Что такое airbag в автомобиле и для чего он нужен
История AirBag: авто без опасности
Портал Колеса.Ру продолжает знакомить читателей с технической начинкой современных автомобилей. Сегодня мы поговорим о подушках безопасности – как и зачем они появились, и почему лучше с ними, чем без них.
Человек – это все (надпись на немецких правах)
То, что автомобиль должен быть не только быстрым и комфортным, но и безопасным, конструкторы поняли давно. Первой на пути решения этой проблемы стала фирма Volvo, серийно оснастившая свои машины ремнями безопасности в 1957 году. Но скорости росли, автомобилей становилось все больше, и пропорционально увеличивалось количество аварий. В 1969 году с подачи президента Джонсона было решено оснащать каждый выпускаемый в США автомобиль средствами пассивной безопасности. Это и послужило толчком к созданию устройства, которое существенно расширило понятие о том, каким должно быть современное и безопасное средство передвижения.
Строго говоря, идея уберечь водителя от удара и перегрузок во время аварии с помощью надуваемой фронтальной подушки пришла из авиации. Подобное устройство было запатентовано еще в 40-х годах, а вот применение нашло именно в автомобиле, правда, гораздо позже.
Воплощение красивой идеи спасения жизни водителя требовало новых технологий. В пятидесятых годах были сконструированы первые газовые генераторы, которые позволяли надуть подушку за приемлемое время — порядка 50 миллисекунд. В 1973 году подушка безопасности (называлась она Air Cushion Restraint System, что можно перевести как «скрытая воздушная подушка») появляется на автомобиле Chevrolet Impala, но лишь в качестве эксперимента. До массового внедрения системы было еще очень далеко.
Первой европейской компанией, начавшей серийно ставить «эйрбэги» на свои автомобили, стала Mercedes-Benz. Более двухсот «крэш-тестов» понадобилось заводу, чтобы зимой 1980 года Mercedes S-class с подушкой безопасности увидел свет. С тех пор только в Америке, согласно исследованиям, эти устройства спасли более 14200 человеческих жизней.
А что внутри?
Современная подушка безопасности сделана из тонкой и прочной нейлоновой ткани и управляется при помощи бортового компьютера За режимом движения самого автомобиля следят датчики ускорения, расположенные в передней части кузова. Как только они фиксируют слишком быстрое замедление автомобиля, вызванное внешней силой (попросту, столкновение), они посылают тревожный сигнал на компьютер. Тот, в свою очередь, отдает команду на раскрытие подушки.
Важно отметить, что датчики контролируют ситуацию автономно, дублируя показания друг друга. Надежно сработать во время аварии так же необходимо, как и застраховаться от ложного «пуска»!
Наполнить обычным воздухом за тысячные доли секунды десятки литров объема «эйрбэга» было бы нереально. В системе наполнения содержится соль натриевой кислоты, которая при взрыве пиропатрона превращается в большой объем азота. Он-то и позволяет подушке безопасности раскрыться почти мгновенно. Чтобы смягчить встречу с человеком, во избежание травм последнего, часть газа выходит из специальных отверстий в подушке – так эффективней гасится кинетическая энергия тела.
Последняя тенденция в этих системах безопасности — это подушки, способные ограничивать объем своего развертывания. Вся идея заключается в том, что разных людей требуется защищать по-разному. Система датчиков, встроенных в сиденье, еще в начале движения определит ваши параметры – рост, вес, — и уже исходя из них будет решать, стоит ли раскрывать подушку в полную силу. А сенсорные датчики от GM, которыми компания оснастила автомобили Buick Lucerne и Cadillac DTS 2006 модельного года, способны распознать позу седока в момент аварии, тем самым оптимизируя параметры срабатывания подушек безопасности.
Ну а если нерадивые родители решат посадить на переднее сидение маленького ребенка, да еще без детского кресла, тогда система вообще не сработает – в таких случаях подушка безопасности способна нанести больше вреда, чем пользы!
В современном автомобиле число «эйрбэгов» может перевалить за десяток. Фронтальные подушки расположены в ступице рулевого колеса, и в передней панели перед пассажиром. Догадаться об их наличии можно лишь по соответствующим надписям на этих элементах – меток для разрыва пластика нет и в помине. Эстетика!
От боковых ударов, которые считаются одними из самых опасных, водителя и пассажиров призваны защищать подушки, встроенные в боковины спинок, или центральную стойку. «Занавески», перекрывающие собой оконный проем двери, помогут сберечь при ДТП голову.
Ноги, и, в особенности, колени передних седоков во время аварии страдают особенно сильно – ведь им предстоит недружественная встреча с передней панелью, смещающейся в салон, да и рулевая колонка тоже может нанести серьезные травмы. Подушки безопасности, по форме напоминающие валики, устанавливаются в нижней части панели приборов, и при раскрытии снижают риск получения тяжелых травм.
Датчики, отвечающие за работу системы, также постепенно «умнеют». Автомобиль после удара отбросило в сторону? Ничего, значит боковые подушки не «испустят дух» в течение еще нескольких секунд, чтобы защитить экипаж при многократном опрокидывании машины — за это отвечает датчик переворота. А специалисты автомобильного отделения Siemens VDO предложили оригинальное решение сенсорных датчиков безопасности, которые ориентируются еще и на звуки (!) ДТП, и на основе их анализа отдают сигналы исполнительному средству.
Подушка — не игрушка
Подушка безопасности – отнюдь не панацея, хранящая от всех бед водителя и пассажиров.
Сработать должным образом и попытаться защитить человека, попавшего в аварию, она может только совместно с другими средствами пассивной защиты. Такими, например, как ремень безопасности. Мнение, что подушка может эффективно работать «и так», ошибочно! Если лобовую аварию на 50 км/час можно сравнить с прыжком плашмя в пустой бассейн с высоты 5-ого этажа, то подушка лишь «наполнит» этот бассейн небольшим количеством воды. У непристегнутого члена экипажа шансов выжить в серьезной аварии особо не прибавится, даже если его машина оборудована «эйрбэгом» — ничем не зафиксированный в кресле, он может попросту не выдержать выстрел подушки, наполняющейся газом на скорости 300 м/c! Так что при всем многообразии средств безопасности, главным хранителем своей жизни и здоровья остается сам человек и его разум.
Манекены, побывавшие в «аварии» на «крэш-тесте», тщательно проверят, и если все в порядке, им дадут возможность «испытать себя» на прочность еще раз. У человека такой возможности может и не быть.
Подушка безопасности: друг и враг
Какой марки был первый автомобиль с надувными подушками и почему первоначально затея с их внедрением провалилась? В каких случаях они спасают жизнь, а в каких – убивают? Разбираемся в их истории и конструкции.
Немного истории
Родина подушек безопасности, как не трудно догадаться, – США. Еще в начале 50-х инженеры Джон Хендрик и Вальтер Линдерер запатентовали надувной мешок, который срабатывал при аварии. Правда, довольно долго конструкторы ломали голову над датчиком, который мог бы посылать сигнал при столкновении. Решение было найдено в 1967 году, когда изобретатель Аллен Брид предложил шариковый сенсор, реагирующий на очень резкое изменение скорости, которое могло произойти только при ударе. Брид продал технологию компании Chrysler, но пионерами в серийном производстве машин с подушками стали злейшие конкуренты концерна.
Впрочем, случится это только спустя четыре года. А пока автопроизводители занимались внедрением технологии, на арену вышли конгрессмены. Планы были амбициозными: желая показать избирателям свою заботу о их жизнях, депутаты приняли закон, обязывавший к 1973 году оснастить все серийные автомобили подушками безопасности. Идея была откровенно популистской, но под давлением властей автомобильные компании вынуждены были форсировать разработки.
Один за другим в 1971 году вышли Ford Taunus P7 и Oldsmoblie Toronado, в качестве опции оснащавшиеся надувными мешками для водителя и пассажира. Правда, тогда подушки позиционировали в качестве альтернативы ремням безопасности, и вскоре стало понятно, что затея не удалась. Американцы побаивались подушек, и не желали за них переплачивать. Масла в огонь подлили несколько смертельных случаев – водители умирали от сердечных приступов, шокированные громким хлопком, с которым надувались подушки.
Забегая вперед, стоит упомянуть, что подушки безопасности на американских автомобилях стали обязательными только к 1998 году. А в 1981-м появился первый европейский автомобиль с надувными мешками.
Им стал Mercedes-Benz S-class в новейшем на тот момент кузове W126, что позволило ему два года подряд (в 1988-м и 1989-м) называться самым безопасным автомобилем в мире по версии Американского института изучения дорожной смертности.
Последним из могикан остается Lada 4×4, более известная как Нива, – на неё нельзя установить подушки ни за какие деньги. Зато Granta, Kalina, Priora и Largus имеют их в «базе», что вселяет надежду на светлое будущее.
Как устроены современные подушки?
В конструкции самой подушки нет ничего особенно хитрого – это мешок из тонкой ткани (обычно нейлона). Часто мешки эти имеют несколько камер. Например, пассажирская фронтальная разделена на более крупную нижнюю секцию для тела и более мелкую – для головы. Мешок уложен в компактную капсулу и пересыпан тальком или крахмалом, чтобы не слеживался. Именно этот порошок после срабатывания системы порою летает в воздухе.
Где размещаются подушки безопасности?
Традиционно фронтальные подушки располагаются в корпусе ступицы руля для водителя и в приборной панели для пассажира. Боковые же подушки могут размещаться в разных местах: в дверях или над ними, в стойках или спинках сидений. Часто встречаются комбинированные решения: например, из слота над дверью выстреливает шторка для защиты головы, а из кресла – вторая подушка пониже для защиты грудной клетки, живота и таза.
Ноги от контакта с жестким пластиком приборной панели защищает коленная подушка, которая «зашита » под рулем. В 2009 году с подачи Toyota появились также центральные подушки – они расположены в спинке сиденья или в подлокотнике и предотвращают травмы, которые при боковом ударе могут нанести друг другу водитель и пассажир.
Для мотоциклистов и велосипедистов
В 2006 году дебютировал первый мотоцикл с подушкой безопасности – большой чоппер Honda Goldwing. Подушка встроена в его переднюю панель и в целом похожа на автомобильную. Пока что технология не нашла широкого применения у конкурентов.
Мотоциклисты, особенно экстремалы, предпочитают «автомобильным» решениям… костюмы с подушками. Капсула с ней расположена на шее, при падении она раскрывается как воротник, и вместо твердого асфальта байкер бьется головой о мягкую ткань.
И для пешеходов тоже
Если вы питаете особо нежную любовь к пешеходам, то ваш автомобиль – Volvo V40 Cross Country. Это единственный автомобиль на российском рынке (а еще и первый серийный в мире), который оснащен подушкой безопасности для пешеходов. Располагается она под капотом и выстреливает, приподнимая его и закрывая почти целиком лобовое стекло. К сожалению, от перелома ног этот девайс не спасает (кромка капота и бампер остаются жесткими), но от черепно-мозговой травмы – вполне.
Но как V40 понимает, что произошло столкновение именно с пешеходом, а не, скажем, со столбом? За это отвечает тепловизор, который на расстоянии замеряет температуру объекта, к которому приближается машина. Помимо уникальной подушки, Volvo имеет еще систему City Safety с принудительным экстренным торможением. Так что в идеальном случае подушка пешеходу вообще понадобиться не должна.
Немного статистики
Пик активности исследований, касающихся эффективности подушек безопасности, пришелся на начало 2000-х. Подушки получили массовое внедрение с начала 90-х, и спустя десятилетие у исследователей появилась база для изучения.
В 2001 году американская Администрация по дорожной безопасности (NHTSA) сделала вывод, что за первое десятилетие подушки безопасности спасли более 8 000 жизней. В 2009 году NHTSA рассчитало, что при условии, когда ремни безопасности пристегнуты, фронтальные подушки сокращают риск смерти на 11%.
В 2003 году медики Элиза Брейвер и Сергей Кириченко изучили данные аварийности в США в 1999-2001 годах, и пришли к вполне ожидаемому выводу, что наличие в автомобиле боковых подушек безопасности существенно снижает риск гибели при боковом столкновении. Статистику собирали исключительно по современным на тот момент автомобилям 1997-2002 модельных годов.
А теперь конкретика: за два года при боковых столкновениях в машинах вообще без боковых подушек погибли 1 800 человек, в автомобилях, оборудованных только подушками для защиты торса, – 105 человек, а в ТС с надувными шторками для защиты головы – всего 35 человек. Выходит, что наличие боковых подушек снижает риск смерти в ДТП на один-два порядка. Хороший повод задуматься о комплектации вашего автомобиля.
Стоит отметить, что любая аналитика статистики – это нечто условное. Всегда сложно выявить точную причину смерти человека при ДТП и уж тем более понять, почему выживший в аварии человек не умер. Весьма полезными в данном случае оказываются натурные испытания автомобилей с подушками, то есть краш-тесты.
Испытания подушек
Подушки безопасности нужно испытывать в деле, поэтому самыми объективными критериями их оценки являются результаты краш-тестов. Как известно, в мире существует несколько национальных стандартов. В частности, в Евросоюзе используют протокол Euro NCAP, в США — IIHS и NHTSA, в Японии — JNCAP, а в Китае — C-NCAP. Последний, как нетрудно догадаться, наиболее либеральный из всех.
Иногда краш-тесты помогали выявлять конкретные недостатки именно подушек безопасности. Так, в 1998 году, когда по методике Euro NCAP разбили BMW 5-й серии в кузове Е39, то стало понятно, что подушки срабатывают слишком медленно. Датчики удара и блок управления подушками модернизировали, и только после этого «пятерка» пошла в продажу.
В 2012 году уже известная нам американская организация NHTSA провела отдельные стендовые испытания. контрафактных подушек. Видео, которое они опубликовали по итогам тестов, впечатляет. Неоригинальные дешевые подушки, которые часто предлагают на автосервисах в качестве замены дорогим оригинальным, раскрываются неполностью или вовсе взрываются.
Еще одно интересное испытание связано с детскими креслами. Как известно, если ребенок сидит на переднем сиденье в кресле, пассажирскую подушку надо отключать, иначе она больно ударит малыша по лицу. Что, собственно, и доказали исследователи в ходе краш-теста.
Интересен и российский опыт. Так, журнал «Авторевю» проводил испытания Лады Калины по собственной методике, сравнивая результаты для одинаковых машин с подушками безопасности и без оных. Первая Калина набрала 8,4 балла из 16 возможных, а вторая — 5,6 балла. Таким образом, главную роль в обеспечении безопасности человека внутри автомобиля играет конструкция последнего: в частности, насколько хорошо поглощается и как распределяется по кузову сила удара. Подушка – вещь вспомогательная.
А что если не сработает?
В начале 2014 года американское автомобильное издание Automotive Information провело собственное исследование федеральной базы данных ДТП и сделало вывод: ежегодно в США около 3 400 человек гибнет во фронтальных столкновениях из-за того, что подушка безопасности не срабатывает. Как мы уже говорили, однозначных выводов здесь быть не может, однако факт остается фактом: подушки могут не сработать.
В числе распространенных причин указываются ошибки блока управления, повреждение проводки, старость самих подушек (банально от возраста может слежаться сам мешок), а также. недостаток мощности! В частности, исследователям удалось доказать 12 случаев, когда подушка не раскрылась из-за неполадки в системе зажигания Chevrolet Cobalt и соплатформенного с ним Saturn Ion. Обе эти модели попали под отзывную кампанию. Россиянам на этот счет можно не беспокоиться: наш Chevrolet Cobalt с американским не имеет ничего общего, кроме названия.
Нужно ли пристегиваться?
Как мы уже знаем из истории, подушки безопасности не смогли стать заменой ремням безопасности. И всё-таки некоторые несознательные водители ездят без ремней в надежде на то, что в случае аварии подушка спасёт им жизнь. Но в действительности при отсутствии ремней подушка превращается из помощника в смертельно опасного врага.
Человек должен находиться на расстоянии не менее 25 сантиметров от места, откуда вылетает подушка. Поэтому жизненно необходимо всегда пристегиваться, а еще не забывать отключать пассажирскую подушку, если на переднее сиденье устанавливается детское кресло.
Стреляные подушки
Подушка безопасности – штука сугубо одноразовая. Если она выстрелила, то придется менять весь модуль вместе с мешком и блоком наполнения. Стоимость такого модуля обычно довольно высока. Например, на Ford Focus 2 модуль водительской подушки стоит около 21 000 рублей, а на Opel Astra H – и вовсе 44 000.
Фото: by alegri / 4freephotos.com
Поэтому совершенно не удивительно, что когда автомобиль продают после ДТП, то вместо подушек ставят внешние заглушки и перепрошивают блок управления таким образом, чтобы компьютерная диагностика не показывала ошибок. Достоверно установить, «стреляла» ли подушка, невозможно. Поэтому при покупке подержанного автомобиля уделяйте внимание другим признакам участия в аварии, таким как перекрашенные элементы кузова и ржавчина.
Чехлы на кресла и боковые подушки
Владельцам автомобилей с боковыми подушками стоит помнить о том, что «неправильный» чехол, надетый на кресло, может свести эффективность подушек на нет. А какой же чехол в таком случае «правильный»? Тот, что имеет сертификат испытаний. Эти испытания проводят очень немногие производители авточехлов, но на российском рынке найти их можно. В конце концов, если вы раскошелились на авто с продвинутой системой пассивной безопасности, есть ли смысл в том, чтобы экономить на аксессуарах?
Что дальше?
Итак, за последние 30 лет подушки безопасности из причудливого аксессуара дорогих автомобилей вроде Mercedes-Benz S-class стали совершенно обязательным атрибутом любого современного автомобиля, в том числе и в России (за редким исключением). Современный водитель десять раз подумает перед тем, как садиться в машину без подушек.
Как будут развиваться подушки в дальнейшем, можно только догадываться. Скорее всего, они просто станут ещё более массовыми: технология производства постепенно удешевится, и не за горами тот день, когда мы увидим бюджетные автомобили с полным набором подушек, включая коленную и «шторки». Возможно, конструкторы уделят больше внимания безопасности задних пассажиров, и, разумеется, широкое применение должна найти технология Volvo для защиты пешеходов.
Виды, устройство и принцип действия подушек безопасности автомобиля
Одним из главных элементов защиты водителя и пассажиров в автомобиле являются подушки безопасности (Аirbag). Открываясь в момент удара, они защищают человека от столкновения с рулем, приборной панелью, передним сиденьем, боковыми стойками и другими частями кузова и салона. С тех пор, как в автомобили начали штатно устанавливать подушки безопасности, они смогли спасти жизни многим людям, попавшим в ДТП.
История создания
Первые прототипы современных подушек безопасности появились еще в 1941 году, однако война нарушила планы инженеров. К разработке airbag специалисты вернулись уже после окончания военных действий.
Интересно, что к созданию первых подушек безопасности причастны сразу два инженера, работавших на разных континентах отдельно друг от друга. Так, 18 августа 1953 года американец Джон Хетрик получил патент на изобретенную им систему защиты от ударов о твердые элементы в салоне автомобиля. Спустя всего три месяца – 12 ноября 1953 года – аналогичный патент был выдан немцу Вальтеру Линдереру.
Изобретение инженеров с течением времени подвергалось все новым и новым доработкам. В итоге первые серийные варианты появились в автомобилях марки Ford в 70-х годах ХХ столетия.
Airbag в современных автомобилях
Сегодня подушки безопасности устанавливаются в каждом автомобиле. Их количество – от одной до семи штук – зависит от класса и комплектации транспортного средства. Главная задача системы остается прежней – обеспечить защиту человека от столкновения на большой скорости с элементами салона автомобиля.
Виды подушек безопасности
Все подушки безопасности можно разделить на несколько видов в зависимости от их размещения в салоне автомобиля.
Устройство модуля подушки безопасности
Конструкция довольно проста и понятна. Каждый модуль состоит всего лишь из двух элементов: непосредственно самой подушки (сумки) и газогенератора.
Принцип работы
Принцип действия подушек безопасности довольно прост.
На весь описанный выше процесс раскрытия уходит не более 30 миллисекунд. Свою форму подушка безопасности сохраняет в течение 10 секунд, после чего начинает сдуваться.
Открывшаяся подушка не подлежит ремонту и повторному применению. Водитель должен обратиться в автосервис для того, чтобы заменить модули airbag, сработавшие натяжители ремней и блок управления SRS.
Можно ли отключить подушки безопасности
По умолчанию подушки безопасности в автомобиле отключать не рекомендуется, так как данная система обеспечивает важную защиту водителя и пассажиров в случае аварии. Однако отключение системы возможно, если airbag принесет больше вреда, чем пользы. Так, подушка деактивируется в том случае, если на переднем сиденье перевозится ребенок в детском автокресле. Детские удерживающие устройства сделаны так, чтобы обеспечить максимальную защиту маленьких пассажиров без дополнительных приспособлений. Сработавшая подушка, наоборот, может нанести ребенку травму.
Также подушки безопасности пассажиров рекомендуют отключать по некоторым медицинским показаниям:
Деактивируя airbag, необходимо взвесить все «за» и «против», так как в случае аварийной ситуации, ответственность за сохранение жизни и здоровья пассажиров будет лежать на водителе.
Схема отключения подушки пассажира может различаться в зависимости от марки и модели автомобиля. Чтобы узнать, как именно отключается система в вашей машине, обратитесь к инструкции по эксплуатации автомобиля.
Airbag – важный элемент защиты водителя и пассажиров. Однако полагаться только на одни подушки недопустимо. Важно помнить, что они эффективны только в комплексе с пристегнутыми ремнями безопасности. Если в момент удара человек не будет пристегнут, он по инерции полетит навстречу подушке, выстреливающей со скоростью 300 км/ч. Тяжелых травм в такой ситуации не избежать. Поэтому водителям и пассажирам важно помнить о безопасности и пристегиваться во время каждой поездки.