Какой газ заполняет подушку безопасности: Газ для подушек безопасности — что защищает человека во время аварии

Содержание

Газ для подушек безопасности — что защищает человека во время аварии

Производители дорожных автомобилей уделяют особое внимание вопросу защиты водителя и пассажиров в аварийных ситуациях, придерживаясь определенных технических критериев. В частности, газ для подушек безопасности (англ. — Airbag) должен практически мгновенно наполнять мешок, чтобы человек не успел получить серьезных травм при боковом или лобовом ударе. Именно о том, как устроена данная система и какой газовый компонент используется для ее функционирования, пойдет речь ниже.

 

История возникновения Airbag

Первой областью, где начала применяться подобная защита, считается авиация. В 40-х годах прошлого столетия авиа-инженеры решили внедрить инновационную по тем временам систему безопасности. В автомобильной промышленности такое изобретение стало активно внедряться только спустя три десятка лет. При этом первые попытки создать действительно эффективное и надежное средство защиты человека при аварии имели неутешительные результаты.

 

На начальном этапе развития Airbag в качестве газа для подушек безопасности применялся атмосферный воздух. Основная идея заключалась в том, чтобы накачать мешок за 20-30 мс, с чем ни один промышленный компрессор так и не смог справиться. После неудачных попыток добиться приемлемого результата было принято решение отказаться от идеи компрессорного нагнетания и воспользоваться энергией, которая возникает при сгорании топлива.

 

Наиболее эффективным методом оказалось сжигание ракетного топлива. В результате выделялось столько энергии, что ее вполне хватало не только на мгновенное наполнение мешка, но и на взрыв автомобиля. Поэтому впоследствии в качестве источника энергии стали применяться специальные патроны (таблетки), которые выделяли достаточное количества газа при сгорании, однако были гораздо безопаснее ракетного топлива.

 

устройство генератора

 

Какой газ для подушек безопасности используется сегодня

В современных условиях для наполнения Airbag применяется азот, который вырабатывается при сгорании таблетки натриевой кислоты или азида натрия (NaN3). Алгоритм работы системы выглядит так:

  1. При сильном ударе в автомобиле срабатывают датчики, сигнал от которых поступает в газогенератор.
  2. Газогенератор начинает вырабатывать тепло и высокое давление, в результате чего патроны сгорают, вырабатывая газ.
  3. Поскольку азота в общем объеме только 45% (остальное — это оксид и диоксид углерода, водяные пары и твердые частицы), на выходе газогенератора устанавливаются фильтры, которые не пропускают вредные для человеческого организма компоненты.
  4. Наполнение подушки осуществляется за 20-50 мс. При этом давление сохраняется не более 1 с, после чего сквозь технологические отверстия азот распространяется в автомобильном салоне.

 

процесс наполнения

 

Для человека азот является абсолютно безопасным веществом. Однако стоит отметить, что в случае высокой концентрации и давления он может вызывать легкое «опьянение». Больше об этом эффекте читайте здесь.

Количество подушек безопасности в салоне может быть разным. В наиболее защищенных транспортных средствах такие элементы располагаются не только на руле и лицевой панели, но и по всему внутреннему периметру автомобиля. Таким образом, во время серьезной аварии пассажиры оказываются внутри своеобразной капсулы, которая призвана смягчить прямые и боковые удары.

 

 

Существует ли альтернатива NaN3?

Помимо азида натрия в качестве топлива для генерации газа некоторые производители автомобилей применяют нитроцеллюлозу, которая при сгорании не выделяет вредных веществ, поэтому не требует дополнительной установки фильтра. Кроме того, при одинаковой массе таблетки нитроцеллюлоза вырабатывает больше полезного газообразного вещества, чем натриевая кислота, что позволяет повысить мощность газогенератора. Вместе с тем, это вещество является взрывоопасным, поэтому, несмотря на очевидные преимущества, не получило широкое распространение при производстве Airbag.

 

Таким образом, среди веществ, выделяющих N, у азида натрия на текущий момент нет полноценной альтернативы. А готовые технические газы не применяются поскольку, во-первых, это не безопасно, во-вторых, они требуют дополнительное место для размещения баллона.

 

В качестве заключения обратим ваше внимание, что подушки безопасности смогут защитить вас только в случае, если соблюдены все необходимые нормы и требования по их установке, замене, производству и использованию. Впрочем, во всех отраслях деятельности необходимо соблюдение установленных правил.

 

Так, компания «Промтехгаз» с удовольствием профессионально проконсультирует вас по любому вопросу относительно технических газов и газового оборудования, применяемого в промышленной сфере и быту – пишите вопросы в комментариях. А если вам нужно  приобрести азот, бытовые, сварочные или пищевые газовые смеси, то ждем вас на нашем сайте – там можно найти полную техническую информацию о поставляемой продукции и быть уверенным в полном соблюдении всех необходимых нормативов и правил.

Какой газ заполняет подушку безопасности. Как работает подушка безопасности в машине? Оценка пороговых значений

На протяжении многих лет надёжный ремень безопасности оставался единственной формой пассивной безопасности в наших автомобилях. Были дебаты по поводу их безопасности, особенно в отношении детей, но с течением времени бóльшая часть всех стран приняла обязательным условием выезда на дорогу пристёгнутые ремни безопасности. Статистика показывает, что использование ремней безопасности спасло тысячи жизней, которые могли быть потеряны в случае столкновения.

Но также как и ремни безопасности, концепция подушек безопасности — мягкая опора, чтобы облегчить для человека последствия аварии — была мыслью инженеров в течение многих лет. Первый патент на надувную аварийную подушку безопасности для самолетов был подан во ещё время Второй мировой войны. А в 1980 году первая коммерческая подушка безопасности появились и в автомобилях.

На сегодняшний день подавляющее большинство не самых бюджетных легковых автомобилей снабжены подушками безопасности как минимум для водителя и переднего пассажира. Статистика показывает, что подушки безопасности снижают риск смерти при прямом лобовом столкновении примерно на 30 процентов. Всё чаще боковыми подушками оборудуются сиденья и/или двери. Сегодня некоторые автомобили выходят далеко за рамки имеющегося стандарта двойных подушек безопасности, располагая шестью или даже восемью подушками безопасности для водителя и всех пассажиров. Но они всё ещё остаются предметом серьёзных споров и исследований правительства и промышленности.

В этой статье мы узнаем о науке в закромах этих устройств, о том, как подушка безопасности работает, когда срабатывает, каковы её проблемы, и насколько технология продвинулась на сегодняшний день.

Законы движения

Прежде чем рассмотреть специфику, давайте рассмотрим наши знания о законах движения. Во-первых, мы знаем, что движущиеся объекты имеют импульс (произведение массы на скорость объекта). Если некоторая сила воздействует на объект и затем перестаёт воздействовать, то объект всё равно будет продолжать двигаться, лишь снижая свою скорость — это называют инерцией. Автомобиль состоит из нескольких объектов, в том числе самого транспортного средства, незакреплённых предметов в машине и, конечно же, водителя и пассажиров. Если эти объекты не прикреплены к кузову авто, то они будут продолжать движение на любой скорости, на которой движется автомобиль, даже если автомобиль остановлен столкновением.

Остановка импульса объекта требует силы, действующей в течение короткого периода времени. При ДТП усилие, необходимое, чтобы остановить объект, очень большое, потому что импульс автомобиля изменился мгновенно, а пассажиров — нет, и тут не так много времени для работы. Цель любой дополнительной удерживающей системы — помочь остановить пассажира, при этом, причинив максимально незначительный ущерб ему или ей, как это возможно.

Подушка призвана замедлить скорость пассажира до нуля практически без его повреждений. При этом, рамки, в которых она должна работать, огромны. Подушка безопасности при своей работе занимает всё пространство между пассажиром и рулевым колесом или приборной панели за доли секунды.

Цель подушки безопасности — замедлить движение вперёд пассажира как можно более равномерно за доли секунды. Подушка состоит из трёх частей, каждая из которых помогает совершить этот подвиг:

  • Сумка сама по себе состоит из тонкой нейлоновой ткани, которая складывается в рулевом колесе или приборной панели, или, если речь о боковой подушке — в двери.
  • Датчик представляет собой устройство, сообщающее сумке, когда необходимо раздуться. Раздув происходит при столкновении при силе, равной как минимум столкновению с кирпичной стеной на скорости 16-24 км в час. Механический переключатель поворачивается, закрывая электрический контакт. Датчики, между тем, получают информацию от акселерометра, встроенного в микрочип.
  • Система надува служит для быстрого закачивания в подушку газа за счёт реакции азида натрия (NaN3) с нитратом калия (KNO3) для получения газообразного азота. Взрыв азота раздувает подушки безопасности практически мгновенно.

Ранние попытки адаптировать подушку безопасности для использования в автомобилях столкнулись с непомерно высокими ценами и техническими препятствиями, связанными с хранением и выпуском сжатого газа. Исследователи задавались вопросами:

  • Откуда взять необходимое достаточное место в машине для газового баллона?
  • Если газ будет оставаться долго в своём спокойном состоянии под высоким давлением, то это ведь довольно опасно?
  • Как сумку можно было бы расширить быстро и надёжно на различных рабочих температурах и без оглушительного взрыва?

Все вопросы учёных отпали, когда на помощь пришло твёрдое топливо в 1970 году. Твёрдое топливо горит очень быстро, создавая большой объём газа и издаёт при этом меньше шума.

Кроме прочего, воздушная подушка смазывается порошкообразными веществами регулярно — часто кукурузным крахмалом или тальком, которые позволяют держать сумки гибкими и смазывать их, пока они находятся «в хранении».

В мире ежегодно порядка 1,2 миллиона человек погибают в автокатастрофах. Европы по количеству смертельных ДТП… Не в последнюю очередь влияют на исход происшествия технические свойства автомобиля, его «фарш». Поэтому и производители, и автолюбители озадачены поиском . Как свидетельствуют испытания, подушка безопасности водителя существенно снижает риск его гибели. Только представьте, машины столкнулись лоб в лоб и в такой ситуации шофёр получает шансов выжить на 20–25% больше. О том, как именно могут защитить человека автомобильные подушки, и какие из них наиболее эффективны — поговорим в нашей статье.

Идея «в мешке»

Как это работает?

Какой же принцип работы подушек безопасности? Состоит этот механизм из нескольких частей. Первое — сама подушка. Как правило, она выполнена из нейлона с силиконовым или . Объём водительской подушки достигает 80 литров, а пассажирских — до 130.

Видео о том, как работают подушки безопасности:

Второе — датчики удара и инертные датчики, расположенные спереди и на боках кузова. Третье — бокс с газом или пиротехнический патрон. В «коробочке» находится специальная «взрывная» смесь. Четвёртое — электронный процессор.

Жизнь в секундах

Так вот, все эти составляющие нужны, чтобы молниеносно среагировать и «открыть парашют».

Принцип таков: в момент удара срабатывает как минимум один . Он реагирует на давление или на неоправданную прибавку скорости. По цепочке датчик посылает соответствующий сигнал на микроплату. Процессор срабатывает и даёт команду о раскрытии пиротехническому патрону. В этот момент происходит мини взрыв, всплеск азота и подушка, наполняясь газом, выскакивает внутрь салона.

Подушка при раскрытии закрывает собой водителя и так смягчает удар. Также она с большой долей вероятности не даст человеку вылететь через .

Всё это происходит молниеносно, занимает какие-то доли секунды (в среднем порядка 0,25 секунды).

Плюс и минус

Но на этом работа подушки не заканчивается. Зафиксировав пассажиров, она автоматически сдувается. Таким образом, «мешок» не станет преградой и никого не зажмёт, мешая выбраться из машины.

Хотя есть здесь и недостаток: эффект подушки одноразовый. И если в момент аварии происходит, например, парное поэтапное столкновение, то сработает «мешок» только при первом «бахе».

«Надувной» ассортимент

Есть и разные виды подушек безопасности. Одни созданы, чтобы защитить водителя. Другие — . Есть «мешки» для салона и те, что крепятся снаружи авто, чтобы смягчить последствия для пешеходов. Отдельно разработаны и устройства для владельцев мототранспорта, чтобы при «встрече» лоб в лоб не дать наезднику вылететь вперёд.

Подушки в салоне могут быть боковыми и фронтальными.

На фронте…

Чаще всего сейчас применяют как раз фронтальные устройства, создающие блок между людьми, сидящими спереди, и передней частью машины.

Эти подушки вмонтированы и в панель напротив пассажирского кресла.

Учитывайте, что если пассажирское место в вашей машине обеспечено фронтальной подушкой, то пассажир должен быть предельно внимателен. Главное правило: не держите ничего крупного (даже сумку) и не прижимайте коленями панель. Иначе при раскрытии можно получить серьёзные травмы…

… и сбоку

Но появляется возможность установки «воздушных мешков» в спинках и в дверях сбоку. Это и есть горизонтальная защита, которая пока чаще всего есть только в дорогих моделях.

Такие механизмы срабатывают от мощного толчка в бок кузова. Подобные подушки называют «занавесками» из-за того, что, вскрываясь, они располагаются в окнах. Такое положение позволяет защитить головы и шеи пассажиров.

Разумная защита

Процесс не стоит на месте и уже идёт разработка «мешков» нового поколения. Например, некоторые варианты настолько самостоятельны и разумны, что способны принимать решения об ограничении объёма при открытии. Такой себе само-стоп-контроль. Это возможность индивидуально подобрать параметры «вздутия» в зависимости от физиологических особенностей пассажиров и положения их ремней безопасности. Таким образом, можно избежать многих травм. Чтобы устройство могло проводить подобный анализ, предусмотрен специальный сенсорный механизм.

Безопасная безопасность

Несмотря на все ноу-хау, чтобы «воздушные мешки» сработали правильно, должны постараться не только механизмы, но и люди. Мы уже говорили о ремне безопасности. Так вот ещё раз — это не обсуждается, он должен быть пристёгнут!

Видео о том, как изготавливаются подушки безопасности:

Также внутри салона желательно принимать прямые, ровные позы. Вариант ехать полулёжа не подходит.

Также не закрывайте и не заклеивайте «красивостями» отверстия для вылета подушек. Особенно обратите внимание на устройство в руле — держите руки сбоку, а не поверх рулевого колеса.

Отдельный пункт — . Малыши должны ехать пристёгнутыми в специальных детских «перевозках», которые крепятся на заднем диване машины.

Будьте внимательны и не допустите, чтобы технологии, изобретённые для безопасности человека, привели к противоположному эффекту. Ни на минуту не забывайте, что в вашем автомобиле есть «надувные» подушки и пусть это будет поводом ездить ещё более аккуратно, а не «бросаться в скорость с головой».

Подушка безопасности не является гарантией того, что при серьезной аварии вы останетесь живи, но риск отправится на тот свет или получить серьезные травмы — значительно снижается.

К сожалению, покупая подержанный автомобиль, вы не сможете самостоятельно проверить исправность подушек безопасности. Вполне возможно, что там их вообще нет, а вместо них уже давно стоят муляжи. И узнаете вы об этом только, когда в кого-нибудь вьедете, ну или кто-нибудь вьедет в вас.

А теперь перейдем к нашему основному вопросу «Как действует подушка безопасности?»

Подушки безопасности срабатывают только при достаточно сильном ударе. На удар реагируют датчики, которые располагаются в передней и боковых частях вашего авто. Сам датчик — это электронный блок, который состоит из стеклянной трубочки с зауженным по центру отверстием. Внутри трубки находится шарик с ртутью, который при сильном ударе пролетает через отверстие и приводит датчик в действие, который в свою очередь посылает электрический импульс на пиропатрон.

Далее от взрыва пиропатрона следует срабатывание преднатежителей ремней безопасности, ремень натягивается и прижимает ваше тело к сидению, блокирует его в более безопасном положении, затем, тоже от взрыва пиропатрона раскрываются и сами подушки безопасности, при этом раздается громкий хлопок и появляется небольшое облачко безвредного порошкообразного осадка. Это все происходит последовательно, но при этом очень быстро, за доли секунды.

А теперь вкратце, для того чтобы было все более ясно: Вы врезаетесь, от удара срабатывает датчик, ремни натягиваются и затем раскрываются подушки.

Думаю, что с подушками все ясно, теперь поговорим подробнее по поводу ремня. Дело в том, что подушка безопасности и преднатежители ремня — это один комплект и работают они вместе. Если вы не будете пристегнуты ремнем, то подушки могут и не раскрыться! А если и раскроются, то обязательно поломают вам нос, выбьют челюсть и оставят несколько синяков. Многим, ударом подушки даже сворачивает шею, так что если ваша шея далеко от бычьей, будет полезно ее немного . Это вам пригодится не только при дорожных авариях.

Ремнем безопасности нужно пристегиваться обязательно, только тогда система безопасности максимально сможет вас уберечь от травм. Так же не стоит забывать, что как и любой другой товар, подушки безопасности имеют свой срок годности. Со временем пороховой заряд, который находится в пиропатроне может испортится, контакты окислится. Поэтому время от времени необходимо проводить диагностику в автосервисе. Ну и разумеется замену подушек должен производить только мастер, профессионально этим занимающийся.

Количество подушек безопасности зависит от марки и года выпуска вашего авто. Современная система безопасности включает в себя до 16 подушек и продуманное расположение датчиков. Подушка безопасности Airbag устанавливается на руль — для водителя, и на панель приборов — для пассажира. Также устанавливают подушки на спинках сидений и на дверях. Если подушка установлена в сидении, то следует так, чтобы они не помешали ее раскрытии, либо вообще стараться их не одевать. Подушки срабатывают в зависимости от того на какую часть автомобиля пришелся удар. Если удар лобовой, то сработают только передние подушки, если удар пришелся с боку, то соответственно боковые. Подушки раскрываются только от удара, от экстренного торможения, как ходят слухи, исправные подушки сработать не могут!

Интересный факт, многие, кто сталкивался лицом к лицу с подушкой безопасности, говорят что очень хорошо успевают рассмотреть момент ее раскрытия, как в замедленной съемке, не смотря на то, что все это происходит за доли секунды:)

Да, кстати вы когда нибудь задумывались, что будет если человека посадить на подушку безопасности и активировать ее? Если нет, то обязательно посмотрите )

Производители дорожных автомобилей уделяют особое внимание вопросу защиты водителя и пассажиров в аварийных ситуациях, придерживаясь определенных технических критериев. В частности, газ для подушек безопасности (англ. — Airbag) должен практически мгновенно наполнять мешок, чтобы человек не успел получить серьезных травм при боковом или лобовом ударе. Именно о том, как устроена данная система и какой газовый компонент используется для ее функционирования, пойдет речь ниже.

История возникновения Airbag

Первой областью, где начала применяться подобная защита, считается авиация. В 40-х годах прошлого столетия авиа-инженеры решили внедрить инновационную по тем временам систему безопасности. В автомобильной промышленности такое изобретение стало активно внедряться только спустя три десятка лет. При этом первые попытки создать действительно эффективное и надежное средство защиты человека при аварии имели неутешительные результаты.

На начальном этапе развития Airbag в качестве газа для подушек безопасности применялся атмосферный воздух. Основная идея заключалась в том, чтобы накачать мешок за 20-30 мс, с чем ни один промышленный компрессор так и не смог справиться. После неудачных попыток добиться приемлемого результата было принято решение отказаться от идеи компрессорного нагнетания и воспользоваться энергией, которая возникает при сгорании топлива.

Наиболее эффективным методом оказалось сжигание ракетного топлива. В результате выделялось столько энергии, что ее вполне хватало не только на мгновенное наполнение мешка, но и на взрыв автомобиля. Поэтому впоследствии в качестве источника энергии стали применяться специальные патроны (таблетки), которые выделяли достаточное количества газа при сгорании, однако были гораздо безопаснее ракетного топлива.

устройство генератора

Какой газ для подушек безопасности используется сегодня

В современных условиях для наполнения Airbag применяется азот, который вырабатывается при сгорании таблетки натриевой кислоты или азида натрия (NaN3). Алгоритм работы системы выглядит так:

  1. При сильном ударе в автомобиле срабатывают датчики, сигнал от которых поступает в газогенератор.
  2. Газогенератор начинает вырабатывать тепло и высокое давление, в результате чего патроны сгорают, вырабатывая газ.
  3. Поскольку азота в общем объеме только 45% (остальное — это оксид и диоксид углерода, водяные пары и твердые частицы), на выходе газогенератора устанавливаются фильтры, которые не пропускают вредные для человеческого организма компоненты.
  4. Наполнение подушки осуществляется за 20-50 мс. При этом давление сохраняется не более 1 с, после чего сквозь технологические отверстия азот распространяется в автомобильном салоне.

процесс наполнения

Для человека азот является абсолютно безопасным веществом. Однако стоит отметить, что в случае высокой концентрации и давления он может вызывать легкое «опьянение». Больше об этом эффекте читайте .

Количество подушек безопасности в салоне может быть разным. В наиболее защищенных транспортных средствах такие элементы располагаются не только на руле и лицевой панели, но и по всему внутреннему периметру автомобиля. Таким образом, во время серьезной аварии пассажиры оказываются внутри своеобразной капсулы, которая призвана смягчить прямые и боковые удары.

Существует ли альтернатива NaN3?

Помимо азида натрия в качестве топлива для генерации газа некоторые производители автомобилей применяют нитроцеллюлозу, которая при сгорании не выделяет вредных веществ, поэтому не требует дополнительной установки фильтра. Кроме того, при одинаковой массе таблетки нитроцеллюлоза вырабатывает больше полезного газообразного вещества, чем натриевая кислота, что позволяет повысить мощность газогенератора. Вместе с тем, это вещество является взрывоопасным, поэтому, несмотря на очевидные преимущества, не получило широкое распространение при производстве Airbag.

Таким образом, среди веществ, выделяющих N, у азида натрия на текущий момент нет полноценной альтернативы. А готовые технические газы не применяются поскольку, во-первых, это не безопасно, во-вторых, они требуют дополнительное место для размещения баллона.

В качестве заключения обратим ваше внимание, что подушки безопасности смогут защитить вас только в случае, если соблюдены все необходимые нормы и требования по их установке, замене, производству и использованию. Впрочем, во всех отраслях деятельности необходимо соблюдение установленных правил.

Так, компания «Промтехгаз» с удовольствием профессионально проконсультирует вас по любому вопросу относительно технических газов и газового оборудования, применяемого в промышленной сфере и быту – пишите вопросы в комментариях. А если вам нужно приобрести азот , бытовые, сварочные или пищевые газовые смеси , то ждем вас на нашем сайте – там можно найти полную техническую информацию о поставляемой продукции и быть уверенным в полном соблюдении всех необходимых нормативов и правил.

Подушка безопасности служит для замедления движения пассажира вперед, при столкновении за считанные секунды. Она сделана из нейлоновой ткани, и уложена в приборную доску, руль, сиденье или дверь. Там установлен датчик устройства, который и сообщает подушке, когда необходим ее надув. О том, каким газом заполняется подушка безопасности, принцип ее действия, а также меры предосторожности при использовании воздушных подушек, расскажет данная публикация.

Надув начинается при силе столкновения, равносильной столкновению со стеной на скорости 16-24 км/ч. При столкновении происходит массовый сдвиг, который закрывает электрический контакт, после этого срабатывает механический переключатель. Это и сообщает датчикам об аварии.

Система наддува подушки смешивает нитрат калия и азид натрия. В итоге выделяется газ, который взрывом надувает подушку безопасности .

Система наддува схожа с ракетным ускорителем. Она поджигает твердое топливо, которое быстро горит, создает большие объемы газа, и они раздувают подушку. Подушка вырывается из своего места в мгновение ока, со скоростью 322 км/ч. После этого газ рассеивается через маленькие отверстия в камере, сдувая подушку, чтобы можно было двигаться.

Весь процесс занимает 1/25 секунды, но дополнительное время обязательно для предотвращения серьезных травм. Порошкообразное вещество, которое высвобождается из подушки — это тальк или кукурузный крахмал. Оно используется, чтобы подушка была гибкой, и для смазки, когда подушка лежит в своем хранилище.

Главные меры предосторожности, которые связаны с подушками безопасности.

С первого использования подушек безопасности предупреждали, что подушки должны использоваться вместе с ремнями безопасности. Ремни безопасности были необходимы, потому что подушки безопасности работали лишь в случае фронтального совпадения. При боковой аварии или заносе помогут только ремни безопасности. Хотя в настоящее время распространены боковые подушки безопасности, их значительно эффективнее использовать вместе с ремнями безопасности.

Сила подушки может повредить тому, кто окажется близко от нее. Самыми опасными считаются 5-8 см наддува подушки. Располагаться надо на 25 см от подушки. Если расстояние от центра руля до груди меньше 25 см, надо настроить водительское место. Опустите немного спинку сиденья. Подвинуть водительское сиденье назад, так, чтобы вам было удобно доставать до педалей. Также надо убедиться, что подушка «нацелена» на грудь, а не на шею или голову.

Для детей правила эксплуатации воздушных подушек отличаются.

Если ребенок не пристегнут ремнем безопасности, или сидит близко к подушке безопасности, подушка может ранить, или убить ребенка.

Условия, необходимые для безопасности ребенка:

  • Детям до 12 лет нужно ездить в специальных детских сиденьях, которые соответствуют возрасту ребенка.
  • Младенцы до 1 года, находящиеся в детском кресле, не должны ездить на переднем сиденье автомобиля, где на пассажирской стороне находится подушка безопасности.
  • Ребенок старше 1 года, который вынужден ехать на переднем сиденье, должен сидеть в детском кресле, которое установлено по ходу движения, или на подушке-бустере, либо с использованием плечевого, или коленного ремня. Сиденье надо откинуть насколько это возможно.

Чем наполняют подушки безопасности airbag в автомобилях

Система безопасности каждого автомобиля устроена таким образом, что воздушные подушки airbag в обычное время совершенно незаметны. Спрятанные внутри обшивки сидений или под специальные крышки с маркировкой «SRS» или «Airbag», они находятся в спящем режиме, а в нужный момент за доли секунды наполняются газом, чтобы принять на себя удар от столкновения, уберегая вас от травм.

Очень хорошо, если вам в своей жизни никогда не придётся побывать в аварии и «познакомиться» с подушкой безопасности, увидев её в работе. Но неужели вам никогда не было интересно – из чего состоит подушка безопасности, как и чем она наполняется в случае ДТП? Чтобы узнать об этом, вам совершенно не нужно разбирать airbag в своём автомобиле – достаточно просто прочитать эту статью.

Из чего состоит подушка безопасности airbag

Датчики, фиксирующие и оценивающие силу удара, и блок управления, подающий команду к срабатыванию подушки безопасности, находятся в разных местах. А сама airbag состоит всего из 2-х деталей, и поэтому в режиме ожидания занимает очень мало места:

  • Оболочка. Тончайшая сверхпрочная нейлоновая ткань, изготовленная по аналогу парашютной, и сложенная по тому же принципу. Оболочка подушки безопасности, благодаря надёжности ткани и оптимальному сложению, наполняется мгновенно, и выдерживает сильнейшие кратковременные нагрузки. Для большей прочности нейлон пропитан силиконом, а чтобы ткань airbag не слипалась и не слёживалась, её пересыпают тальком. В нейлоне обязательно делаются миниатюрные клапаны, через которые примерно через 1 сек. после надувания начинает понемногу выходить газ, чтобы люди, находящиеся в автомобиле, не оказались заблокированы объёмной воздушной подушкой, и могли двигаться.
     
  • Газогенератор. Это устройство состоит из камер, в которых находится твёрдое топливо, 1-го или 2-х пиропатронов, и фильтров. Когда в пиропатрон поступает сигнал тревоги от блока управления, он взрывается, воспламеняет заряд, и сгорающее топливо выделяет газ, который и наполняет подушку безопасности airbag. В новейших автомобилях газогенератор airbag обеспечивает двухэтапное наполнение: первый пиропатрон надувает её на 80%, а второй подключается только в том случае, если сила удара требует дополнительной жёсткой фиксации.

Какой газ заполняет подушки безопасности

Газ для наполнения подушек безопасности должен отвечать таким требованиям:

  • Очень быстро вырабатываться;
  • Быть безопасным для здоровья;
  • Не взрываться и не загораться.

Такой газ нашёлся не сразу, и учёным пришлось перебрать несколько вариантов, пока они не подобрали самый оптимальный:

  • Самые первые airbag пытались надувать обычным сжатым воздухом, нагнетаемым с помощью компрессоров. Но установленные в автомобиль устройства не справлялись с задачей в достаточно короткий срок, и от этой идеи пришлось отказаться в пользу генераторов газа.
  • Так как принцип действия надувания воздушных подушек airbag с помощью газогенератора напоминает запуск космической ракеты, для него сначала хотели использовать ракетное топливо. Но оно оказалось слишком опасным, и автомобиль мог взорваться.
  • Некоторое время газогенераторы заправлялись таблетками нитроцеллюлозы, которые молниеносно выделяли достаточное количество безопасного для здоровья газа. Но сейчас от них почти полностью отказались из-за их взрывоопасности.
  • И, наконец, в современной системе airbag для надувания подушек безопасности стали применять азот. Натриевая кислота, или азид натрия в таблетках (NaN3), мгновенно возгорается, и за 20-50 миллисекунд наполняет подушку безопасности газообразным азотом, не обладающим взрывоопасными и пожароопасными свойствами. Все примеси, которые могут принести вред здоровью человека, отсеиваются при фильтрации. Подушка безопасности airbag надувается только чистым азотом, и когда он начинает сквозь отверстия поступать в автомобиль, им можно дышать без опасений.

Не исключено, что в ближайшем будущем учёные разработают ещё более эффективную систему безопасности для автомобилей, или изобретут принципиально новый состав для того, чтобы наполнить им эирбег. Но на сегодняшний день систему airbag можно назвать практически совершенной, о чём говорит высокий процент спасшихся при ДТП только благодаря вовремя наполнившейся воздушной подушке.

как работают подушки безопасности и какие бывают? История возникновения Airbag

На протяжении многих лет ремень безопасности защищал пассажиров и водителя при ДТП. Но современные технологии и автомобилестроение развиваются, появляется необходимость в более эффективной защите. С появлением подушек безопасности можно сказать о надежной защите людей в салоне автомобиля. Подушка безопасности (Airbag) при аварии надувается всего за долю секунды. Она способна защитить тело и голову от травм.

Надежность подушек безопасности

Краш-тесты показывают на сколько современные модели автомобилей безопасны. Если в автомобиле отсутствуют подушки, то водитель и пассажиры рискуют своим здоровьем и жизнью. Более надежная защита обеспечивается наличием хотя бы двух подушек спереди. В связи с этим были случаи, когда от удара подушкой водитель получал увечья, причем не в аварии. Это возникало в результате неправильной регулировки. Подушка безопасности выстреливается со скоростью более300 км/час. Это мощный удар. Если она сработала неправильно, то у водителя могут быть травмы головы. И все же за свое существование они спасли множество людей и случаи сбоев в работе единичны.

Как действует подушка безопасности

Подушка безопасности имеет далеко не простое устройство и разделяется на основные элементы: чувствительный сенсор, систему, которая производит накачку подушки и соответственно подушку. Она изготовлена из нейлона и при резком толчке воздухом, надувается. Ее устанавливают в автомобиле под пластиковой обшивкой. Сенсор-чувствителен, именно он выпускает подушку. Обычно его настраивают, чтобы подушка выстреливала на маленькой скорости при аварии. За быстрый выстрел подушки и надувание ее специальным составом отвечает сложное устройство. Это система накачки подушки, которая включает в себя электронную и химическую составляющие. Электронику мы рассматривать здесь не будем, а вот химия в подушке безопасности является предметом наше интереса.

При проектировании подушки безопасности изобретателям нужно было решить следующую задачу. Если машина врезается на небольшой скорости в какой-либо предмет, то реагирует датчик в связи с нагрузкой. Пусковое устройство это фиксирует и дает сигнал для мгновенного вылета и надувания подушки.

Поначалу, в салоне автомобиля пытались устанавливать баллоны с газом, которые при ударе механически посылали свое содержимое в подушку безопасности. Но подобные решения были слишком небезопасны, громоздки и медлительны. Изобретателям пришлось перепробовать множество вариантов прежде чем в 1970 году на помощь не пришла химия, которая позволила превратить подушку безопасности в безопасное и надежное средство защиты!

В системе надува имеются емкости с азидом натрия (NaN 3) с нитратом калия (KNO 3). При аварии электронные датчики удара инициируют поджог твердотопливного заряда, который запускает химическую реакцию, в результате которой образуется большой объем азота. Реакция настолько стремительна (общее время от начала горения запала до завершения реакции составляет порядка 50 миллисекунд), что подушка вырывается из своего посадочного места со скоростью в 300 км/ч! После заполнения подушки газом, моментально происходит его стравливание через специальные отверстия. Это сделано в целях безопасности, ведь если не сдуть подушку, то человек может быть намертво зажат ей в салоне! Во время сдувания подушек можно наблюдать небольшое «задымление» в салоне — это выходит азот .

Виды подушек безопасности

Стандартная опция — это две передние подушки безопасности, которыми комплектуется большинство авто. Но в настоящее время изготавливаются модели с шестью различными подушками.

Существуют две фронтальные подушки безопасности. Они защищают водителя и переднего пассажира. Бывают еще боковые подушки, способные защитить не только тело пассажиров, но и ноги. Вместе с ними специальные шторки не дают травмировать голову при боковом ударе. Изготовители также позаботились о защите ног и создали подушку, которая показала себя в краш-тестах и свела до минимума получение травм.

Последняя разработка – это подушка, расположенная в центре. Она защищает пассажиров от ударов в салоне. Еще одна подушка устанавливается на ремень, способная защитить область груди. Некоторые современные модели оснащены такими новшествами. Но это пока не широко распространено.

Подведем итог: подушка безопасности спасает жизни при аварии. Но при этом нужно не забывать пристегиваться ремнями безопасности.

Подушка безопасности не является гарантией того, что при серьезной аварии вы останетесь живи, но риск отправится на тот свет или получить серьезные травмы — значительно снижается.

К сожалению, покупая подержанный автомобиль, вы не сможете самостоятельно проверить исправность подушек безопасности. Вполне возможно, что там их вообще нет, а вместо них уже давно стоят муляжи. И узнаете вы об этом только, когда в кого-нибудь вьедете, ну или кто-нибудь вьедет в вас.

А теперь перейдем к нашему основному вопросу «Как действует подушка безопасности?»

Подушки безопасности срабатывают только при достаточно сильном ударе. На удар реагируют датчики, которые располагаются в передней и боковых частях вашего авто. Сам датчик — это электронный блок, который состоит из стеклянной трубочки с зауженным по центру отверстием. Внутри трубки находится шарик с ртутью, который при сильном ударе пролетает через отверстие и приводит датчик в действие, который в свою очередь посылает электрический импульс на пиропатрон.

Далее от взрыва пиропатрона следует срабатывание преднатежителей ремней безопасности, ремень натягивается и прижимает ваше тело к сидению, блокирует его в более безопасном положении, затем, тоже от взрыва пиропатрона раскрываются и сами подушки безопасности, при этом раздается громкий хлопок и появляется небольшое облачко безвредного порошкообразного осадка. Это все происходит последовательно, но при этом очень быстро, за доли секунды.

А теперь вкратце, для того чтобы было все более ясно: Вы врезаетесь, от удара срабатывает датчик, ремни натягиваются и затем раскрываются подушки.

Думаю, что с подушками все ясно, теперь поговорим подробнее по поводу ремня. Дело в том, что подушка безопасности и преднатежители ремня — это один комплект и работают они вместе. Если вы не будете пристегнуты ремнем, то подушки могут и не раскрыться! А если и раскроются, то обязательно поломают вам нос, выбьют челюсть и оставят несколько синяков. Многим, ударом подушки даже сворачивает шею, так что если ваша шея далеко от бычьей, будет полезно ее немного . Это вам пригодится не только при дорожных авариях.

Ремнем безопасности нужно пристегиваться обязательно, только тогда система безопасности максимально сможет вас уберечь от травм. Так же не стоит забывать, что как и любой другой товар, подушки безопасности имеют свой срок годности. Со временем пороховой заряд, который находится в пиропатроне может испортится, контакты окислится. Поэтому время от времени необходимо проводить диагностику в автосервисе. Ну и разумеется замену подушек должен производить только мастер, профессионально этим занимающийся.

Количество подушек безопасности зависит от марки и года выпуска вашего авто. Современная система безопасности включает в себя до 16 подушек и продуманное расположение датчиков. Подушка безопасности Airbag устанавливается на руль — для водителя, и на панель приборов — для пассажира. Также устанавливают подушки на спинках сидений и на дверях. Если подушка установлена в сидении, то следует так, чтобы они не помешали ее раскрытии, либо вообще стараться их не одевать. Подушки срабатывают в зависимости от того на какую часть автомобиля пришелся удар. Если удар лобовой, то сработают только передние подушки, если удар пришелся с боку, то соответственно боковые. Подушки раскрываются только от удара, от экстренного торможения, как ходят слухи, исправные подушки сработать не могут!

Интересный факт, многие, кто сталкивался лицом к лицу с подушкой безопасности, говорят что очень хорошо успевают рассмотреть момент ее раскрытия, как в замедленной съемке, не смотря на то, что все это происходит за доли секунды:)

Да, кстати вы когда нибудь задумывались, что будет если человека посадить на подушку безопасности и активировать ее? Если нет, то обязательно посмотрите )

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.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.

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.

Производители дорожных автомобилей уделяют особое внимание вопросу защиты водителя и пассажиров в аварийных ситуациях, придерживаясь определенных технических критериев. В частности, газ для подушек безопасности (англ. — Airbag) должен практически мгновенно наполнять мешок, чтобы человек не успел получить серьезных травм при боковом или лобовом ударе. Именно о том, как устроена данная система и какой газовый компонент используется для ее функционирования, пойдет речь ниже.

История возникновения Airbag

Первой областью, где начала применяться подобная защита, считается авиация. В 40-х годах прошлого столетия авиа-инженеры решили внедрить инновационную по тем временам систему безопасности. В автомобильной промышленности такое изобретение стало активно внедряться только спустя три десятка лет. При этом первые попытки создать действительно эффективное и надежное средство защиты человека при аварии имели неутешительные результаты.

На начальном этапе развития Airbag в качестве газа для подушек безопасности применялся атмосферный воздух. Основная идея заключалась в том, чтобы накачать мешок за 20-30 мс, с чем ни один промышленный компрессор так и не смог справиться. После неудачных попыток добиться приемлемого результата было принято решение отказаться от идеи компрессорного нагнетания и воспользоваться энергией, которая возникает при сгорании топлива.

Наиболее эффективным методом оказалось сжигание ракетного топлива. В результате выделялось столько энергии, что ее вполне хватало не только на мгновенное наполнение мешка, но и на взрыв автомобиля. Поэтому впоследствии в качестве источника энергии стали применяться специальные патроны (таблетки), которые выделяли достаточное количества газа при сгорании, однако были гораздо безопаснее ракетного топлива.

устройство генератора

Какой газ для подушек безопасности используется сегодня

В современных условиях для наполнения Airbag применяется азот, который вырабатывается при сгорании таблетки натриевой кислоты или азида натрия (NaN3). Алгоритм работы системы выглядит так:

  1. При сильном ударе в автомобиле срабатывают датчики, сигнал от которых поступает в газогенератор.
  2. Газогенератор начинает вырабатывать тепло и высокое давление, в результате чего патроны сгорают, вырабатывая газ.
  3. Поскольку азота в общем объеме только 45% (остальное — это оксид и диоксид углерода, водяные пары и твердые частицы), на выходе газогенератора устанавливаются фильтры, которые не пропускают вредные для человеческого организма компоненты.
  4. Наполнение подушки осуществляется за 20-50 мс. При этом давление сохраняется не более 1 с, после чего сквозь технологические отверстия азот распространяется в автомобильном салоне.

процесс наполнения

Для человека азот является абсолютно безопасным веществом. Однако стоит отметить, что в случае высокой концентрации и давления он может вызывать легкое «опьянение». Больше об этом эффекте читайте .

Количество подушек безопасности в салоне может быть разным. В наиболее защищенных транспортных средствах такие элементы располагаются не только на руле и лицевой панели, но и по всему внутреннему периметру автомобиля. Таким образом, во время серьезной аварии пассажиры оказываются внутри своеобразной капсулы, которая призвана смягчить прямые и боковые удары.

Существует ли альтернатива NaN3?

Помимо азида натрия в качестве топлива для генерации газа некоторые производители автомобилей применяют нитроцеллюлозу, которая при сгорании не выделяет вредных веществ, поэтому не требует дополнительной установки фильтра. Кроме того, при одинаковой массе таблетки нитроцеллюлоза вырабатывает больше полезного газообразного вещества, чем натриевая кислота, что позволяет повысить мощность газогенератора. Вместе с тем, это вещество является взрывоопасным, поэтому, несмотря на очевидные преимущества, не получило широкое распространение при производстве Airbag.

Таким образом, среди веществ, выделяющих N, у азида натрия на текущий момент нет полноценной альтернативы. А готовые технические газы не применяются поскольку, во-первых, это не безопасно, во-вторых, они требуют дополнительное место для размещения баллона.

В качестве заключения обратим ваше внимание, что подушки безопасности смогут защитить вас только в случае, если соблюдены все необходимые нормы и требования по их установке, замене, производству и использованию. Впрочем, во всех отраслях деятельности необходимо соблюдение установленных правил.

Так, компания «Промтехгаз» с удовольствием профессионально проконсультирует вас по любому вопросу относительно технических газов и газового оборудования, применяемого в промышленной сфере и быту – пишите вопросы в комментариях. А если вам нужно приобрести азот , бытовые, сварочные или пищевые газовые смеси , то ждем вас на нашем сайте – там можно найти полную техническую информацию о поставляемой продукции и быть уверенным в полном соблюдении всех необходимых нормативов и правил.

– промышленный газ, который кроме других полезных функций еще и служит спасению жизней людей в дорожных авариях. При необходимости именно он быстро раздувает подушку безопасности.

Надувная автомобильная подушка безопасности или, как ее еще называют «airbag», нужна для того, чтобы погасить внезапно возникающую энергию удара. Эта травмирующая энергия проявляется при столкновении тяжелого, обладающего большой скоростью автомобиля с другим транспортным средством или неподвижным препятствием.

При этом водитель и пассажиры машины могут пораниться осколками стекла или любыми предметами, находящимися в салоне автомобиля. Подушка оберегает их от ранений. Подушки безопасности давно уже стали почти непременной деталью любого современного автомобиля. Их может быть от одной до десяти штук в одной машине

Где и когда начали использовать подушки безопасности?

Еще в сороковых годах двадцатого века некоторые самолеты оснащались приспособлениями по своей идее подобными подушкам безопасности. В пятидесятых годах начали оформлять патенты на различные версии этого изобретения. Самым первым из них стал патент 1953 года. Только спустя двадцать лет после этого надувная подушка безопасности стала элементом защиты в серийном автомобиле.

Вальтер Линдерер – изобретатель из Мюнхена создал прообраз современных автомобильных подушек безопасности, закрепив на руле мешок, который должен был надуваться воздухом. Производители автомобилей заметили и оценили это изобретение. К сожалению, в таком виде применить его для серийного производства машин не представлялось возможным. Ни один компрессор не мог справиться с трудной задачей – накачать достаточный объем воздуха в подушку безопасности за двадцать миллисекунд.

Поэтому в дальнейшем было предложено воспользоваться энергией газов, которые образуются при горении топлива. Сжигание в таких условиях ракетного топлива приводило к взрыву самой подушки и всего автомобиля. После этих экспериментов стали применять газообразные вещества, которые выделяются при сгорании «патрона» или «таблетки» азида натрия. Эти вещества обладают меньшей пожарной опасностью.

Как используют и чем наполняют сейчас подушки безопасности?

Такая подушка представляет собой сложную разнокомпонентную систему. В нее входит собственно подушка, изготовленная из нейлона. Для этого применяется материал, толщина которого от 0.45 до 0.55миллиметров. Для усиления герметичности нейлон покрывают слоем силикона или резины. Газогенератор нужен для наполнения емкости газом. Датчики, реагирующие на удар, приводят подушку в рабочее состояние. Наиболее современные и совершенные системы оснащены еще и электронным блоком управления.

Газогенератор представляет собой пиропатрон. Твердое топливо, NaN3 — азид натрия, сгорая, выделяет много газа, который быстро раздувает подушку безопасности. Горение этого вещества происходит очень быстро, но при этом не происходит взрыва. 45 процентов от массы продуктов сгорания составляет азот. Остальные 55 процентов – это угарный и углекислый газы, пары воды и твердые частицы. Образовавшиеся газы и пары, прежде чем попасть внутрь подушки фильтруются. В результате в нее проникает только .

Время полного заполнения подушки в этом случае составляет от 30 до 55 миллисекунд. После этого в развернутом состоянии она остается около секунды. Безвредный для человека азот сквозь специальные отверстия выпускается в салон автомобиля. Подушка при этом сдувается, освобождая место для дыхания и движения человека, которого она защищает.

Электрический импульс поступает от датчиков удара к пиропатрону или от электронного блока и включает его. В современных автомобилях срабатывание таких датчиков зависит от скорости машины, угла столкновения и характера препятствия. Датчики, обычно не менее трех экземпляров, устанавливают в салоне автомобиля и его дверцах. В наиболее оснащенных подушками безопасности машинах их может насчитываться до десяти. Электронные системы комплектуются отдельным конденсатором, который в случае необходимости обеспечит энергией передачу сигнала от датчика к пиропатрону.

Плюсы и минусы старых и новых наполнителей автомобильных подушек безопасности.

Наполнители в ранних опытных образцах автомобильных подушек не предоставляли нужной безопасности водителям и пассажирам. Накачивание их воздухом происходит слишком медленно. Наполнение подушки газом, образующимся при сгорании взрывоопасных веществ, подвергает жизни людей еще большей опасности.

Некоторые из производителей подушек безопасности используют в качестве топлива нитроцеллюлозу. Ее применение не требует установки фильтра. Кроме того, для заполнения подушки этого вещества потребуется меньше. Газ, получающийся из восьми граммов нитроцеллюлозы и пятидесяти граммов азида натрия, заполняют одинаковый объем.

Азид натрия и нитроцеллюлоза, современные наполнители подушек безопасности позволяют совершенствовать их защищающие свойства. К сожалению, нитроцеллюлоза, являющаяся основой бездымного пороха, взрывоопасна. Поэтому применение ее не получило большого распространения. Чаще всего используется именно азид натрия.

Количество подушек безопасности, имеющих различное назначение и размещение в машине, постоянно увеличивается. Разработчики предлагают новые варианты, чтобы еще лучше защитить людей в случае аварии. Новые, более чуткие датчики помогают подушкам срабатывать быстрее. Подушка разворачивается полностью в течение двадцати миллисекунд.

Такие датчики способны различать силу, характер и направленность ударов. Теперь они способны включать пиропатроны определенных подушек. Внутри адаптивных подушек регулируется внутреннее давление, а также, в зависимости от ситуации степень их раскрытия. Необходимое давление сохраняется в них на протяжении десяти секунд, это оберегает людей от травм при перевороте машины или при повторном столкновении.

Сами пиропатроны стали безопаснее для здоровья человека. Более совершенные фильтры не пропускаю в подушку и далее в салон ядовитый газ и вредные твердые частицы.

Интересные факты о подушках безопасности.

Если обратиться к знаменитым дневникам Леонардо да Винчи, может оказаться, что концепция подушки безопасности намного старше, чем обычно предполагается. На одном из рисунков, который находится в архивных материалах Королевской библиотеки Турина нарисовано своеобразное приспособление. Фигура человека на нем окружена кожаными мехами, наполненными воздухом. Как следует из подписи к рисунку, их назначение уберечь от ушибов падающего с высоты на землю или воду человека.

Азид натрия – ядовитое вещество. Симптомы отравления им сходны с симптомами отравления цианидом. Большие дозы этого вещества могут привести к смерти.

Чтобы подушки безопасности хорошо выполняли свою функцию их нужно заменять не реже, чем через десять лет.

В наши дни идут активные разработки подушек безопасности не только для мотоциклистов и велосипедистов, но и для пешеходов. Защитная подушка для велосипедистов представляет собой нечто похожее на быстро раздувающийся шлем. Она должна защитить от травм голову упавшего с велосипеда человека.

Подушки безопасности, чья задача спасать пешеходов располагаются снаружи машины. Их две: одна охватывает всю переднюю часть автомобиля, другая защищает голову пассажира от удара о лобовое стекло.

Газогенераторы / модули подушек безопасности

Мы используем файлы cookie, чтобы сделать наш веб-сайт максимально удобным и полезным для Вас. Узнать больше Закрыть

Куки (англ. cookie, буквально — печенье) – это небольшие фрагменты пользовательских данных, которые веб-сервер сайта отправляет браузеру (веб-клиенту) пользователя. Эти данные хранятся на устройстве пользователя. В дальнейшем, при попытке зайти на соответствующий сайт, браузер передает cookie серверу в составе http запроса.

Куки используются с целью:

  1. Ведения статистики посещений
  2. Аутентификации пользователя
  3. Хранения настроек контента
  4. Изучения и улучшения пользовательского опыта

и т.д

Мы используем файлы cookie в первую очередь для изучения поведения пользователей на наших сайтах, для улучшения функционала и интерфейсов, что бы посетители могли найти интересующую их информацию быстрее и в наиболее полном виде.

Файлы cookie не применяются нами для идентификации личности пользователей или настройки рекламных рассылок.

 

Файлы cookie могут быть разделены на следующие категории:

  1. «Технические» cookie — необходимы для обеспечения бесперебойной работы веб-сайта и его функций. Например, они используются в функционале калькулятора ТО.
  2. «Функциональные» cookie — упрощают использование веб сайта. Например, функция автоматического логина в личном кабинете.
  3. «Сервисные» cookie — собирают информацию об использовании пользователем веб-сайта. Например, какие страницы посещал пользователь и как долго он на них находился.
  4. «Сторонние» cookie — устанавливаются третьими лицами, например, социальными сетями. Они в первую очередь используются для интеграции контента социальных сетей, например, плагинов, на нашем веб-сайте.

 

Наш сайт можно использовать и без сохранения файлов cookie, поэтому если вы не хотите, чтобы информация о вашем посещении попадала в статистику, вы можете отключить сохранение кук для сайта в вашем браузере. Подробнее вы можете узнать в инструкции вашего браузера.

как работают подушки безопасности и какие бывают? Какой газ заполняет подушку безопасности

Подушка безопасности служит для замедления движения пассажира вперед, при столкновении за считанные секунды. Она сделана из нейлоновой ткани, и уложена в приборную доску, руль, сиденье или дверь. Там установлен датчик устройства, который и сообщает подушке, когда необходим ее надув. О том, каким газом заполняется подушка безопасности, принцип ее действия, а также меры предосторожности при использовании воздушных подушек, расскажет данная публикация.

Надув начинается при силе столкновения, равносильной столкновению со стеной на скорости 16-24 км/ч. При столкновении происходит массовый сдвиг, который закрывает электрический контакт, после этого срабатывает механический переключатель. Это и сообщает датчикам об аварии.

Система наддува подушки смешивает нитрат калия и азид натрия. В итоге выделяется газ, который взрывом надувает подушку безопасности .

Система наддува схожа с ракетным ускорителем. Она поджигает твердое топливо, которое быстро горит, создает большие объемы газа, и они раздувают подушку. Подушка вырывается из своего места в мгновение ока, со скоростью 322 км/ч. После этого газ рассеивается через маленькие отверстия в камере, сдувая подушку, чтобы можно было двигаться.

Весь процесс занимает 1/25 секунды, но дополнительное время обязательно для предотвращения серьезных травм. Порошкообразное вещество, которое высвобождается из подушки — это тальк или кукурузный крахмал. Оно используется, чтобы подушка была гибкой, и для смазки, когда подушка лежит в своем хранилище.

Главные меры предосторожности, которые связаны с подушками безопасности.

С первого использования подушек безопасности предупреждали, что подушки должны использоваться вместе с ремнями безопасности. Ремни безопасности были необходимы, потому что подушки безопасности работали лишь в случае фронтального совпадения. При боковой аварии или заносе помогут только ремни безопасности. Хотя в настоящее время распространены боковые подушки безопасности, их значительно эффективнее использовать вместе с ремнями безопасности.

Сила подушки может повредить тому, кто окажется близко от нее. Самыми опасными считаются 5-8 см наддува подушки. Располагаться надо на 25 см от подушки. Если расстояние от центра руля до груди меньше 25 см, надо настроить водительское место. Опустите немного спинку сиденья. Подвинуть водительское сиденье назад, так, чтобы вам было удобно доставать до педалей. Также надо убедиться, что подушка «нацелена» на грудь, а не на шею или голову.

Для детей правила эксплуатации воздушных подушек отличаются.

Если ребенок не пристегнут ремнем безопасности, или сидит близко к подушке безопасности, подушка может ранить, или убить ребенка.

Условия, необходимые для безопасности ребенка:

  • Детям до 12 лет нужно ездить в специальных детских сиденьях, которые соответствуют возрасту ребенка.
  • Младенцы до 1 года, находящиеся в детском кресле, не должны ездить на переднем сиденье автомобиля, где на пассажирской стороне находится подушка безопасности.
  • Ребенок старше 1 года, который вынужден ехать на переднем сиденье, должен сидеть в детском кресле, которое установлено по ходу движения, или на подушке-бустере, либо с использованием плечевого, или коленного ремня. Сиденье надо откинуть насколько это возможно.

Скорость химической реакции пропорциональна концентрации реагентов: чем она выше, тем чаще сталкиваются молекулы и тем быстрее идет реакция. Аналогично частота аварий пропорциональна концентрации автомобилей на дорогах, которая неуклонно увеличивается. Соответственно растет и число аварий. Самые опасные происходят при лобовом столкновении. Можно ли при этом защитить водителя и пассажиров? Одно из самых простых и надежных изобретений — ремни безопасности, которые спасли множество жизней. Но если скорость машины при лобовом столкновении велика, не спасают и они: ремень задерживает туловище, а голова по инерции продолжает движение вперед, что приводит к повреждению шейного отдела позвоночника. Такая травма обычно смертельна.
Лет двадцать назад химики ведущих автомобильных корпораций разработали новый способ защиты автомобилистов — подушку безопасности. Это мешок, изготовленный из прочного полиамидного волокна, и в сложенном виде он занимает так мало места, что его можно упрятать в стойку рулевого колеса. При лобовом столкновении мешок почти мгновенно надувается и мягко принимает на себя поступательное движение как корпуса, так и головы водителя, спасая тем самым ему жизнь. Если к концу 80-х годов лишь один из 15 выпускавшихся в США автомобилей снабжался подушкой безопасности, то сейчас почти все автомобили имеют их две — для водителя и для пассажира.
Как работает это устройство? Поскольку счет при аварии идет на тысячные доли секунды (при скорости 100 км/ч машина проходит 10 см всего за 3 миллисекунды), никакие механические компрессоры или баллоны с сжатым газом не успеют надуть мешок. Остается взрывное разложение химического соединения с выделением большого объема газа. Химикам требовалось найти такое соединение, а остальное было делом техники. Вариантов оказалось немного. Остановились на распаде азида натрия — соли очень взрывчатой и очень ядовитой азотистоводородной кислоты HN3. Хотя эта кислота слабая (какуксусная), ее водные растворы обладают настолько сильным окислительным действием, что смесь HN3 и HCI растворяет золото и даже платину. Азиды тяжелых металлов (меди, серебра, ртути, свинца и других) — весьма неустойчивые соединения, которые взрываются при трении, ударе, нагревании, действии света. Взрыв может произойти даже под слоем воды! Азид свинца Pb(N3)2 используется как инициирующее взрывчатое вещество, с помощью которого подрывают основную массу взрывчатки: для этого достаточно всего двух десятков миллиграммов этого вещества.

Азид натрия сам не взрывается, но ядовит- его сильно разбавленные водные растворы иногда используют в качестве консерванта биохимических препаратов.

Работает все это так. При столкновении датчики, установленные в автомобиле, передают сигнал на микропроцессор. Он оценивает ситуацию; если скорость автомобиля превышала определенное значение (обычно 35 км/ч),
микропроцессор включает электрический запал и запускает реакцию разложения азида. В результате перед человеком надувается мешок, содержащий около 70 литров азота. Это спасет ему жизнь даже в таких случаях, которые раньше считались безнадежными. В автомобилях последних моделей можно даже регулировать скорость наполнения мешка азотом в зависимости от массы водителя и его точного расположения в салоне.
Однако мешки безопасности, хотя и доказали свою эффективность, создают экологические проблемы. Ведь большинство автомобилей заканчивает свой век, ни разу не испытав лобового столкновения. И на свалках вместо сравнительно безопасных груд ржавеющего металла могут образоваться очаги отравляющих веществ. Один из способов борьбы с этим -использовать вместо порошка таблет-ки, которые можно было бы извлекать. Другой путь — поиск химических соединений для замены азида натрия.

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?

Содержание статьи:

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.

– промышленный газ, который кроме других полезных функций еще и служит спасению жизней людей в дорожных авариях. При необходимости именно он быстро раздувает подушку безопасности.

Надувная автомобильная подушка безопасности или, как ее еще называют «airbag», нужна для того, чтобы погасить внезапно возникающую энергию удара. Эта травмирующая энергия проявляется при столкновении тяжелого, обладающего большой скоростью автомобиля с другим транспортным средством или неподвижным препятствием.

При этом водитель и пассажиры машины могут пораниться осколками стекла или любыми предметами, находящимися в салоне автомобиля. Подушка оберегает их от ранений. Подушки безопасности давно уже стали почти непременной деталью любого современного автомобиля. Их может быть от одной до десяти штук в одной машине

Где и когда начали использовать подушки безопасности?

Еще в сороковых годах двадцатого века некоторые самолеты оснащались приспособлениями по своей идее подобными подушкам безопасности. В пятидесятых годах начали оформлять патенты на различные версии этого изобретения. Самым первым из них стал патент 1953 года. Только спустя двадцать лет после этого надувная подушка безопасности стала элементом защиты в серийном автомобиле.

Вальтер Линдерер – изобретатель из Мюнхена создал прообраз современных автомобильных подушек безопасности, закрепив на руле мешок, который должен был надуваться воздухом. Производители автомобилей заметили и оценили это изобретение. К сожалению, в таком виде применить его для серийного производства машин не представлялось возможным. Ни один компрессор не мог справиться с трудной задачей – накачать достаточный объем воздуха в подушку безопасности за двадцать миллисекунд.

Поэтому в дальнейшем было предложено воспользоваться энергией газов, которые образуются при горении топлива. Сжигание в таких условиях ракетного топлива приводило к взрыву самой подушки и всего автомобиля. После этих экспериментов стали применять газообразные вещества, которые выделяются при сгорании «патрона» или «таблетки» азида натрия. Эти вещества обладают меньшей пожарной опасностью.

Как используют и чем наполняют сейчас подушки безопасности?

Такая подушка представляет собой сложную разнокомпонентную систему. В нее входит собственно подушка, изготовленная из нейлона. Для этого применяется материал, толщина которого от 0.45 до 0.55миллиметров. Для усиления герметичности нейлон покрывают слоем силикона или резины. Газогенератор нужен для наполнения емкости газом. Датчики, реагирующие на удар, приводят подушку в рабочее состояние. Наиболее современные и совершенные системы оснащены еще и электронным блоком управления.

Газогенератор представляет собой пиропатрон. Твердое топливо, NaN3 — азид натрия, сгорая, выделяет много газа, который быстро раздувает подушку безопасности. Горение этого вещества происходит очень быстро, но при этом не происходит взрыва. 45 процентов от массы продуктов сгорания составляет азот. Остальные 55 процентов – это угарный и углекислый газы, пары воды и твердые частицы. Образовавшиеся газы и пары, прежде чем попасть внутрь подушки фильтруются. В результате в нее проникает только .

Время полного заполнения подушки в этом случае составляет от 30 до 55 миллисекунд. После этого в развернутом состоянии она остается около секунды. Безвредный для человека азот сквозь специальные отверстия выпускается в салон автомобиля. Подушка при этом сдувается, освобождая место для дыхания и движения человека, которого она защищает.

Электрический импульс поступает от датчиков удара к пиропатрону или от электронного блока и включает его. В современных автомобилях срабатывание таких датчиков зависит от скорости машины, угла столкновения и характера препятствия. Датчики, обычно не менее трех экземпляров, устанавливают в салоне автомобиля и его дверцах. В наиболее оснащенных подушками безопасности машинах их может насчитываться до десяти. Электронные системы комплектуются отдельным конденсатором, который в случае необходимости обеспечит энергией передачу сигнала от датчика к пиропатрону.

Плюсы и минусы старых и новых наполнителей автомобильных подушек безопасности.

Наполнители в ранних опытных образцах автомобильных подушек не предоставляли нужной безопасности водителям и пассажирам. Накачивание их воздухом происходит слишком медленно. Наполнение подушки газом, образующимся при сгорании взрывоопасных веществ, подвергает жизни людей еще большей опасности.

Некоторые из производителей подушек безопасности используют в качестве топлива нитроцеллюлозу. Ее применение не требует установки фильтра. Кроме того, для заполнения подушки этого вещества потребуется меньше. Газ, получающийся из восьми граммов нитроцеллюлозы и пятидесяти граммов азида натрия, заполняют одинаковый объем.

Азид натрия и нитроцеллюлоза, современные наполнители подушек безопасности позволяют совершенствовать их защищающие свойства. К сожалению, нитроцеллюлоза, являющаяся основой бездымного пороха, взрывоопасна. Поэтому применение ее не получило большого распространения. Чаще всего используется именно азид натрия.

Количество подушек безопасности, имеющих различное назначение и размещение в машине, постоянно увеличивается. Разработчики предлагают новые варианты, чтобы еще лучше защитить людей в случае аварии. Новые, более чуткие датчики помогают подушкам срабатывать быстрее. Подушка разворачивается полностью в течение двадцати миллисекунд.

Такие датчики способны различать силу, характер и направленность ударов. Теперь они способны включать пиропатроны определенных подушек. Внутри адаптивных подушек регулируется внутреннее давление, а также, в зависимости от ситуации степень их раскрытия. Необходимое давление сохраняется в них на протяжении десяти секунд, это оберегает людей от травм при перевороте машины или при повторном столкновении.

Сами пиропатроны стали безопаснее для здоровья человека. Более совершенные фильтры не пропускаю в подушку и далее в салон ядовитый газ и вредные твердые частицы.

Интересные факты о подушках безопасности.

Если обратиться к знаменитым дневникам Леонардо да Винчи, может оказаться, что концепция подушки безопасности намного старше, чем обычно предполагается. На одном из рисунков, который находится в архивных материалах Королевской библиотеки Турина нарисовано своеобразное приспособление. Фигура человека на нем окружена кожаными мехами, наполненными воздухом. Как следует из подписи к рисунку, их назначение уберечь от ушибов падающего с высоты на землю или воду человека.

Азид натрия – ядовитое вещество. Симптомы отравления им сходны с симптомами отравления цианидом. Большие дозы этого вещества могут привести к смерти.

Чтобы подушки безопасности хорошо выполняли свою функцию их нужно заменять не реже, чем через десять лет.

В наши дни идут активные разработки подушек безопасности не только для мотоциклистов и велосипедистов, но и для пешеходов. Защитная подушка для велосипедистов представляет собой нечто похожее на быстро раздувающийся шлем. Она должна защитить от травм голову упавшего с велосипеда человека.

Подушки безопасности, чья задача спасать пешеходов располагаются снаружи машины. Их две: одна охватывает всю переднюю часть автомобиля, другая защищает голову пассажира от удара о лобовое стекло.

В мире ежегодно порядка 1,2 миллиона человек погибают в автокатастрофах. Европы по количеству смертельных ДТП… Не в последнюю очередь влияют на исход происшествия технические свойства автомобиля, его «фарш». Поэтому и производители, и автолюбители озадачены поиском . Как свидетельствуют испытания, подушка безопасности водителя существенно снижает риск его гибели. Только представьте, машины столкнулись лоб в лоб и в такой ситуации шофёр получает шансов выжить на 20–25% больше. О том, как именно могут защитить человека автомобильные подушки, и какие из них наиболее эффективны — поговорим в нашей статье.

Идея «в мешке»

Как это работает?

Какой же принцип работы подушек безопасности? Состоит этот механизм из нескольких частей. Первое — сама подушка. Как правило, она выполнена из нейлона с силиконовым или . Объём водительской подушки достигает 80 литров, а пассажирских — до 130.

Видео о том, как работают подушки безопасности:

Второе — датчики удара и инертные датчики, расположенные спереди и на боках кузова. Третье — бокс с газом или пиротехнический патрон. В «коробочке» находится специальная «взрывная» смесь. Четвёртое — электронный процессор.

Жизнь в секундах

Так вот, все эти составляющие нужны, чтобы молниеносно среагировать и «открыть парашют».

Принцип таков: в момент удара срабатывает как минимум один . Он реагирует на давление или на неоправданную прибавку скорости. По цепочке датчик посылает соответствующий сигнал на микроплату. Процессор срабатывает и даёт команду о раскрытии пиротехническому патрону. В этот момент происходит мини взрыв, всплеск азота и подушка, наполняясь газом, выскакивает внутрь салона.

Подушка при раскрытии закрывает собой водителя и так смягчает удар. Также она с большой долей вероятности не даст человеку вылететь через .

Всё это происходит молниеносно, занимает какие-то доли секунды (в среднем порядка 0,25 секунды).

Плюс и минус

Но на этом работа подушки не заканчивается. Зафиксировав пассажиров, она автоматически сдувается. Таким образом, «мешок» не станет преградой и никого не зажмёт, мешая выбраться из машины.

Хотя есть здесь и недостаток: эффект подушки одноразовый. И если в момент аварии происходит, например, парное поэтапное столкновение, то сработает «мешок» только при первом «бахе».

«Надувной» ассортимент

Есть и разные виды подушек безопасности. Одни созданы, чтобы защитить водителя. Другие — . Есть «мешки» для салона и те, что крепятся снаружи авто, чтобы смягчить последствия для пешеходов. Отдельно разработаны и устройства для владельцев мототранспорта, чтобы при «встрече» лоб в лоб не дать наезднику вылететь вперёд.

Подушки в салоне могут быть боковыми и фронтальными.

На фронте…

Чаще всего сейчас применяют как раз фронтальные устройства, создающие блок между людьми, сидящими спереди, и передней частью машины. Эти подушки вмонтированы и в панель напротив пассажирского кресла.

Учитывайте, что если пассажирское место в вашей машине обеспечено фронтальной подушкой, то пассажир должен быть предельно внимателен. Главное правило: не держите ничего крупного (даже сумку) и не прижимайте коленями панель. Иначе при раскрытии можно получить серьёзные травмы…

… и сбоку

Но появляется возможность установки «воздушных мешков» в спинках и в дверях сбоку. Это и есть горизонтальная защита, которая пока чаще всего есть только в дорогих моделях.

Такие механизмы срабатывают от мощного толчка в бок кузова. Подобные подушки называют «занавесками» из-за того, что, вскрываясь, они располагаются в окнах. Такое положение позволяет защитить головы и шеи пассажиров.

Разумная защита

Процесс не стоит на месте и уже идёт разработка «мешков» нового поколения. Например, некоторые варианты настолько самостоятельны и разумны, что способны принимать решения об ограничении объёма при открытии. Такой себе само-стоп-контроль. Это возможность индивидуально подобрать параметры «вздутия» в зависимости от физиологических особенностей пассажиров и положения их ремней безопасности. Таким образом, можно избежать многих травм. Чтобы устройство могло проводить подобный анализ, предусмотрен специальный сенсорный механизм.

Безопасная безопасность

Несмотря на все ноу-хау, чтобы «воздушные мешки» сработали правильно, должны постараться не только механизмы, но и люди. Мы уже говорили о ремне безопасности. Так вот ещё раз — это не обсуждается, он должен быть пристёгнут!

Видео о том, как изготавливаются подушки безопасности:

Также внутри салона желательно принимать прямые, ровные позы. Вариант ехать полулёжа не подходит.

Также не закрывайте и не заклеивайте «красивостями» отверстия для вылета подушек. Особенно обратите внимание на устройство в руле — держите руки сбоку, а не поверх рулевого колеса.

Отдельный пункт — . Малыши должны ехать пристёгнутыми в специальных детских «перевозках», которые крепятся на заднем диване машины.

Будьте внимательны и не допустите, чтобы технологии, изобретённые для безопасности человека, привели к противоположному эффекту. Ни на минуту не забывайте, что в вашем автомобиле есть «надувные» подушки и пусть это будет поводом ездить ещё более аккуратно, а не «бросаться в скорость с головой».

Подушки безопасности. Спасительный апперкот — Авто Mail.ru

Полвека назад ремни безопасности приостановили рост тяжёлых травм и смертельных случаев в автомобильных авариях. Но быстро увеличивающийся автопарк и скорости движения стали вновь омрачать и без того нерадостную статистику. В помощь основным удерживающим системам требовались дополнительные средства пассивной безопасности, которые бы спасали жизни в страшных авариях. Это… надувные подушки.

Мешок готов надуться уже через шесть миллисекунд после столкновения. Столь короткий временной промежуток трудно представить, ведь даже на то, чтобы моргнуть, уходит около 100 мс (0,1 с). Но обычно фронтальные  эйрбэги  (устанавливаются в рулевой ступице или под передней консолью) надуваются и готовы принять удар спустя уже 30-60 мс после подачи электрического импульса на пиропатрон

Для чего оно?


Сразу оговоримся, подушки безопасности наиболее эффективны, когда работают совместно с ремнями. Смысл этой комплексной удерживающей системы (SRS Supplementary Restraint System), включающей ещё и преднатяжители, в том, чтобы передать кинетическую энергию и силу пристёгнутого движущегося по инерции человека через лямки ремня и раскрывшуюся подушку на деформируемую зону кузова, которая, сминаясь на протяжении какого-то времени, плавно останавливает и автомобиль, и тело.
 

Ремень при фронтальном столкновении начинает ловить человека уже на ранних стадиях удара и удерживает его на месте, независимо от того, что с автомобилем происходит далее (а ведь дальше возможны последующие столкновения, опрокидывание и даже серия переворотов). Но ремень не способен принять на себя голову и оградить шею от хлыстовой травмы (характерный кивок вперёд, опасный растяжениями шейных сухожилий и мышц, вывихами позвонков и даже разрывом спинного мозга). В этом случае и приходит на помощь подушка. Газовый подпор эйрбэга принимает на себя голову и частично грудную клетку. В результате существенно снижается риск возникновения «хлыста», снижаются пиковые нагрузки на головной мозг и изгибающий момент, действующий на шейные позвонки.

Кроме того, ремень и подушка, обладая определённой податливостью, способны самостоятельно частично погасить энергию удара в пределах своей «рабочей зоны». По статистике подушка снижает риск тяжёлых травм и смертей примерно на 10-15% вдобавок к тем 70-ти, что обеспечивает ремень. Но, если вы не пристёгнуты, эйрбэг способен снизить риски лишь на 25-30%. То есть, по сути, получается  –  85% с ремнём против 30% без ремня за те же деньги. Всё ещё не пристёгиваетесь?..

Доподлинно неизвестно…

…кто первым придумал подушку безопасности. В конце 1951 года немецкий инженер Вальтер Линдерер представил в патентное бюро заявку на «устройство, защищающее людей в автомобиле от травм и столкновений». Правда, патент (Patentschrift 896312) выдали изобретателю лишь спустя два года. И в том же 1953 году американец Джон В. Хедрик, попавший в автомобильную аварию, предложил свой вариант подушки, схожий по идеологии, но немного отличавшийся по конструкции (US patent 2649311). Прикрепленный к рулю мешок в момент аварии надувался и принимал седока в «объятия», оберегая от контакта с деталями интерьера и снижая, тем самым, риск травм.

Возросшее число ДТП подтолкнуло Mercedes в 1967 году начать разрабатывать подушки для серийного производства. И в 1980-м Mercedes Benz S-Klasse (заводское обозначение W126) стал первым автомобилем, в штатную комплектацию которого входила фронтальная подушка безопасности водителя и преднатяжитель ремня

Идея была фантастическая, однако реализовать её оказалось непросто. Главная сложность — подушка так медленно надувалась из баллона со сжатым воздухом, что водитель успевал достать головой до руля. Робкие попытки отдельных фирм и изобретателей усовершенствовать конструкцию не привели к успеху — требовались иные материалы, технологии и, естественно, финансовые затраты. Поэтому о гениальном изобретении вспомнили лишь спустя почти полтора десятка лет, когда круто пошла вверх статистика смертных случаев в автомобильных авариях.

В 70-е годы прошлого века специалисты ЗИЛа пробовали пристроить подушки безопасности на правительственные лимузины. Но Политбюро ЦК КПСС пресекло творческий порыв, объяснив, что машины первых лиц государств в аварии не попадают

Второй этап соревнований между Америкой и Европой начался примерно в середине 60-х годов. Победивший получал титул первого, кто довёл идею до серийного производства. Крупнейшие автогиганты с азартом включились в борьбу за первенство и жизни своих потенциальных покупателей. Практически сразу пришли к выводу, что приводить подушку в действие должен пиропатрон (или газогенератор). Он компактен и при этом ему по силам наполнить мешок газом за 30–50 миллисекунд (1 миллисекунда = тысячная доля секунды) — за такое время пристёгнутый человек уже успевает ощутимо натянуть ремень.

Глазом моргнуть не успеешь — подушка надувается менее чем за 0,03 с. Оценив при помощи акселерометров (устанавливаются в блоке управления по центру кузова) и датчиков удара (устанавливаются в непосредственной близости от бампера) силу и направление удара, управляющая электроника может немного отсрочить выстрел и даже растянуть его по времени. Например, при фронтальном ударе на скорости 56 км/ч (при такой проходят сертификационные испытания) подушка срабатывает примерно через 15 мс. На 50-й миллисекунде в нее прилетает водитель, а на 150-й мс она уже сдувается

На первых порах возникали сложности с выбором вещества, которым начиняли пиропатрон. Экспериментировали даже с ракетным топливом, но вскоре отказались — большинство тестовых машин в буквальном смысле горели на работе. Проблема ушла на второй план, когда появились подушки с твердотопливным зарядом из азида натрия (NaN3). Азид натрия — это токсичная соль, которая пребывает в заряженной подушке в гранулированном или порошкообразном состоянии.

В салоне современного автомобиля может быть спрятано более десятка подушек

При сильном механическом воздействии, повышении температуры до 250—300оС или подаче электрического заряда топливо буквально за миллисекунды распадается на натрий и азот с высвобождением большого количества тепловой энергии, а значит и с сильным расширением продуктов реакции. Эти газы, создавая давление, и надувают сложенный мешок. В подушках заряд «поджигается» электрическим импульсом в строго определённый момент по команде электроники, а реакция следующая: 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2.
N— это азот, безвредный газ без цвета и запаха, в нашей атмосфере его 75%, а вот натрий (Na) для организма опасен, но в автомобильных подушках он нейтрализуется такими веществами, как нитрат калия, или соединениями кремния. Так что бояться нечего. Эти газы выходят из подушки через специальные калибровочные отверстия с тыльной стороны, их диаметр подобран таким образом, чтобы обеспечить необходимую жёсткость (пока горит топливо) максимально долго. Кстати, моментальное «задымление» в салоне при срабатывании эйрбэгов — это вовсе не пожар, а отработавшие газы. Если попали (не приведи Бог) в аварию, если видите характерный белый «подушечный» дым, не спешите отстёгиваться и покидать салон, осмотритесь — вдруг кто-то из соседей по потоку не успевает остановиться…

Фронтальные подушки прячут в руле и панели приборов. Из-за разной удаленности эйрбегов от водителя и пассажира, мешки отличаются размерами. Сидящего за рулем оберегает обычно 50-литровая подушка, а его соседа — объёмом около 80 л. Кстати, энергию удара переднего пассажира более объёмная подушка гасит более бережно. Соответственно и шансы для выживания у него немного выше

На кабриолетах, купе и компактных малолитражках, где проблематично из-за дефицита места развесить «занавески» под потолком, их функции берет на себя специфическая боковая подушка Head/Thorax. Этот мешок ассиметричной формы, спрятанный в спинке переднего сиденья, защищает от контакта с дверью и стеклом одновременно и туловище (грудь, плечи, предплечья), и голову…

…но, как вариант, для защиты шеи и головы в кабриолетах может использоваться подушка, спрятанная в дверь

В первых системах управления подушками возникало немало вопросов и к управляющей электронике — от неё требовалась хорошая расторопность, да и число ложных срабатываний было чересчур велико. Несмотря на усилия мировых автогигантов на разных континентах, первые нормально работающие образцы подушек стали появляться лишь в середине 70-х годов прошлого века. Как дополнительные опции их предлагали американские производители, а в 1980-м первые серийные подушки вошли в список штатного оборудования Mercedes-Benz S-Класса (W126). Спустя семь лет Porsche на модели 944 в базовой комплектации устанавливает водительский и пассажирский эйрбэги. Кстати, стоит заметить, что на первых порах подушки для американского и европейского рынка отличались по объёму. В Старом Свете Правила дорожного движения обязывали водителей пристегиваться ремнями, а в Новом лишь рекомендовали, а потому и размерами надуваемые мешки для американских драйверов были чуть ли не вдвое больше, чтобы хоть как-то компенсировать отсутствие ремня.

Компьютерные крэш-тесты помогают с минимальными затратами и максимальной точностью отладить работу подушек. Но окончательную доводку и согласование с ремнями и преднатяжителями они всё равно проходят при реальных краш-тестах

В том же 1987-м первым японским автомобилем с подушкой безопасности становится Honda Accord. А в 1994 году впервые покупатели смогли заказать машины с боковыми подушками, причем как для задних, так и для передних седоков. Позднее отдельные воздушные мешки стали защищать ещё и голову — такие эйрбэги за то, что они, срабатывая, закрывали боковые стойки и окна, по праву окрестили «шторками» или «занавесками».

Конструкции

Формы и конструкции подушек зависят от назначения и места установки. Фронтальные более объёмны (от 50 до 100 литров) и близки к шарообразной форме. Надуваемый купол подушки выполняется из непроницаемого полотна — полимера, армированного капроном. Купол плотно укладывается в компактный корпус, который встраивается в ступицу руля или переднюю панель. Боковые эйрбэги аналогичны по конструкции, но они менее объёмны и их форма может быть весьма замысловатой.

Частые травмы нижних конечностей у водителей заставили производителей задуматься о дополнительной защите. Так появилась подушка, оберегающая колени и голени при фронтальном ударе

Различны и газогенераторы, которые надувают купола. Для фронтальной водительской подушки, прячущейся в «баранке», и фронтальной пассажирской, расположенной в передней панели, используют газогенератор купольной формы, для боковых или «занавесок» — трубчатые, напоминающие по виду батон колбасы. Последние, кстати, бывают ещё и твердотопливные, и гибридные.

Современные системы пассивной безопасности спасают жизнь не только находящимся внутри, но и снаружи автомобиля. Volvo первой представила на серийной модели эйрбэг для пешеходов. Задняя часть капота приподнимается (это само по себе гасит удар), и надувающийся мешок прикрывает стойки и нижнюю часть ветрового стекла

Твёрдотопливные генераторы состоят из корпуса, внутри которого находятся пиропатроны — поджигающий и выталкивающий. Когда из блока управления на пиропатрон приходит электрический импульс, тот воспламеняет поджигающий заряд — он служит запалом для основного количества твёрдого топлива, при сгорании которого и высвобождается необходимый для надувания подушки объём газа. На выходе из корпуса установлен металлический фильтр. Его задача — не допустить попадания горящих частиц в боящийся огня мешок и дополнительно охладить газ.

Так работает двухступенчатый твердотопливный генератор подушки безопасности. Электроника подаёт электрический импульс и активирует первый поджигающий пиропатрон. Он, вспыхивая, поджигает выталкивающий заряд — выделяющийся при горении газ деформирует корпус и, проходя сквозь пламегаситель и фильтр, заполняет подушку. Если сила удара при столкновении большая, блок управления через несколько миллисекунд подаёт команду второму пиропатрону, дополнительный заряд вспыхивает и поддерживает в подушке необходимое рабочее давление. Конструкция пиропатронов и сила применяемых зарядов на различных моделях может быть различна. Собственно различными комбинациями и последовательностью срабатываний зарядов для различных условий столкновений инженеры подбирают оптимальные скорость раскрытия и давление. Но даже если для работы потребовался один заряд, второй всё равно дожигается после стадии отдачи. Делается это для того чтобы исключить последующие случайные срабатывания. Ведь при спасательных работах заново сработавшая подушка может нанести урон как пострадавшим, так и спасателям

В гибридных генераторах (указан стрелкой на фото ниже) помимо твёрдотопливного заряда установлен дополнительный баллон со сжатым газом (обычно смесь аргона и гелия под давлением от 200 до 600 бар). Пиропатрон после подачи на него электрического импульса открывает защитный клапан и перемешанные газы устремляются в подушку безопасности. Преимущество такой конструкции перед твердотопливной в том, что температура газов, наполняющих мешок, значительно ниже, и значит меньше вероятность получить ожоги при выстреле эйрбэга. Надуваются такие подушки быстрее, это особенно важно для боковых «мешков» и шторок. Кроме того, из-за меньшего количества «взрывчатого» вещества, гибридные бережнее относятся к барабанным перепонкам находящихся в салоне (уровень шума при их срабатывании — до 140 дБ, как при взрыве новогодней хлопушки). Однако есть и недостатки — гибридные газогенераторы более громоздкие.

Концерн GM предлагает увеличить число подушек безопасности. Дополнительная центральная спрятана в спинке переднего кресла с противоположенной стороны от боковой и защищает седоков переднего ряда от травм при боковом ударе или перевороте. Надуваясь, воздушный мешок создает мягкую амортизирующую преграду между водителем и пассажиром, не давая им удариться головами. Новинку планируют устанавливать уже в следующем году на внедорожниках, кроссоверах и минивэнах, в частности на Buick Enclave, GMC Acadia, Chevrolet Traverse

Идея совместить ремень и подушку безопасности носилась в умах многих разработчиков. Одним из первых в серии её смог реализовать Ford. Такая конструкция оберегает задних пассажиров нового «Эксплорера». При ударе воздушный мешок, уложенный в лямку, надувается, увеличивая площадь контакта. Это позволяет снизить удельное давление на тело и уменьшить вероятность травм. Подушки срабатывают лишь при серьезных авариях — при незначительных ударах достаточно одного ремня. Разработчики уверяют, что проводили испытания не только на манекенах, но и на добровольцах, причем разного роста, комплекции, пола и роста. Все остались довольны результатами

Современные системы раскрывают подушки не только вовремя, но и в зависимости от направления и силы столкновения автомобиля с препятствием. Ведь при несильных ударах излишне «жёсткий» мешок больше травмирует, чем спасает. Поэтому такие подушки (их ещё называют адаптивные) приводят в действие двухступенчатые газогенераторы. Блок управления анализирует информацию с датчиков и определяет временной интервал (от 5 до 50 мс) между срабатыванием первой и второй ступеней. Чем больше пауза, тем медленнее мешок наполняется газом и тем мягче он окажется. Если удар при столкновении очень сильный, оба заряда срабатывают одновременно, они обеспечат максимальное давление и жёсткость подушке. Но у всего есть предел — в очень тяжёлых случаях даже пристёгнутый человек через газовый подпор подушки безопасности может-таки достать головой до руля и деталей интерьера.

Городской «малыш» Toyota iQ, помимо «взрослого» комплекта подушек безопасности (здесь есть и фронтальные, и боковые подушки, и «шторки», и даже коленная подушка для водителя) имеет эйрбэги для защиты голов задних пассажиров. От задних подголовников до стекла третьей двери очень мало пространства, именно его и заполняют подушки при ударе в заднюю часть, чтобы максимально эффективно смягчить удар. Раскрываясь «короной» вокруг подголовников, «мешки» снижают риск травмирования головы и шеи при отскоке назад

Многие ошибочно полагают, что при аварии должны раскрыться все подушки. На деле современные системы управления подушками настроены так, чтобы выстреливали только те мешки, которые действительно необходимы. Автомобиль буквально начинён датчиками ускорений и ударов. Получая от них информацию, блок управления вычисляет, в какую часть машины пришелся удар и насколько он сильный. Далее подаётся питание на пиропатроны нужных подушек… Умные системы многих современных автомобилей способны распознавать, занято или нет пассажирское сиденье. Если оно пусто, там лежит куртка или портфель, то электроника подушку не раскроет. Кроме того, дополнительные данные система управления может получать от ультразвуковых датчиков, измеряющих рост и позу седока, и вносит коррективы в алгоритм срабатывания подушек и преднатяжителей ремней. Но надо помнить, каким бы современным ни был автомобиль, сколько подушек и прогрессивных систем в нём ни было, всё это эффективно работает только в том случае, если седоки пристёгнуты.

Анатолий Кучерявенко, Виталий Кабышев
Фото и видео:
Виталий Кабышев, фирмы-производители, Euro NCAP и ADAC

Увлекательная химия подушек безопасности | Управление науки и общества

Леонардо Де Винчи был очарован полетом и мечтал о различных летательных аппаратах. Однако он был достаточно реалистичен, чтобы рассмотреть риски, и подумал, что храбрецы с крыльями должны также надевать мешки с воздухом, чтобы защитить себя на случай, если они упадут с неба, как камень.

Но это был другой рок, который вдохновил современную подушку безопасности. Этот камень находился посреди дороги, из-за чего Джон Хетрик свернул и оказался в канаве в 1951 году.Он был благодарен за то, что его дочь, которая сидела рядом с ним, не пострадала, но понял, что могло бы случиться, если бы она врезалась в приборную панель с большей силой. По дороге домой Хетрик уже мечтал о губках и подушках, которые могли бы защитить в случае аварии. Именно тогда ему в голову пришло воспоминание из тех дней, когда он работал техником-торпедником. Хетрик вспомнил, как однажды его направили работать над торпедой в ремонтной мастерской. Торпеды приводятся в движение сжатым воздухом, и по какой-то причине внезапно воздух был выпущен случайно.Это не имело большого значения, но в голове Хетрика застрял один образ. Брезент, закрывавший торпеду, мгновенно катапультировался в воздух!

Вот возможное решение его проблемы с подушкой. Как насчет устройства, которое в случае столкновения наполнит воздухом какую-нибудь подушку? Вскоре Хетрик представил прототип, а в 1952 году получил первый патент на то, что станет предшественником подушки безопасности. Первоначальная идея использования сжатого воздуха оказалась неосуществимой, поскольку сам воздушный цилиндр представлял опасность.Что, если он был поврежден в результате аварии и взлетел, как ракета? Более того, в то время производители автомобилей были больше заинтересованы в привлечении клиентов огромными двигателями и хвостовыми стабилизаторами, чем подушками безопасности. Но по мере того, как резня на шоссе продолжалась, автопроизводители поняли, что нужно что-то делать. Стали пристегивать ремни безопасности, но большинство водителей ими не пользовались. Серьезно стали рассматриваться подушки безопасности, но как их можно безопасно надуть за несколько миллисекунд после удара без использования сжатых газов?

Ответ можно найти в удивительном химическом веществе под названием азид натрия, NaN3.Когда это вещество воспламеняется от искры, оно выделяет азот, который может мгновенно надуть подушку безопасности. Проблема, однако, заключается в том, что в результате реакции также образуется металлический натрий, который реагирует с влагой с образованием гидроксида натрия, очень агрессивного вещества. Разорвавшаяся подушка безопасности может нанести серьезный ущерб. Однако на первый план вышла химическая изобретательность. Если бы нитрат калия и диоксид кремния также были включены в азид натрия, единственными продуктами, которые образовались бы в дополнение к азоту, были бы силикат калия и силикат натрия.Оба они — инертные, безвредные вещества.

Подушка безопасности предназначена для выпуска части газа сразу после срабатывания, чтобы смягчить удар по телу. Попадание в полностью надутую неподатливую подушку безопасности может иметь катастрофические последствия. Поэтому, прежде чем широко продвигать это защитное устройство, необходимо было убедиться в безопасности его содержимого. В 1970-х годах Mercedes решил эту проблему, поместив в машину клетку с канарейками и применив подушку безопасности. Канарейки чрезвычайно чувствительны к мельчайшим следам токсичных газов, но птицы пережили эксперимент без потерь.К концу 1980-х подушки безопасности стали обычным явлением в автомобилях и с тех пор спасли тысячи жизней.

Но, как и в случае с любым другим научным достижением, есть одно «но». Подушки безопасности не без проблем. Несмотря на то, что химия, связанная с ограничением производства гидроксида натрия, продумана, она не является надежной. Небольшие количества едкого вещества выделяются из сработавших подушек безопасности, в редких случаях вызывая серьезные травмы глаз, включая слепоту. Однако самая серьезная проблема — это повреждение, которое может нанести подушка безопасности, которая вылетает с поразительной скоростью до 330 км в час.Удар по голове быстро надувающимся мешком может быть смертельным. К сожалению, более сотни человек, в основном дети и маленькие взрослые, были убиты таким образом, по иронии судьбы, иногда в столкновениях на малой скорости, когда жизни не угрожали. В настоящее время ведется большое количество исследований, чтобы найти способы обеспечить срабатывание подушек безопасности только тогда, когда это необходимо, и чтобы они были развернуты наиболее безопасным способом. Сюда входят различные датчики, которые могут измерять вес пассажиров, чтобы компьютер мог рассчитать, как и нужно ли надувать подушку безопасности.Ни в коем случае нельзя разрешать детям сидеть на переднем сиденье автомобиля, оборудованного подушкой безопасности! Некоторые исследователи даже утверждают, что более надежную защиту можно обеспечить, если использовать ремни безопасности, а не подушки безопасности.

Есть еще одна проблема, которую необходимо решить. Азид натрия более токсичен, чем цианид. Что в конечном итоге будет со всем азидом в машинах, направляющихся на свалку? Что делать, если канистры не снимать? Если выделяется азид натрия, он может реагировать с водой с образованием азойной кислоты, которая не только токсична, но и очень взрывоопасна.Азид натрия также может реагировать с металлами, такими как медь или свинец, с образованием взрывоопасных азидов меди или свинца. Просто спросите сантехников, которых вызвали в лабораторию, где использовались растворы азида натрия. Когда они вынули кусок медной трубы и бросили ее в мусор, она взорвалась. Неудачный и шокирующий способ узнать о химии азидов!


@JoeSchwarcz

Хотите прокомментировать эту статью? Посетите нашу страницу в FB!

Надувание подушки безопасности | HowStuffWorks

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

  • Сумка сама по себе 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 баллона с бензином
  • Останется ли газ под высоким давлением в течение всего срока службы автомобиля
  • Как сделать так, чтобы мешок мог быстро и надежно расширяться при при различных рабочих температурах и без оглушительного удара

Им нужен был способ вызвать химическую реакцию, в результате которой образуется 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 вылетает со своего места хранения на скорости до 200 миль в час (322 км / ч) — быстрее, чем в мгновение ока! Через секунду газ быстро рассеивается через крошечные отверстия в мешке, таким образом сдувает мешок, чтобы вы могли 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.

CDC | Факты об азиде натрия

Что такое азид натрия

  • Азид натрия — это быстро действующее потенциально смертельное химическое вещество, которое существует в виде белого твердого вещества без запаха.
  • При смешивании с водой или кислотой азид натрия быстро превращается в токсичный газ с резким (резким) запахом. Он также превращается в токсичный газ (азотную кислоту) при контакте с твердыми металлами (например, когда он заливается в сливную трубу, содержащую свинец или медь).
  • Однако запах газа может быть недостаточно резким, чтобы предупредить людей об опасности.

Где находится азид натрия и как он используется

  • Азид натрия наиболее известен как химическое вещество, содержащееся в автомобильных подушках безопасности. Электрический заряд, вызванный ударами автомобиля, вызывает взрыв азида натрия и превращение его в газообразный азот внутри подушки безопасности.
  • Азид натрия используется в качестве химического консерванта в больницах и лабораториях.В этих условиях произошли аварии. В одном случае азид натрия вылили в канализацию, где он взорвался, и ядовитый газ вдыхался (вдыхался).
  • Азид натрия используется в сельском хозяйстве (сельском хозяйстве) для борьбы с вредителями.
  • Азид натрия также используется в детонаторах и других взрывчатых веществах.

Как вы могли подвергнуться воздействию азида натрия

  • После попадания азида натрия в воду вы можете подвергнуться воздействию азида натрия, выпив зараженную воду.
  • После заражения пищевых продуктов азидом натрия вы можете подвергнуться воздействию азида натрия при употреблении зараженных пищевых продуктов.
  • После выброса азида натрия в воздух вы можете подвергнуться опасности, вдыхая пыль или образующийся газ.
  • Азид натрия также может попадать в организм и вызывать симптомы при контакте с кожей.
  • Взрыв с участием азида натрия может вызвать ожоги, а также подвергнуть людей воздействию токсичного газа, азойной кислоты.

Как действует азид натрия

  • Серьезность отравления, вызванного азидом натрия, зависит от количества, пути и продолжительности воздействия, а также от возраста и состояния здоровья человека, подвергшегося воздействию.
  • Вдыхание газа, который образуется из азида натрия, причиняет наибольший вред, но проглатывание (проглатывание) азида натрия также может быть токсичным.
  • Газ, образующийся из азида натрия, наиболее опасен в закрытых помещениях, где он будет задерживаться. Ядовитый газ быстро рассеивается на открытых пространствах, делая его менее вредным для окружающей среды.
  • Газ, образованный из азида натрия, менее плотен (легче), чем воздух, поэтому он поднимается вверх.
  • Азид натрия не дает клеткам организма использовать кислород.Когда это происходит, клетки умирают.
  • Азид натрия более вреден для сердца и мозга, чем для других органов, потому что сердце и мозг используют много кислорода.

Непосредственные признаки и симптомы воздействия азида натрия

  • Люди, подвергшиеся воздействию небольшого количества азида натрия при вдыхании, абсорбции через кожу или употреблении продуктов, содержащих его, могут иметь некоторые или все из следующих симптомов в течение нескольких минут:
    • Очистить дренаж из носа (воздействие газа или пыли)
    • Кашель (воздействие газа или пыли)
    • Головокружение
    • Головная боль
    • Тошнота и рвота
    • Учащенное дыхание
    • Учащенное сердцебиение
    • Красные глаза (воздействие газа или пыли)
    • Беспокойство
    • Слабость
    • Ожоги кожи и волдыри (взрыв или прямой контакт с кожей)
  • Воздействие большого количества азида натрия любым путем может вызвать и другие последствия для здоровья:
    • Судороги
    • Низкое артериальное давление
    • Потеря сознания
    • Травма легкого
    • Дыхательная недостаточность с летальным исходом
    • Низкая частота пульса
  • Наличие этих признаков и симптомов не обязательно означает, что человек подвергался воздействию азида натрия.

Какие могут быть долгосрочные последствия для здоровья

У людей, переживших серьезное отравление азидом натрия, может быть поражение сердца и головного мозга.

Как люди могут защитить себя и что им следует делать, если они подвергаются воздействию азида натрия

  • Во-первых, выйдите на свежий воздух, покинув зону выброса азида натрия. Переезд на свежий воздух — хороший способ снизить вероятность смерти от воздействия азида натрия.
    • Если выброс азида натрия происходил снаружи, отойдите от области, где произошел выброс азида натрия.
    • Если выброс азида натрия произошел в помещении, выйдите из здания.
    • Если выход из зоны воздействия азида натрия невозможен, стойте как можно ниже к земле, поскольку пары азида натрия поднимаются.
    • Если вы находитесь рядом с выбросом азида натрия, координаторы по чрезвычайным ситуациям могут посоветовать вам либо покинуть территорию, либо «укрыться на месте» внутри здания, чтобы избежать контакта с химическим веществом. Для получения дополнительной информации об эвакуации во время химической чрезвычайной ситуации см. «Факты об эвакуации».Для получения дополнительной информации о укрытии на месте во время химической чрезвычайной ситуации см. «Факты об укрытии на месте».
    • Если вы считаете, что подверглись воздействию азида натрия, вам следует снять одежду, быстро вымыть все тело водой с мылом и как можно скорее обратиться за медицинской помощью.
  • Снятие одежды:
    • Быстро снимите одежду, на которой может быть азид натрия. Любую одежду, которую нужно натягивать через голову, следует отрезать от тела, а не надевать через голову.
    • Если вы помогаете другим людям снимать одежду, старайтесь не прикасаться к загрязненным участкам и снимайте одежду как можно быстрее.
  • Мытье себя:
    • Как можно быстрее смойте с кожи азид натрия большим количеством воды с мылом. Мытье водой с мылом поможет защитить людей от попадания на их тела любых химических веществ.
    • Если ваши глаза горят или ваше зрение нечеткое, промойте глаза простой водой в течение 10-15 минут.Если вы носите контакты, снимите их и наденьте вместе с загрязненной одеждой. Не кладите контакты обратно в глаза (даже если они не одноразовые). Если вы носите очки, вымойте их водой с мылом. Вы можете снова надеть очки после того, как вы их вымоете.
  • Выдача одежды:
    • После того, как вы вымылись, положите одежду в пластиковый пакет. Не прикасайтесь к загрязненным участкам одежды. Если вы не можете избежать прикосновения к загрязненным участкам или не знаете, где находятся зараженные участки, наденьте резиновые перчатки или положите одежду в сумку, используя щипцы, ручки для инструментов, палки или аналогичные предметы.Все, что касается загрязненной одежды, также следует положить в сумку. Если вы носите контакты, положите их тоже в полиэтиленовый пакет.
    • Закройте пакет, а затем запечатайте его в другом пластиковом пакете. Утилизация одежды таким образом поможет защитить вас и других людей от любых химикатов, которые могут быть на вашей одежде.
    • Когда прибудет местный или государственный отдел здравоохранения или сотрудники службы экстренной помощи, расскажите им, что вы делали со своей одеждой. Департамент здравоохранения или персонал скорой помощи организуют дальнейшую утилизацию.Не трогайте пластиковые пакеты самостоятельно.
    • Для получения дополнительной информации о чистке тела и утилизации одежды после выброса химикатов см. «Химические вещества: факты о личной чистке и утилизации загрязненной одежды».
    • Если кто-то проглотил азид натрия, не вызывайте рвоту и не давайте жидкости пить. Кроме того, если вы уверены, что человек проглотил азид натрия, не пытайтесь проводить СЛР, используя дыхание рот в рот. Выполнение СЛР человеку, который проглотил азид натрия, может подвергнуть вас воздействию этого химического вещества.
    • Когда азид натрия попадает в организм, он смешивается с желудочной кислотой и образует токсичный газ — азойную кислоту. Если у человека, проглотившего азид натрия, рвота, изолируйте его и держитесь подальше от содержимого желудка (рвоты), чтобы избежать воздействия токсичного газа.
    • Не сливайте в канализацию вещества, содержащие азид натрия (например, пищу, воду или рвотные массы), поскольку слив может взорваться и причинить серьезный вред.
  • Немедленно обратитесь за медицинской помощью.

Как лечится отравление азидом натрия

Отравление азидом натрия лечится в условиях стационара.Специфического антидота при отравлении азидом натрия не существует. Самое главное, чтобы пострадавшие как можно скорее обратились за медицинской помощью.

Как получить дополнительную информацию об азиде натрия

Вы можете связаться с одним из следующих:

Азот: безопасный газ для подушек безопасности

Подушки безопасности — это защитное дополнение к ремням безопасности в автомобилях, предотвращающее удары водителя и других пассажиров о рулевое колесо, лобовое стекло и т. Д.Начиная с 1990-х годов, постановления правительства США требуют наличия подушки безопасности в каждой новой машине, проданной в Соединенных Штатах.

Джон Л. Хетрик, американский инженер, получил первый патент на подушку безопасности в 1953 году. Вскоре после этого немецкий инженер Вальтер Линдерер получил патент, основанный на той же самой независимо задуманной предпосылке. Основная идея заключалась в том, что удар бампера или какой-либо другой стимул инициирует выпуск сжатого воздуха в мешок.

Это была хорошая идея, но более поздние исследования показали, что сжатый воздух не может заполнять мешки достаточно быстро, чтобы оптимально защитить водителя.Собственная опасность взрыва при переноске баллона со сжатым воздухом также является серьезным ограничением.

Критическое улучшение произошло, когда исследователи придумали надувание подушек безопасности за счет взрыва, который происходит за десятки миллисекунд. Ключевой реакцией является воспламенение небольшого количества частиц азида натрия (NaN3, относительно стабильное взрывчатое вещество), которые разлагаются на большой объем газообразного азота (N2, основной компонент повседневного воздуха), тем самым раздувая мешок.

2NaN3 (т) → 2Na (т) + 3N2 (г)

Химики узнают другой продукт этой химической реакции: металлический натрий, Na.Обычно это был бы чрезвычайно опасный побочный продукт, например металлический натрий взрывается при контакте с водой. Однако дополнительные химические реакции надежно и быстро превращают металлический натрий в практически безвредный силикат натрия Na2SiO3.

Азид натрия чрезвычайно токсичен, сравним с основными цианидами. Он подавляет митохондриальную функцию в клетках вашего тела и может быстро убить вас в малых дозах. Следовательно, продолжаются исследования по разработке системы подушек безопасности, которую люди могут безопасно выбросить перед развертыванием.

Тем не менее, риск отравления азидом натрия при раскрытии подушки безопасности отсутствует; он полностью превращается в нетоксичный газообразный азот. Производство или выпуск других обычных газов для надувания мешка было бы менее полезным; например, кислород представляет собой возможную опасность взрыва.

Азот явно безопаснее и эффективнее в подушках безопасности, чем сжатый воздух. Аналогичным образом, инерция азота помогает улучшить топливную экономичность автомобилей, не окисляет резину и является безопасной альтернативой сжатому воздуху.

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: надувные устройства для подушек безопасности

Надувные устройства для подушек безопасности

Базовое описание

Устройство для накачивания подушки безопасности является одним из многих компонентов системы подушек безопасности. Основная цель подушки безопасности — максимально равномерно замедлить движение пассажира вперед сразу после столкновения. Одной из самых больших проблем на ранних этапах разработки подушек безопасности для использования в автомобилях была их высокая цена и технические трудности, связанные с хранением и выпуском сжатого газа.Эти трудности включали обеспечение достаточного места для хранения газа в автомобиле, поддержание высокого давления газа в течение всего срока службы автомобиля и обеспечение быстрого и надежного расширения мешка без причинения травм. Эти требования предполагали необходимость разработки конструкции подушки безопасности, основанной на химической реакции, в результате которой образуется газообразный азот, который надувает подушку безопасности. Первые автомобильные подушки безопасности, разработанные в 1970-х годах, использовали твердое топливо. Эти системы надувания подушек безопасности реагировали азидом натрия (NaN3) с нитратом калия (KNO3) с образованием газообразного азота.Горячие струи азотного газа надулили подушку безопасности. Поскольку азид натрия чрезвычайно токсичен, использование этих химикатов было широко прекращено в 1990-х годах в пользу более эффективных, менее дорогих и менее токсичных альтернатив. Альтернативные пропелленты могут включать, например, комбинацию нитрогуанидина, фазостабилизированного нитрата аммония (Nh5NO3) или других неметаллических окислителей, а также богатое азотом топливо, отличное от азида (например, тетразолы, триазолы и их соли).

Как показано на приведенном выше рисунке, при обнаружении аварии блок управления посылает электрический сигнал на насос.Химическая реакция инициируется воспламенителем, выделяя в основном газообразный азот, который заполняет подушку безопасности, вызывая ее прохождение через крышку модуля. Из-за быстрого изменения скорости транспортных средств, попавших в аварию, подушки безопасности должны быстро надуваться, чтобы снизить риск травм пассажиров, защищая их от удара о салон автомобиля. С начала сбоя весь процесс развертывания занимает около 50 миллисекунд — быстрее, чем мгновение ока (около 200 миллисекунд). Крошечные отверстия в мешке позволяют газу рассеиваться, поглощая силу удара на пассажира.

Многоступенчатые инфляторы:

Чтобы уменьшить травмы в результате надувания подушки безопасности, были разработаны передовые технологические надувные устройства, способные изменять давление накачки. Это помогает контролировать силу развертывания в зависимости от интенсивности аварии, размера водителя и его положения в автомобиле. Эти инфляторы состоят из двух камер с двойными инициаторами. Таким образом, с помощью одного или обоих инициаторов можно управлять силой надувания.

Производителей
ARC Automotive, Autoliv, Daicel, KSS, Takata, TRW
Для получения дополнительной информации
[1] Как работают подушки безопасности, Маршалл Брейн, HowStuffWorks.com, 1 апреля 2000 г.
[2] Подушка безопасности, Википедия.
[3] Узел накачки, Lemurzone.com.
[4] Достижения в технологии подушек безопасности, Джереми Розенберг, Cars.com, 18 июня 2009 г.
[5] Как работает подушка безопасности, YouTube, 25 апреля 2008 г.
[6] Подушка безопасности для пешеходов Volvo: как это работает, YouTube, 2 июня 2012 г.

Какой газ наполняет подушку безопасности и почему? — Реабилитацияrobotics.net

Какой газ наполняет подушку безопасности и почему?

Химическое вещество, лежащее в основе реакции в воздушной подушке, называется азидом натрия или NaN3. АВАРИИ ДАТЧИКИ отключения в автомобилях, которые посылают электрический сигнал на воспламенитель. Вырабатываемое тепло заставляет азид натрия разлагаться на металлический натрий и газообразный азот, который раздувает подушки безопасности автомобиля.

Какой газ в подушках безопасности?

Азид натрия

Что происходит с молекулами газа внутри подушки безопасности, когда водитель сталкивается с подушкой безопасности?

Когда человек сталкивается с надутой подушкой безопасности, этот удар сближает молекулы газа в подушке. Сжатие газа поглощает энергию удара. Почему газы легко сжимаются: из-за пространства между частицами.

Почему подушка безопасности также содержит KNO3 и SiO2?

Внутри подушки безопасности находится газогенератор, содержащий смесь NaN3, KNO3 и SiO2.Образующийся азот заполняет подушку безопасности. Назначение KNO3 и SiO2 — удалить металлический натрий (который обладает высокой реакционной способностью и потенциально взрывоопасен) путем преобразования его в безвредный материал.

Что произойдет, если подушка безопасности недостаточно наполнена, в чем может быть причина?

Если подушка безопасности недостаточно накачана или надувается слишком быстро, пассажир все равно будет травмирован рулевым колесом. Если подушка безопасности надувается слишком сильно или слишком медленно, пассажир ударится о надувную подушку безопасности и получит травму.

Как подушки безопасности уменьшают силу удара?

Подушки безопасности используются в автомобилях, потому что они способны минимизировать воздействие силы на объект, участвующий в столкновении. Подушки безопасности достигают этого, увеличивая время, необходимое для остановки движения водителя и пассажира.

На какой скорости бесполезны подушки безопасности?

Подушки безопасности

должны срабатывать при авариях, которые происходят на скорости от восьми до 14 миль в час при ударе о неподвижный барьер (например, забор), что, согласно Национальной администрации безопасности дорожного движения, «эквивалентно удару о припаркованный автомобиль аналогичного размера. примерно от 16 до 28 миль в час или выше.”…

Подушки безопасности вас выбивают?

Да. Он также может сломать вам руку, если вы держите руку за руль. Но внезапная остановка автокатастрофы может вырубить и вас … Почему в моей машине иногда отключается подушка безопасности пассажира, когда там кто-то сидит?

Действительно ли подушки безопасности спасают жизни?

По оценкам агентства

NHTSA, сочетание подушки безопасности и ремня безопасности снижает риск смерти при лобовом столкновении на 61 процент. С 1987 по 2015 годы фронтальные подушки безопасности спасли 44 869 жизней.В 2016 году подушки безопасности, по оценкам, спасли 2 756 человек….

Куда вас бьют подушки безопасности?

Грудь — Чтобы ваше тело не вылетело из переднего сиденья автомобиля, подушка безопасности должна выходить быстро. После того, как подушка безопасности срывается с рулевого колеса и сталкивается с движущимся вперед телом, область груди становится уязвимой. Многие водители получили переломы грудной клетки и повреждения мягких тканей.

Может ли подушка безопасности повредить сердце?

Несмотря на то, что подушки безопасности спасают жизни и уменьшают травмы, они также могут вызывать сердечные и легочные травмы и смерть, особенно если водитель или пассажир не пристегнут ремнем безопасности и, что особенно важно, люди, которые присутствуют при авариях на малой скорости….

Может ли подушка безопасности сломать вам запястье?

Материалы и методы. Из наших расследований аварий 325 легковых автомобилей, оборудованных подушками безопасности, представлена ​​подгруппа травм верхних конечностей, связанных с срабатыванием подушек безопасности. Основные результаты: нередки легкие травмы кисти, запястья или предплечья — ушибы, ссадины и растяжения.

Сколько стоит травма руки?

Сколько стоят травмы рук и пальцев? По национальным данным, средний приговор присяжных по травмам пальцев и рук составляет около 630 000 долларов.Средний приговор составляет примерно 70 000 долларов.

Что такое перелом ладьевидной кости?

Перелом ладьевидной кости (ладьевидной кости) — это перелом одной из мелких костей запястья. Этот вид перелома чаще всего возникает после падения на вытянутую руку.

Может ли подушка безопасности сломать вам руку?

Известно, что чрезмерное усилие неисправной подушки безопасности вызывает, как минимум, растяжение запястий и рук. В более тяжелых ситуациях водители нередко получают переломы и / или переломы костей рук, запястий и предплечий.

Может ли автомобильная подушка безопасности убить вас?

СПРОСИТЕ АДВОКАТА ПО БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ — Водители малого класса Подушка безопасности может не только серьезно повредить вам, но и убить. Подушки безопасности второго и третьего поколения, несмотря на то, что они были отключены с середины 1990-х годов, все еще срабатывают со скоростью 300 миль в час. У раскрывающейся подушки безопасности есть взрывной эквивалент 20 снарядов для дробовика….

Насколько громкая подушка безопасности?

Подушка безопасности может создавать звуковое давление до 178 децибел, что более чем на 20% выше уровня, который может вызвать необратимую потерю слуха.И более 90% людей будут подвержены риску нарушения слуха при срабатывании подушек безопасности….

Можно ли получить травму из-за подушки безопасности?

Срабатывание подушки безопасности может привести к травмам ряда частей тела. Распространенные типы травм, вызванных подушками безопасности: ссадины на верхней части тела, включая руки, грудь и лицо. Ушибы рук, колен, груди, лица и внутренних органов….

Подушки безопасности приносят больше вреда, чем пользы?

Травмы подушек безопасности с малой ударной нагрузкой Иногда они могут принести больше вреда, чем пользы, особенно когда они срабатывают в авариях с меньшей ударной силой.В некоторых случаях подушки безопасности вызывают серьезные травмы, и вероятность этого увеличивается, если пассажир не пристегнут ремнем безопасности….

Нужно ли заменять подушки безопасности после аварии?

Подушка безопасности автомобиля не подлежит ремонту после аварии. Несмотря на то, что это может быть дорогостоящим, его необходимо заменить. Когда они были впервые представлены, механики могли сбрасывать некоторые подушки безопасности. Однако сегодня механики должны заменять предохранительные устройства после каждого развертывания.

Сколько повреждений может нанести подушка безопасности?

Когда датчик удара срабатывает слишком поздно, это может нанести серьезный вред из-за того, что головы или тела пассажиров теперь находятся слишком близко к подушке безопасности, когда она срабатывает.Это означает, что на чье-то тело или голову воздействует подушка безопасности со скоростью 200 миль в час с силой до 2000 фунтов …

Что вызывает ожоги от подушек безопасности?

Гидроксид натрия, высокощелочное вещество, содержащееся в аэрозоле, считается основной причиной химических ожогов. Азид натрия — это высокореактивное вещество, которое может химически реагировать с водой, приводя к образованию токсичных и взрывоопасных продуктов.

Ítaca — ЧТО ТАКОЕ ПОДУШКА БЕЗОПАСНОСТИ?

Подушки безопасности — это пассивные удерживающие устройства, которые активируются, когда автомобиль попадает в аварию.

Подушка безопасности — это устройство безопасности, похожее на подушку, которое надувается при лобовом столкновении автомобиля. Цель использования подушки безопасности — обеспечить мягкость телу пассажиров. Таким образом, он предотвращает их прямое столкновение с внутренними объектами, такими как рулевое колесо или приборная панель. Это одна из важнейших функций безопасности современного автомобиля.

Конструктивные детали системы подушек безопасности показаны на схеме ниже:

Система подушек безопасности состоит из трех основных компонентов.Он состоит из надувного мешка, датчика удара и системы надувания. Они работают друг с другом, чтобы надуть мешок и, таким образом, обеспечить защиту пассажиров. Посмотрим на них.

Компоненты подушки безопасности:

    1. Сумка

      — изготовлена ​​из тонкой нейлоновой ткани и складывается в желаемом положении внутри рулевого колеса.

    2. Датчик

      — Функция датчика заключается в том, чтобы посылать сигнал о надувании подушки безопасности в случае аварии.

    3. Система надувания — эта система выполняет фактическую задачу по надуванию мешка. При получении сигнала от датчика он осуществляет химическую реакцию между азидом натрия (NaN3) и нитратом калия (KNO3). В результате он генерирует азот. Огромное давление, создаваемое азотом, заставляет мешок надуваться.

Подушка безопасности действует как подушка. Он предотвращает смертельные травмы головы пассажиров и тем самым спасает жизни.Как только тело пассажира касается подушки безопасности, газ, наполненный мешком, начинает рассеиваться, и вскоре мешок полностью сдувается. Весь описанный выше процесс завершается менее чем за одну двадцать пятую секунды.

Первоначальная концепция подушки безопасности ограничивается только подушками безопасности водителя и пассажира. Однако современные автомобили имеют несколько подушек безопасности, таких как боковые подушки безопасности, шторные и коленные подушки безопасности и т. Д.

Как работают подушки безопасности?

Системы подушек безопасности обычно состоят из нескольких датчиков, модуля управления и как минимум одной подушки безопасности.Датчики размещаются в положениях, которые могут быть нарушены в случае аварии, а данные с акселерометров, датчиков скорости вращения колес и других источников также могут контролироваться блоком управления подушками безопасности. При обнаружении определенных условий блок управления может активировать подушки безопасности.

Каждая индивидуальная подушка безопасности сдувается и упаковывается в отсек, расположенный в приборной панели, рулевом колесе, сиденье или где-либо еще. Они также содержат химические пропелленты и устройства-инициаторы, способные воспламенить пропелленты.

После срабатывания подушки безопасности ее необходимо заменить. Весь запас химического топлива сжигается, чтобы за один раз надуть мешок, так что это устройства одноразового использования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.