но лишь вскользь. А проблемы у подушек безопасности есть:

• Скорость раскрытия «шара» огромна: порядка 300 км/ч. И пассажир или водитель при ДТП тоже двигается с определенной скоростью, но в другом направлении. Если подушка раскрылась не до конца, человек столкнется с ней как с камнем. Нередки случаи, когда работа пассивной системы безопасности заканчивалась переломами шеи, ребер. Пассажирам стоит придерживаться одного из правил гонщиков: оказавшись в авто, всегда пристегиваться;
• Правильное положение. Сработавшая подушка безопасности может наносить травмы, если с ней столкнулся человек, до аварии сидевший в неправильном положении. Пассажиры и водитель в обязательном порядке должны сидеть ровно;
• Ресурс подушки. По сути, устройство одноразовое. Практикуется восстановление, но по стоимости оно сопоставимо с покупкой новой нейлоновой подушки и пиропатрона;
• Датчики воспринимают удар только под определенным углом. Как и в случае с боковыми зеркалами, у датчиков есть свои «мертвые зоны»;
• Подушка безопасности срабатывает не всегда. К примеру, если автомобиль движенится на малой скорости, датчики не дадут команду на срабатывание.

Как видите, недостатки тоже есть. В список не попала разве что цена. Однако, повышенная безопасность тоже стоит денег.

Подробнее об установке

Закономерен вопрос: как быть, если подушки безопасности не являются одной из опций автомобиля? Решение предлагают мастера. Вот что они сделают:

1. Переделают рулевую колонку, а также рулевое колесо;
2. Переделают переднюю панель;
3. Создадут крепежное место для датчика удара;
4. Создадут дополнительное изолирующие элементы для вышеуказанного датчика;
5. Проделают аналогичную работу для установки подушек безопасности остальных типов (можно обойтись установкой, к примеру, новых сидений).

К несчастью, обойдется это в немалую сумму. Не говоря уже о том, что вам придется купить саму подушку безопасности. Часто в целях экономии меняют руль на тот, где пассивная безопасность уже предусмотрена – сама подушка, жгуты и то, что водители называют «мозгами», т.е. управляющей электроникой. Опасным решением будет замена торпедо. Дело в том, что на заводах автоконцернов подушки безопасности проводят ряд тестов. Учитывается высота, положение пассажира, особенности каркаса транспортного средства. Подушка безопасности для пассажира спереди может просто не вписаться в автомобиль и быть слишком травмоопасной. Подушки для пассажиров сзади подбирать не обязательно – можно поставить сиденья от иномарки, в которых нужная опция предусмотрена (обратите внимание на надписи на сиденьях).

Недостатком многих автомобилей является малая жесткость кузова. Особенно это касается отечественных машин, выпускавшихся с середины девяностых годов. Металл каркаса малоуглеродистый, то есть довольно мягкий. Обезопасить себя можно установкой дополнительного каркаса жесткости, который можно завести прямо под обивку, сделав его незаметным. Часто водители отечественного транспорта меняют элементы салона на те, что находятся в Lada Priora – грубо, но эффективно. Для безопасности также стоит поставить пятиточечные ремни безопасности.

Отсюда вывод: если ваш автомобиль в заводской комплектации не предусматривал наличие подушек безопасности, их установка обойдется в немалую сумму, поскольку конструкцию элементов салона придется дорабатывать. Впрочем, за дополнительную безопасность стоит доплатить, особенно если вы намерены пользоваться транспортным средством еще долгое время.

Помните также: автомобиль с подушками безопасности все равно безопаснее, чем если их нет.

В случае замены одного устройства на другое все индивидуально для каждой модели транспорта. В большинстве случаев нужно просто отсоединить от АКБ «минусовой» провод, вывернуть крепления старой подушки безопасности, приподнять ее модуль, отстегнуть фиксатор, после чего в обратном порядке установить новую подушку. Лучше обратитесь на СТО – мастера проделают всю работу за вас и снизят риск несанкционированного срабатывания (или несрабатывания) устройства до нуля.

Совершаем правильную покупку

Выше мы уже описали, как быть в случае установки не предусмотренных конструкцией подушек безопасности. Достаточно подобрать элементы с иномарок или более современных отечественных автомобилей и поставить их у себя. А вот если вы хотите заменить старую подушку безопасности, искать ее можно следующим образом:

• По VIN-коду. Так вы найдете оригинальное решение, которое идеальное впишется систему пассивной защиты. Вероятность совершить ошибку и поставить что-то не то сводится к нулю;
• По техническим данным транспорта. Можно обратиться к менеджеру магазина или искать в электронных каталогах. Дабы не попасть впросак, берите только те подушки безопасности, которые стоят в вашем автомобиле: та же модель, та же комплектация, тот же концерн.

Не стоит забывать о том, что подушка безопасности – вещь по своей сути одноразовая. Уже использовавшиеся подушки водители называют «стреляными». Бортовая электроника на такие реагирует своеобразно: загорается лампочка Airbag, и без правки «мозгов» в экстренной ситуации новая подушка не сработает.

На разборках и в магазине также можно взять блок управления подушками безопасности на замену старому. При этом покупайте только тот, что стоял на автомобиле вашей же модели (должны совпадать даже комплектации).

Экскурс по брендам

Проще всего купить оригинальную подушку и отдельные системы пассивной безопасности (датчики, шлейф руля). Есть и скромный выбор аналогов:

• Bosch (Германия) – производит отличные блоки управления;
• Denso (Япония) – аналогично;
• Takata (Япония) – выпускает хорошие подушки безопасности, но в последние годы их продукция показывает себя не с лучшей стороны;
• SWAG (Германия) – отличные изделия немецкого качества;

Более широкий выбор аналогов предлагает фирма JP Group (Дания). Ее продукция привлекательна своей демократичной ценой.

Заметим лишь, что проще и надежнее купить оригинальную запчасть, так как она надежнее и долговечнее. Ассортимент оригиналов охватывает весь модельный ряд иномарок. Само устройство «хранится» не более 10 лет – не забывайте об этом при покупке.

Вывод

Многие водители ставят «обманки», аргументируя это тем, что обычная подушка безопасности одноразовая и требует серьезных капиталовложений. Однако и жизнь нам дает один раз. Так что экономия на своей безопасности, равно как и безопасности пассажиров, сомнительна. Сегодня рынок оригинальных запчастей предлагает сотни вариантов. Вплоть до того, что водитель может найти на разборке отличный Airbag за небольшие деньги – это как раз та экономия, в которой он заинтересован. Вот только определить, срабатывало ли устройство, без компьютерной диагностики невозможно. Отсюда вывод: если вы заботитесь о безопасности, позаботьтесь о дооснащении автомобиля подушками безопасности и не забывайте пристегиваться перед каждым выходом на дорогу.

что это, значение, принцип работы

Подушка безопасности (airbag, аэрбег) — это важный элемент обеспечения безопасности водителя и пассажиров. Она представляет собой эластичную оболочку, которая во время аварии резко наполняется газом. За счет этого она раскрывается, смягчая возможный удар.

Как устроена и работает аэрбег

Система включает следующие элементы:

• датчики удара;

• газогенератор;

• эластичную «подушку».

Газогенератор — самый дорогостоящий и сложный компонент. Он способен за доли секунды надуть подушку, чтобы предотвратить удар тела о детали салона. Пиропатроны, установленные в устройстве, активируют наполнение из нитрата калия и азида натрия. При взаимодействии этих реактивов происходит реакция с выделением азота. Он быстро наполняет подушку, надувая ее.

Датчики удара, установленные в переднем бампере, в салоне и дверях машины, фиксируют момент и силу удара. Сигналы от них поступают на электронный блок управления (ЭБУ). При выполнении условий, учитывающих направление и силу столкновения, устройство подает сигнал на срабатывание пиропатрона. В результате взрыва выделяется азот, наполняющий «аэрбег».

Подушки сделаны из прочной нейлоновой ткани, по своим характеристикам напоминающей парашютную. После раскрытия подушек азот быстро выходит из них через специальные отверстия. На это требуется примерно 0,3 секунды. Это необходимо, чтобы подушки не мешали покинуть салон после аварии.

Система включает несколько аэрбегов, расположенных в разных местах. Их общее количество может превышать 10 штук.

Каждый airbag оснащен отдельным генератором азота, подключенным к блоку управления. Генератор состоит из следующих элементов, помещенных в прочный корпус:

При слабом столкновении взрывается лишь один пиропатрон, обеспечивающий 80% газовыделения. При сильном — воспламеняется второй пиропатрон, что делает airbag более жестким.

Работает это так:

• электрический импульс от ЭБУ поджигает заряд пиропатрона;

• от высокой температуры и давления воспламеняется заряд натриевой кислоты;

• выделяется азот, который проходит через фильтры, очищаясь от твердых частиц;

• из фильтров газ попадает в подушку, раздувая ее.

С момента удара до раскрытия подушки проходит не более 30 миллисекунд.

Система пассивной безопасности состоит из разных типов подушек:

• Фронтальные, крепящиеся в руле и «торпеде» напротив пассажира. Они защищают тело при лобовых ударах.

• Боковые, закрепленные спинках сидений. Они предотвращают травмы брюшной полости, костей таза и грудной клетки при боковых и лобовых авариях.

• Подушки-шторки, установленные на стойках салона в районе потолка. Устройства предотвращают черепно-мозговые травмы при ударе в борт авто.

• Коленные подушки, устанавливаемые под передней панелью.

• Центральная подушка, разделяющая водителя и пассажира.

Последние два варианта встречаются преимущественно на авто премиум-класса.

Условия срабатывания подушек безопасности

Блок управления посылает сигнал на пиропатрон, основываясь на данных о силе и направлении удара. Подушки раскроются, например, если в стоящий на светофоре автомобиль врежется другая машина.

Фронтальные подушки срабатывают лишь при условии, что направление удара смещено не более чем на 30 градусов от оси машины. Боковые срабатывают исключительно при сильных ударах в борт.

Автопроизводители устанавливают ЭБУ с разными алгоритмами срабатывания аэрбегов. На некоторых машинах подушки не сработают, если не застегнут ремень безопасности. Пассажирский airbag может не раскрываться, если в кресле никто не сидит.

Аэрбеги раскрываются с огромной скоростью навстречу водителю или пассажиру. Это может стать причиной дополнительных травм в случае, когда человек не пристегнут. Поэтому алгоритм ЭБУ может не подать сигнал пиропатрону, когда замок ремня безопасности не застегнут. Для предотвращения негативных последствий машины оборудуют пиропатронами для преднатяжения ремней во время столкновения.

Следует учесть, что непристегнутый человек при ударе может немного сместиться, в этом случае подушка выстрелит мимо.

Для того, чтобы ЭБУ подал команду пиропатрону, скорость столкновения должна быть не менее 20 км/час. Это сделано для того, чтобы предотвратить проблемы при незначительных авариях, которые не представляют опасности здоровью.

Если машина оснащена боковыми подушками безопасности, встроенными в сидения, нельзя надевать на них чехлы.

В авто, оборудованном подушками безопасности, встроенными в переднюю панель, пассажир не должен класть на нее ноги. Иначе при срабатывании пиропатрона можно получить тяжелые травмы.

Как проверить наличие и исправность подушек безопасности

Определить наличие подушек безопасности можно визуально: на содержащих их элементах салона наносится надпись «airbag». Чтобы убедиться в том, что пиропатрон не срабатывал раньше, нужно внимательно осмотреть детали салона. Они не должны иметь перекосов, царапин или вмятин. Верный признак срабатывания боковых аэрбегов — следы восстановления обивки сидений.

Проверить наличие и состояние подушки, необходимо снять декоративную накладку и осмотреть ее поверхность. Ткань должна легко и без перекосов разворачиваться.

Машины оснащаются штатными устройствами, сигнализирующими об исправности системы. При выявлении проблем на панели загорается красный индикатор с изображением человека и airbag. В нормальных условиях лампа загорается после включения зажигания и гаснет через несколько секунд. Если лампа не включается, это говорит о наличии проблем в системе. Как минимум — о неисправности самого индикатора.

Подушки безопасности в автомобиле

Что означают буквы “SRS”, которые зачастую можно увидеть на передней панели машины, оборудованной подушками безопасности, вместо надписи “Air bag”?

SRS расшифровывается как “Supplementary Restrain System” – дополнительная удерживающая система. Как правило, помимо самих подушек в нее входят блок управления, ремни безопасности, различные датчики, пиротехнические патроны и т.д. Иными словами – все элементы, которые делают работу надувных подушек максимально эффективной.

Почему в автомобиле, где установлены подушки безопасности, надо вдобавок обязательно пристегиваться ремнями безопасности?

Дело в том, что при ударе “аir bag” раскрывается очень быстро, но все же не мгновенно. В зависимости от быстродействия системы, конструкции машины и других параметров этот процесс занимает до 0,05 с (затем подушка остается надутой 5-10 с). Причем подушка раздувается со скоростью до 300 км/ч. Она и в полностью раскрытом состоянии встречает человека достаточно жестко, а если налететь на нее лицом и грудью в тот момент, когда она “выстреливает”, то вы испытаете нокаутирующий удар. Вместо спасения неизбежны серьезные травмы. Кроме того, при этом седока может отбросить в сторону, не исключено, что головой на среднюю стойку кузова…

Ремень безопасности как раз удерживает тело в первые доли секунды после столкновения, пока подушка надувается.

Допустим, подушка все же успела раскрыться. В этом случае для непристегнутого человека от нее тоже будет мало прока. Ведь при серьезном ударе вы налегаете на ремень с силой в несколько тонн. А представьте себе, что ремня нет – “аir bag” не спасет. Просто не сможет при такой нагрузке защитить тело от контакта с рулем или передней панелью.

Кстати, именно по этой причине в 70-х годах прошлого века, когда появились первые подушки безопасности, многие эксперты сомневались в их эффективности – ведь автомобилисты зачастую ездили непристегнутыми. И лишь после того как требование обязательно пользоваться ремнями было принято в большинстве стран, “air bag” стали применяться повсеместно.

 

В современном автомобиле насчитывается до десяти подушек безопасности, которые в случае аварии образуют вокруг пассажиров подобие надувного кокона.

Говорят, что подушки не всегда раскрываются при аварии. Почему?

Все зависит от настроек системы SRS на каждом конкретном автомобиле. Прежде всего надо помнить, что большинство датчиков столкновений реагирует не на сам удар, а на резкое замедление автомобиля. Если электроника исправна, то нельзя заставить подушки сработать, стукнув, к примеру, по бамперу машины – как нередко показывают в кинофильмах.

Кроме того, блок управления обычно не только принимает сигнал с датчиков, но и оценивает его продолжительность. Поэтому из-за отдельных всплесков замедлений, которые возникают, в частности, при проезде крупных неровностей, подушки не срабатывают.

Кроме того, у многих автомобилей система SRS включается лишь при достижении определенной скорости, как правило, – 10-20 км/ч. Благодаря этому исключается ошибочное срабатывание “аir bag” при незначительных ДТП, когда, например, при парковке одна машина задевает другую. Однако эта особенность в некоторых обстоятельствах оборачивается серьезным недостатком. Ведь если в практически неподвижный автомобиль врежется другой, то подушки не раскроются.

Наконец, немалую роль играет расположение датчиков столкновений. Фронтальные сенсоры чаще всего располагаются на лонжеронах, и их зона действия ограничена секторами в 30о по обе стороны от продольной оси автомобиля. Боковые датчики обычно устанавливаются в районе средней стойки кузова, и сканируемое пространство у них шире (примерно 45о от центральной оси машины). Иными словами, подушки не сработают при ударе сзади, а также при перевороте машины. Поэтому на дорогих моделях помимо обычного набора сенсоров стоят и дополнительные датчики.

Если датчики реагируют на замедление, то нет ли риска, что надувные подушки сработают при экстренном торможении или заносе?

Вероятность этого крайне мала. Для активации “аir bag” величина замедления должна составлять примерно 15 g, то есть 147 м/с2. Достичь такого показателя при заносе или даже экстренной остановке практически невозможно. Для сравнения: максимальное замедление автомобиля при торможении на сухом асфальте обычно не превышает 10 м/с2.

Зачем на некоторых моделях предусмотрено отключение передней пассажирской подушки безопасности?

Это делается на случай, если на переднем сиденье будут перевозить ребенка. При этом детское кресло крепится спинкой вперед по ходу движения. Если не отключить подушку безопасности, то при аварии она может травмировать малыша, прижав его к креслу пассажира.

 

Работа системы SRS зависит от типа ДТП. К примеру, при боковом ударе фронтальные подушки обычно не раскрываются.

Правда ли, что у подушек безопасности есть определенный срок службы?

Как правило, автопроизводители гарантируют исправность системы SRS в течение всего срока эксплуатации автомобиля. Правда, некоторые фирмы рекомендуют раз в десять лет заменять газовые пиропатроны, отвечающие за наполнение “аir bag”.

Тем не менее система управления подушками безопасности, как и любая электроника, может выйти из строя. Поэтому специалисты советуют при первых признаках неисправности (обычно при этом в комбинации приборов загорается сигнальная лампа) не откладывать визит на сервис.

А после аварии, даже если подушки не сработали, их надо непременно проверить и при необходимости заменить поврежденные детали.

 

 

Известны случаи самопроизвольного срабатывания “аir bag”. Может ли в этом случае подушка травмировать водителя?

Наврядли. Объем подушки рассчитан таким образом, чтобы не допустить контакта головы и груди с рулем, когда водителя при аварии по инерции бросает вперед. А при обычном положении человека в кресле раскрывшийся “air bag” до лица не достанет.

Шум при срабатывании пиропатрона также не опасен. По громкости он сравним с новогодней хлопушкой.

Другое дело, что неожиданный “взрыв” в салоне может напугать водителя так, что он потеряет управление. К тому же раскрывшаяся подушка безопасности на несколько секунд перекроет обзор дороги. Так что в подобной ситуации главное – не паниковать и попытаться плавно остановить машину в пределах своей полосы.

На некоторых моделях установлены “двухступенчатые” подушки. Что они собой представляют?

 

Такие “аir bag” встречаются уже на многих современных автомобилях. В отличие от обычных подушек их наполнение зависит от силы удара. В случае серьезной аварии подобные подушки надуваются полностью, а если столкновение произошло на небольшой скорости – раскрываются лишь частично. Тем самым уменьшается риск травмирования пассажиров.

Больше того, блок управления некоторых систем SRS умеет с помощью специальных датчиков определять вес седоков и их положение в кресле. И в зависимости от этого изменять степень заполнения подушек.

 

Автор

Юрий УРЮКОВ

Издание

Клаксон №14-15 2008 год

Фото

фото фирм-производителей

Условия срабатывания подушек безопасности

Срабатывание фронтальных подушек безопасности.

Фронтальные подушки надуваются при условиях, приведенных ниже.

– Прямое лобовое столкновение автомобиля с жесткой недеформируемой стенкой при скорости автомобиля выше 22 км/ч.

– Наезд на бордюр, край тротуара или твердый прочный предмет.

– Жесткое приземление после прыжка или падение автомобиля.

– Косой удар в переднюю часть автомобиля, направленный в пределах 60-градусного сектора.

– Попадание в глубокую яму или столкновение со стенкой ямы.

Условия, при которых фронтальные подушки безопасности могут не срабатывать.

В зависимости от силы и направления удара, который испытывает автомобиль, фронтальные подушки могут не раскрыться, например, в следующих случаях.

– Столкновение с деревом или столбом. Несмотря на сильные повреждения кузова в подобных авариях, продольное замедление автомобиля может не превышать заданной величины, при которой должны срабатывать фронтальные подушки безопасности.

– Косой удар передней частью автомобиля. В этом случае продольное замедление, испытываемое автомобилем, может не превысить заданную величину, при которой должны срабатывать фронтальные подушки без-опасности.

– Столкновение с задней частью автомобиля или с задней противоподкатной защитой грузового автомобиля. Продольное замедление, испытываемое автомобилем при подобных столкновениях, может не превысить заданную величину, при которой должны срабатывать фронтальные подушки безопасности.

Условия, при которых фронтальные подушки безопасности не срабатывают.

Фронтальные подушки безопасности, как правило, не раскрываются в следующих случаях.

– Удар автомобиля сзади.

– Боковой удар автомобиля. Однако, при этом могут срабатывать боковая подушка безопасности и надувная шторка.

– Опрокидывание автомобиля. При этом могут сработать боковые подушки и надувные шторки, но не фронтальные подушки безопасности.

Срабатывание боковых подушек безопасности и надувных шторок.

Если сила бокового удара (справа или слева) превысит заданный уровень, то срабатывают боковая подушка безопасности и надувная шторка, расположенные со стороны бокового удара. Однако, фронтальные подушки безопасности при этом, как правило, не срабатывают.

Условия, при которых боковые подушки безопасности и надувные шторки могут не срабатывать.

В зависимости от силы бокового удара, который испытывает автомобиль, боковые подушки безопасности и надувные шторки могут не раскрыться, например, в следующих случаях.

– Косой удар передней частью автомобиля. В этом случае боковое замедление, испытываемое автомобилем, может не превысить заданную величину, при которой должны срабатывать боковые подушки безопасности и надувные шторки.

– Боковое столкновение с деревом или столбом. Несмотря на сильные повреждения кузова в подобных авариях, боковое замедление автомобиля может не превышать заданной величины, при которой должны срабатывать боковые подушки безопасности и надувные шторки.

– Опрокидывание автомобиля. В этом случае боковые перегрузки, испытываемые автомобилем, могут не превысить заданную величину, при которой должны срабатывать боковые подушки безопасности и надувные шторки.

– Боковое столкновение с двухколесным транспортным средством. При подобных столкновениях боковые перегрузки, испытываемые автомобилем, могут не превысить заданную величину, при которой должны срабатывать боковые подушки безопасности и надувные шторки.

Условия, при которых боковые подушки безопасности и надувные шторки не срабатывают.

Боковые подушки безопасности и надувные шторки, как правило, не раскрываются в следующих случаях.

– Удар автомобиля сзади.

– Лобовой удар автомобиля. Однако, в этом случае могут срабатывать фронтальные подушки безопасности.

Фальсификация срабатывания подушек безопасности — Эксперт Ефимов Андрей Геннадиевич — Статьи

Сегодня стал популярен вид страхового мошенничества, когда в реальном или инсценированном ДТП фальсифицируется срабатывание подушек безопасности автомобиля, с целью увеличения суммы страхового возмещения.

Как известно, подушки безопасности — дорогостоящая деталь транспортного средства, а значит, суммы, при их срабатывании, могут быть значительно выше. Однако существует множество видов столкновений, при которых подушки безопасности не срабатывают. Как же отличить реальный случай от подлога?

Существует несколько типов подобной “инсценировки”. В первом случае, подушка безопасности, вручную, извлекается из корпуса таким образом, чтобы был виден мешок безопасности. Во втором случае, на запалы подушек безопасности, опять же, вручную, подаётся питание, и подушки срабатывают. В третьем случае, владельцем автомобиля могут быть приобретены сработавшие подушки безопасности и, временно, заменены на автомобиле.

Отсутствие достаточных знаний в этой области не позволяет многим экспертам определить факт срабатывания системы пассивной безопасности. Как правило, в своих отказных заключениях они ссылаются на характер удара, при котором не могли сработать подушки безопасности или другие причины, которые погружают обе стороны в такое довольно туманное понятие, как “критерии срабатывания подушек безопасности при различных видах столкновений”.

Это — тернистый путь, потому что критерии срабатывания подушек, а также алгоритмы, которые пишутся инженерами-разработчиками данных систем совсем не прозрачны. Более того, по большей части никаких конкретных формулировок, в каких именно случаях должны или не должны открываться подушки безопасности, автопроизводители в своих технических документах не допускают.

Также часто применяется формулировка, что, мол, потолочная подушка безопасности не может срабатывать при фронтальном столкновении. Это тоже далеко от истины, если имелся факт вращения или наклона автомобиля в одну из сторон, что не редкость и при фронтальных столкновениях.

Гораздо проще выявить факт мошенничества внимательно осмотрев сами подушки безопасности. Сработавшие мешки безопасности разительно отличаются от несработавших. Но ещё более сильно отличаются сработавшие и несработавшие пиропатроны подушек безопасности.

Ремень безопасности также часто может являться индикатором сработки. В момент столкновения преднатяжитель ремня срабатывает, втягивая ремень в бобину, и, в большинстве случаев, так и остаётся затянутым навсегда.

Также, многие современные автомобили оснащаются ремнями с тазовым механизмом натяжителя ремня безопасности, который находится в месте фиксации ремня безопасности к кузову или сиденью автомобиля. Тросовый механизм, при срабатывании, надёжно затягивается, определить такое срабатывание (также как и несрабатывание) достаточно просто визуально.

пиропатрон до срабатывания

пиропатрон после срабатывания

В случае первого типа фальсификации, этого может оказаться достаточно.

Что же делать, если подушки безопасности реально взорваны?

Диагностика автомобиля, с использованием дилерского диагностического оборудования — обязательная процедура при подобном осмотре. Необходимо, чтобы блок управления подушками безопасности содержал необходимую информацию, подтверждающую факт срабатывания системы.

В частности, это ошибки по запалам пиропатронов подушек безопасности, спец-ошибка о столкновении (например, B1650 “Зарегистрировано фронтальное столкновение” (Hyundai/Kia)). Многие системы (например, VAG) пишут в блок количество ударов, полученных автомобилем. Данный параметр легко извлекается диагностическим устройством и может служить подтверждающим факт срабатывания SRS критерием.

Отдельно стоит упомянуть такие параметры, как дата и время возникновения ошибок, которые фиксируются многими автомобилями европейского производства.

Эти параметры могут быть сверены с обстоятельствами ДТП и служить дополнительной информацией для вынесения вердикта. Большинство таких дат невозможно сфальсифицировать, так как время в диагностической сети имеет своё независимое течение, и не связано со временем, которое отображается на панели приборов.

Также стоит упомянуть и о показаниях одометра автомобиля, который часто фигурирует в данных блока SRS. Часто, в ошибке о срабатывании (например, в автомобилях марки Nissan) можно узнать информацию о пробеге автомобиля в момент столкновения.

Конечно, существует ещё множество способов убедиться в истинном срабатывании подушек безопасности. Необходимо постоянно пополнять свои знания о различных  системах автомобиля, чтобы дать обоснованное и грамотное заключение.

Критерии срабатывания подушек безопасности — Эксперт Никонов Владимир Николаевич — Статьи

Это авторский, с замечаниями из российской практики, перевод статьи «Air Bag Deployment Criteria», опубликованной в 2014 году Kenneth Solomon и Jesse Kendall в журнале «The Forensic Examiner®», официальном рецензируемом научном журнале Американского колледжа Института судебных экспертов, который приобрел популярность и признание в качестве ведущего судебно-экспертного журнала в мире.

И так как наши люди в булочную на такси такие журналы не читают, эта статья на «Праворубе» будет полезна как адвокатам по ДТП, так и читающим автоэкспертам. Адвокатам – как информация для допросов в суде нечитающих автоэкспертов с целью разъяснения им их пустых заключений, а читающим автоэкспертам – для того, чтобы не давать заключения на основе шаманского камлания.

Введение

Модули управления подушек безопасности используют сложные алгоритмы для принятия решений о развертывании на основе оценки серьезности аварии, связанной с изменением скорости движения транспортного средства или замедления в течение некоторого времени. Из-за того, что алгоритмы управления являются ноу-хау производителя, их фактические значения порогов скорости, ускорения, или деформации (пути) для развертывания подушки безопасности при столкновении не известны. Значения этих параметров и алгоритмы производители автомобилей не разглашают, ограничиваясь декларативными «сильный удар» или «удар достаточной силы» в руководствах владельцев, а дилеры их просто не знают, при этом разыгрывая перед клиентами спектакли с тестирующими модули управления приборами.

Действительно, столь размытые критерии нетехнического характера создают тупиковые ситуации при предъявлении судебных претензий со стороны владельцев автомобилей, у которых подушки безопасности не сработали в ДТП, или сработали произвольно без видимых причин. Это так же создает благоприятную почву для мошеннических инсценировок ДТП, заключающихся в «перекидке» на практически не деформированный автомобиль панелей со сработавшими подушками безопасности.

Однако величины технических параметров, необходимые для развертывания подушки безопасности, могут быть установлены путем исследования результатов лабораторных краш-тестов автомобилей конкретных производителей.

Задачи статьи

1. Получение информации и понимание работы системы управления подушками безопасности и ее компонентов.
2. Получение информации и понимание, когда должны или не должны сработать подушки безопасности.

Содержание статьи

Статья содержит введение в системы управления подушками безопасности и процессами их срабатывания, краткую историю датчиков удара. Описаны переменные, используемые в алгоритмах развертывания подушек безопасности, приведены сравнительные примеры с использованием нескольких запатентованных систем управления. Показан способ оценки диапазона скорости, замедления или деформации (пути), являющегося порогом для развертывания подушки безопасности.

Процесс развертывания подушек безопасности

Целью подушки безопасности является обеспечение упругой мягкой прокладки между пассажирами и интерьером автомобиля. Для достижения этой цели подушки должны быть полностью наполнены газом в короткий промежуток времени и ранее, чем пассажиры вступят с ними в контакт. Быстрое развертывание подушки потенциально может привести к смертельным травмам людей, если они уже находятся в контакте с подушкой безопасности во время ее раскрытия. Поэтому подушки безопасности должны иметь систему управления, которая может правильно распознавать, что происходит столкновение. При этом распознать достаточно рано, чтобы подушка безопасности успела раскрыться безопасно.

Подушка безопасности раскрывается после того, как электрический сигнал на раскрытие послан детонатору от модуля управления подушкой безопасности. Этот сигнал инициирует химическую реакцию, которая быстро надувает газом воздушный мешок из нейлоновой ткани. Газ содержит частицы пыли из материала, используемого для смазки мешка (как правило, тальк и кукурузный крахмал). После полного развертывания подушки газ выходит через небольшие вентиляционные отверстия. Отверстия имеют размеры и расположены так, чтобы уменьшать объем мешка с разной скоростью, в зависимости от типа транспортного средства.

История датчиков удара

Ранние системы раскрытия подушки безопасности использовали для обнаружения удара механические датчики, которые затем были изъяты из употребления на американском рынке около 1994 года. Такие датчики, как, например, «rolamite», содержали металлические ролики, стабилизированные в положении режима ожидания с помощью пружины или магнита.

При ударе за пределами предназначенного порога пружина или магнит не могли больше удерживать металлическую массу на месте. Масса перемещалась и нажимала на контакт, посылая электрический сигнал на модуль управления подушки безопасности. Системы с механическими датчиками, как правило, неточны в интерпретации небольших столкновений. Движения в механических датчиках может быть недостаточно при лобовых столкновениях, из-за чего срабатывание может происходить с задержкой. Современные датчики удара сейчас основаны на микроэлектромеханических системах (MEMS).

Новые системы распознавания удара

Новые датчики MEMS удара измеряют ускорение акселерометром, который посылает непрерывный поток данных в модуль управления подушки безопасности. Акселерометры, как правило, пьезоэлектрические или переменно емкостные датчики. Наиболее распространенным MEMS акселерометр, который используется сегодня, ADXL-50 производства Analog Devices.

Автору приходилось встречать заключения законченных идио «нечитающих» автоэкспертов, в которых они визуальным осмотром или органолептическим методом устанавливают неисправность датчика удара. Их логика ограничена примитивной цепочкой «был удар – подушки не сработали – значит, не исправен датчик удара». На самом деле процедуры тестирования таких датчиков основаны (на не утвержденных Минюстом, и, значит, на не признаваемых госэкспертами научными) алгоритмах типа Гаусса-Ньютона, требуют наличия специального программного обеспечения и оборудования. Примеры многочисленных тестов можно посмотреть на ютюбе, а при необходимости можно найти на сайте производителя официальный регламент тестирования и калибровки конкретной модели датчика.

https://youtu.be/ycThnu3k_vc

По мере того, как прицеленные к упругим элементам массы движутся относительно корпуса датчика за счет ускорения, специальные пластины, прикрепленные к массам, приближаются к другим неподвижным пластинам. Изменение расстояния между пластинами влияет на емкость датчика, или на способность удерживать электрический заряд. Это изменение емкости легко измеряется, и затем превращается в изменение напряжения. Изменение напряжения напрямую зависит от силы инерции из-за ускорения, а показания интерпретируются модулем управления подушки безопасности как ускорение. Алгоритм модуля управления может определить, является ли развертывание подушки безопасности необходимым, на основе заложенной в него математической модели импульсов ускорения во времени.

Процесс принятия решения

Модуль управления подушки безопасности (ACM) получает непрерывный сигнал от каждого датчика MEMS и записывает данные в течение определенного периода после специфического события. С помощью центрального процессора (CPU) он выполняет алгоритмические вычисления и дает или не дает команду для развертывания подушки безопасности. Алгоритмы определения степени тяжести удара работают путем оценки одного или нескольких кинематических параметров (ускорение, его производных или интегралов), список которых приведен приведены в таблице 1 ниже. Примеры блок-схем алгоритмов принятия решения показаны на следующих рисунках.

Таблица 1.

Блок-схема алгоритма, использующего параметры: изменение скорости, путь и плотность энергии.

Блок-схема алгоритма, использующего параметры: замедление и рывок (толчок).

Блок-схема алгоритма, использующего параметры: ускорение и изменение скорости.

Варианты алгоритмов
Системы распознавания удара сильно различаются между патентами. Большинство систем, запатентованных после 1995 года, используют изменение скорости «дельта-V», ускорение, или рывок, как параметры для включения системы пробуждения и для раскрытия подушек безопасности. Последние системы также включают системы анализа наличия пассажиров и анализа расстояния до пассажира. В подходах, использованных в период между 1995 и 2008 годами несколькими изобретателями, различия весьма существенны. Однако команда для срабатывания подушек безопасности зависит от одного или более из набора основных кинематических параметров, описанных выше.

Когда раскрываются подушки безопасности

В соответствии с позицией Национального управления по безопасности движения департамента транспорта США (закреплено в соответствующем стандарте США, которого придерживаются и ряд широко известных иностранных производителей автомобилей), «подушки безопасности, как правило, предназначены для развертывания при фронтальных и почти фронтальных столкновениях, которые сравнимы с ударом в неподвижный жесткий барьер на скорости примерно от 8 до 14 миль в час». Определенные пороговые значения откалиброваны каждым производителем в соответствии с размером транспортного средства и жесткостью его конструкции. Система управления активируется для различения событий, таких как попадание в выбоину или столкновение с другим автомобилем. Это, как правило, имеет место, когда два последовательных импульса ускорения менее (примерно) -1g для небольших транспортных средств или менее (примерно) -2g для больших автомобилей, происходят в течение 10 миллисекунд. После пробуждения принимается решение либо раскрыть подушки безопасности, либо вернуться в нормальное состояние.

Из-за статуса «ноу-хау» алгоритмы управления и значения кинематических параметров для развертывания подушки безопасности при столкновении не известны. Однако, используя директиву NHTSA для подушек безопасности, в части их разворачивания при фронтальном ударе в барьер при скорости от 8 до 14 миль/ч, диапазон пороговых значений кинематических параметров может быть оценен с помощью известных значений жесткости транспортных средств и их массы.

Оценка пороговых значений

При столкновении величина деформации С  (в дюймах) при заданной скорости удара V (в милях в час) связана с отношением жесткости транспортного средства k  (в фунт/дюйм) и его весом w  (в фунтах) с помощью следующего уравнения:

Время от начала воздействия до момента достижения максимального импульса при ударе:
Заменяя в первом выражении отношение C/V из второго выражения, получаем:
Жесткость автомобиля k может быть определена из результатов краш-тестов с учетом массы автомобиля m, деформации C, и скорости удара V.  Жесткость автомобиля рассчитывается по формуле:

Таблица 2 показывает соответствующий спектр замедлений и деформаций (перемещений) в краш-тестах на фронтальный удар, для автомобилей, на которых имеются подушки безопасности, учитывая расчетное время для максимального импульса удара и для различных автомобилей по жесткости и массе.

Таблица 2

Видно, что нет существенной корреляции между весом автомобиля и его жесткостью. Две машины аналогичного веса могут иметь очень разные значения жесткости, как видно из сравнения 2010 Ford Fusion и 2010 Toyota Prius. Оба транспортных средства имеют примерно одинаковый вес автомобиля, но жесткость переда Toyota Prius значительно больше, чем жесткость Ford Fusion. Так как величина деформации и продолжительность воздействия на Ford Fusion больше, подушке безопасности Ford Fusion нужно будет раскрыться в пределах значения замедления меньших, чем те, которые требуются для Toyota Prius.

Сравнение значений

Условия реальных столкновений часто не совпадают с ударом в жесткий неподвижный барьер, и это надо учитывать при сравнении диапазонов фактических (из краш-тестов) и расчетных значений параметров. Продолжительность воздействия существенно не изменяется со скоростью удара, но в значительной степени зависит от типа столкновения. Подушки безопасности могут не развернуться, если есть жесткий удар, как наезд на столб, где деформируется только одна часть автомобиля. Подушки безопасности иногда не срабатывают, когда воздействие происходит постепенно, в течение длительного периода времени, как, когда автомобиль едет под или над другим объектом. Подушки безопасности могут не развернуться в столкновениях, в которых относительная жесткость столкнувшихся автомобилей сильно отличается. Например, столкновение передней части одного автомобиля и боковой стороны другого автомобиля. Кроме того, столкновения, которые происходят при острых углах, не всегда приводят к развертыванию подушек безопасности, так как значительного замедления в направлении продольных осей автомобилей (в направлении, измеряемом датчиком удара) не происходит.

Пример: подушки безопасности не раскрылись

Примером удара, где было значительное изменение скорости, но фронтальные подушки безопасности не сработали, было ДТП с участием Chevrolet Equinox 2007 года со встречным мотоциклом Harley-Davidson. Модуль управления подушки безопасности в Equinox зафиксировал максимальное изменение скорости 9.27 миль в час. Это значение находится в пределах диапазона от 8.0 до 14.0 миль в час, в котором ожидается развертывание подушек безопасности (как в случае фронтального удара в жесткий неподвижный барьер). Однако максимальное замедление было 3.27g. Это замедление было значительно ниже расчетного значения в диапазоне развертывания от 7.5g до 13.2g, как показано в таблице выше. Таким образом, фронтальные подушки безопасности не должны были сработать.

Пример: подушки безопасности раскрылись

Примером удара, который не привел к существенному изменению в скорости, но подушки безопасности раскрылись, было ДТП с участием Chevrolet Corvette 2007 года, который снес несколько дорожных знаков, деревьев и дорожных столбиков на очень высокой скорости. Автомобиль ударил первый объект на скорости более чем 60 миль в час, и модуль управления подушек безопасности зафиксировал максимальное изменение скорости 4.96 миль в час, что значительно ниже диапазона от 8.0 до 14.0 миль в час, в котором ожидается развертывание подушек безопасности (как в случае фронтального удара в жесткий неподвижный барьер). К счастью для пассажира и водителя, зафиксированное максимальное замедление во время удара было 11.3g, которое находится выше расчетного порогового диапазона от 6.1g до 10.6g из таблицы выше. В результате подушки безопасности раскрылись и спасли жизнь пассажира и водителя.

Заключение

Подушки безопасности должны иметь систему управления, которая может распознавать удары правильно и достаточно рано, и раскрывать подушки безопасности безопасно. Системы развертывания обычно используют электронные датчики, которые постоянно сообщают ускорение автомобиля модулю управления подушками безопасности. Модули используют сложные алгоритмы, чтобы принять решение о раскрытии подушек безопасности на основе одного или более кинематических переменных. Из-за статуса «ноу-хау» алгоритмов развертывания значения скорости, ускорения или деформации, используемые в этих алгоритмах, неизвестны. Вместо этого, диапазоны значений скоростей удара, замедлений или деформаций могут быть рассчитаны на основе данных краш-тестов и затем использованы для экспертной оценки, должны ли были раскрыться подушки безопасности в случае конкретного столкновения.

Ссылки на источники

1. Collision Safety Institute. (2011). Bosch Crash Data Retrieval System – Crash Data Retrieval. Data Analyst Course Manual.
2. Huang, Mathew. (2002). Vehicle Crash Mechanics. CRC Press.
3. US Department of Transportation National Highway Traffic Safety Administration. (2003). What You Need to Know About Air Bags — DOT HS 809 575.

Об авторах

Джесси Кендалл получил степень бакалавра наук в области гражданского строительства в Университете Вермонта в Берлингтоне, штат Вермонт. Он завершил свою инженерную стажировку в Денвере, штат Колорадо, работая в строительных консалтинговых фирмах, прежде чем стать лицензированным профессиональным инженером в шести штатах. С более чем пятнадцатью лет опыта в гражданском строительстве, Джесси Кендалл сейчас живет и работает в Калифорнии в Института анализа риска и безопасности, специализирующимся в области судебной инженерии и реконструкции обстоятельств ДТП.

Доктор Соломон получил степень бакалавра наук, магистра наук и доктора в области машиностроения в Лос-Анджелесе. Доктор Соломон также имеет профессиональные инженерные лицензии. Доктор Соломон проводит исследования в области реконструкции ДТП и биомеханике в течение более 40 лет, имеет более чем 200 научных публикаций в международных изданиях, доклады и презентации. Им и в соавторстве написаны 13 книг. Он работал в качестве старшего научного сотрудника с RAND Corporation, преподавал на факультете в Высшей школе RAND, в Калифорнийском университете, Университете Южной Калифорнии, в Военно-морской аспирантуре, Университете Джорджа Мэйсона и академии шерифов Orange County.

Все стати автора на «Праворубе».

Подушки безопасности

Статья опубликована 24.06.2014 16:42

Последняя правка произведена 19.10.2015 15:15

История создания подушки безопасности (air bag).

Предпосылки.

Первая подушка безопасности была установлена на серийный автомобиль около 25 лет назад. Тогда это было необязательным дополнением, которое принималось за эксклюзив. Сегодня же невозможно представить машину без этого нововведения, пусть и путь от совершенствования и до всеобщего признания был очень тернистым.

По мере развития технологий, автомобилей становилось все больше, а они, в свою очередь, прибавляли в своей мощности и становились быстрее. Количество аварий увеличивалось, все больше люди, попадавшие в них, гибли и получали тяжелые травмы. В США, как в лидирующей автомобильной державе, статистика смертности людей была самой угрожающей. Поэтому, в 1967 году там приняли законодательный акт, который обязывал оборудовать все автомобили в стране «автоматизированной системой защиты пассажиров» уже с 1969 года. Но на тот момент, кроме обычных (неинерционных ремней безопасности) ремней безопасности, конструкторы больше не могли ничего предложить.

организация NTHSA

Вот тогда-то, в 1967 году вспомнили об идее, которую предложили в 1953 году американец Джон Хендрик и немец Вальтер Линдерер. Согласно выданным им патентам устройство представляло собой прикрепленный к рулю «складной развертываемый мешок, который надувался в случае опасности». Реализовывать эту идею взялись многие разработчики, но они столкнулись с множеством проблем. Помимо того, в 1970 году инженеры подверглись серьезному давлению со стороны только что созданного ведомства дорожной безопасности (NTHSA), которое требовало оснастить подушками безопасности все новые автомобили уже с 1973 года. Задача, мягко говоря, была невыполнимая.

Предвидя, что реализация этой директивы затянется надолго, в СМИ и на политической арене была развернута кампания, направленная против данной системы безопасности. В итоге сроки внедрения технологического новшества сначала были продлены до 1976 года, а затем и вовсе отменены как директива. Лишь в 1993 году эта директива была окончательно закреплена, как обязательная к выполнению.

Конструкционные трудности и их решения.

Реализация идеи «развертываемого» мешка потребовала неимоверных усилий. Составляющие современной подушки безопасности: пиропатрон, надувной колокол, набор датчиков и электронного блока управления – все это надо было изобретать с нуля.

Необходимый показатель времени срабатывания – 30-50 миллисекунд достигался только при пиротехническом принципе наполнения подушки безопасности. Поэтому его сразу взяли на вооружение. Но открытым остался вопрос, чем начинять пиропатрон? При выборе наполнителя доходило дело до курьезов, конструкторы пытались применять даже ракетное топливо. Зачастую такие эксперименты приводили к разрушению автомобиля. Помимо того, патрон должен быть компактным, а продукты сгорания не представлять опасности для человека.

подушки безопасности

Раскрытие подушки безопасности сопровождается резким скачком давления в автомобильном салоне и громким хлопком (порядка 140 дБ), это может привести к повреждению барабанных перепонок. Для подтверждения безопасности конструкторы прибегли к старому методу – они поместили в салон клетки с пятнадцатью канарейками. Эти «хрупкие» на акустическое воздействие птички отлично прошли эксперимент и даже сохранили свои певческие способности.

Плотная ткань из которой изготавливалась основная часть подушки (колокол) была слишком толстой, к тому же она пропускала часть газа. Со временем конструкторы пришли к мнению, что оптимальным материалом для этого элемента является тонкий и прочный нейлон (толщина около 0,5 мм) с герметичным покрытием.

Механизма, который просто способен безопасно и быстро раскрывать подушку безопасности, было недостаточно. Необходимо было заставить его вовремя раскрываться и только в критический момент. Самопроизвольное срабатывание подушки на ходу очень опасно для водителя. Также человек должен удариться об уже раскрывшуюся, но еще не начавшую сдуваться подушку. Использование подушки безопасности, которая срабатывает не вовремя, приносит одни неудобства и, в некоторых случаях, даже увечья (ведь скорость раскрывающейся подушки безопасности порядка 300-от км/ч).

Для конструирования такой умной системы потребовалась помощь опытных людей. Концерн Bosh с его огромным опытом в сфере электроники и электрики как раз подходил на эту роль. Система управления совместно с датчиками должна была передать сигнал пиропатрону за несколько миллисекунд, не реагируя на слабые воздействия и сохраняя свою работоспособность независимо от эксплуатационных условий.

На выполнение всех этих условий, компании потребовалось свыше десяти лет работы, более двухсот краш-тестов на серийных автомобилях и около 2500 – на макетах, затратив на это свыше 7 млн. километров испытательных пробегов. Интересен тот факт, что около 600 опытных автомобилей, проходили реальные испытания с сотрудниками компании «мерседес» за рулем. Излишне говорить, что это была весьма рискованная затея.

К декабрю 1980 года, через 13 лет после начала работ, был выпущен первый серийный автомобиль, оснащенный подушкой безопасности. Данная опция была мало кому по карману, но было ясно, что будущее за подушками безопасности.

Эффект от внедрения новой системы безопасности был очевиден. В течение 80х годов количество смертельных исходов и случаев получения тяжелых травм сократилось на 5%, а в 90-х годах, когда использование подушки безопасности стало обязательным требованием, — значительно уменьшилось. Подушки безопасности, показав свою эффективность на деле, стали неотъемлемой частью комплектации большинства автомобилей.

Места размещения подушек безопасности.

Системы «надувной» защиты уже давно размещаются не только фронтально, но и с боку. Ведь среди ДТП нередки случаи, когда пассажиры подвергаются опасности именно от боковых ударов по автомобилю. Свое распространение нашли «эйр-бэги» вмонтированные не только в руль, но и в боковые двери, спинки передних сидений, в стойки крыши и над дверями.

В открытых автомобилях требование к боковым подушкам безопасности особое. Из-за отсутствия жесткой крыши и стоек приходилось монтировать их в верхнюю часть двери и делать более прочными. Зачастую предлагается укомплектовать машину дополнительными «эйр-бэгами» для защиты ступней и коленей, а также предотвращения «подныривания» под ремни безопасности. Отдельные подушки получают и пассажиры, сидящие на задних сидениях.

Безопасность превыше всего!

новейшие разработки Volvo

В борьбе за безопасность технологии надувного мешка вышли за пределы салона автомобиля. Новейшие прототипы обеспечивают безопасность не только пассажирам, но и сбитому пешеходу. Подушки безопасности раскрываются в местах контакта с автомобилем (у кромки капота и перед бампером), защищая от травм голову и ноги сбитого человека.

Количество датчиков и подушек безопасности в автомобиле растет с каждым годом, а сами они прибавляют в своей технологичности. Новейшие датчики, способны различать типы ударов по силе и характеру. Есть даже такие, которые могут распознать ситуацию, когда в стоящий на месте автомобиль врезается другая машина, и это при учете того, что обычно подушки безопасности не срабатывают на скорости менее 20 км/ч.

Скорость срабатывания подушек безопасности стала больше, теперь на полное раскрытие затрачивается не более 20 миллисекунд. Пиропатроны стали безопаснее и экологичнее. Фильтры не пропускают опасные для здоровья газы и твердые частицы. Подушки стали адаптивными, т.е. внутреннее давление и степень раскрытия варьируется в зависимости от силы удара. Благодаря датчикам, установленным в креслах, «эйр-бэги» не срабатывают, если ремни безопасности не пристегнуты или на сиденье попросту никого нет. Первые образцы подушек безопасности поддерживали необходимое давление в куполе около 2-х секунд, сейчас они не спускаются до 10 секунд. Благодаря этому пассажир защищен от повторного столкновения или последующего переворота автомобиля.

В новых «эйр-бэгах» учитываются особенности человеческой физиологии. Раньше, при срабатывании, подушка безопасности могла нанести повреждения на лице оберегаемого человека, теперь появились раздвоенные пассажирские подушки. Основной удар принимают плечи и грудь человека, а воздействие на голову минимальное.

Принцип работы системы подушек безопасности.

Есть вариации подушек безопасности, которые разработаны, как для водителей, так и для остальных пассажиров. Водительская подушка безопасности обычно устанавливается на руле, пассажирские – на приборной конструкции и на спинках сидений.

Подушки, расположенные спереди, служат для защиты водителя и пассажира от травмирования жесткими предметами (салон, автомобильный кузов и др.) и осколками стекол при фронтальных столкновениях.

Срабатывание подушек безопасности происходит при непосредственном ударе. В зависимости от направления удара активируются только определенные подушки безопасности. Датчики удара передают сигнал в блок управления в том случае, если сила удара превышает опасный порог. Блок управления, обработав полученные данные со всех датчиков, определяет необходимость и время срабатывания подушек безопасности и других составляющих пассивной системы безопасности.

В зависимости от обстановки возможно срабатывание только натяжителей ремней безопасности или совместное, с подушками безопасности. Блок управления подает электрический сигнал для включения газогенераторов соответствующих подушек безопасности. Подушка безопасности разрывается и сдувается только после прикосновения с человеком.

Подушки безопасности не подлежат дальнейшему использованию после срабатывания, поскольку они являются одноразовым компонентом автомобиля.

Дополнительные условия срабатывания фронтальных подушек безопасности:

• Падение автомобиля;
• Наезд на твердый прочный предмет;
• Жесткое приземление после прыжка;

Важно знать, что фронтальные подушки безопасности не срабатывают при ударе машины сзади, боковом ударе и опрокидывании автомобиля.

Новейшие разработки в сфере безопасности.

Мотоциклетная подушка безопасности.

подушка безопасности водителя Honda GoldWing

Компанией Honda была обнародована первая в мире система подушек безопасности для мотоцикла (Motorcycle Airbag System).

Сама воздушная камера вмонтирована по центру руля. Подушка срабатывает, когда все четыре «краш датчика» обнаруживают серьезное лобовое столкновение. Надутый буфер не дает мотоциклисту вылететь вперед.

Первый байк, на котором установлены подушки безопасности, был «Gold Wing» – самый тяжелый и большой мотоцикл Honda. Цены на такой мотоцикл начинаются с 18 тысяч долларов.

Оснастить такими подушками безопасности все модели мотоциклов невозможно по техническим причинам. Поскольку подушка поглощает кинетическую энергию летящего вперед мотоциклиста, то сам байк должен быть достаточно тяжелым, чтобы не перевернуться и не перекинуть владельца мимо развернутой камеры.

Помимо этого, для раскрытия «Air bag’а» необходимо достаточно места, следовательно, такую систему невозможно установить на спортивном мотоцикле, гонщик которого во время езды прижимается к байку.

«Умные» подушки безопасности.

сработавшая подушка безопасности Volkswagen

Современные подушки безопасности отличаются своей исключительной технологичностью. В седанах 2006-го модельного года, подушки оснащены сенсорными датчиками, благодаря которым они способны регулировать объем своего развертывания для предотвращения тяжких травм в зависимости от позы и веса пассажира. Таким образом, подушки оснащены двумя степенями развертывания, ограниченной и максимальной, которые выбираются автоматикой в зависимости от веса пассажира и натяжения ремня безопасности.

Несомненно, за многие годы работы, конструкторы и инженеры разработали высокотехнологичную систему безопасности, но несмотря на большие достижения в этой сфере, нельзя сказать, что они находятся на пике развития. Много чего можно улучшить и модернизировать, уйма нереализованных идей. Допустим, хорошо было бы, если подушки срабатывали не во время аварии, а за мгновения до нее.

Каких бы заоблачных высот не достигли эти «надувные» технологии, следует помнить, что результат их работы во многом зависит от того, был ли, пристегнут человек обычным ремнем безопасности.