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?
Airbag в современных автомобилях – что это
Дебаты на тематических форумах по поводу пользы или вреда подушек безопасности (ПБ) уже не актуальны: все современные автомобили комплектуют специализированными системами прямо на конвейере. А слово «airbag» (примерный перевод с английского – «воздушная подушка») прочно прижилось в водительском лексиконе.
Сработала подушка безопасности
Аэрбег, или эйр-бэг – не что иное, как мешок с воздухом. Конструкция относится к средствам пассивной безопасности, то есть срабатывает не от действия водителя (нажатия кнопки, поворота рычага), а самостоятельно, когда в этом возникает необходимость. «Самостоятельность» системы основана на чутких сенсорах, которые оценивают внешние условия (скорость, силу удара о корпус авто) и через блок управления посылают команду исполнительным механизмам.
Пневмоподушка с молниеносной быстротой (20-50 миллисекунд) раскрывается в момент сильнейшего сотрясения, когда автомобиль налетает на препятствие или попадает в ДТП. Голова, грудная клетка, конечности находящегося в салоне человека ударяются не о твердые металлические или пластиковые элементы кузова, а об упругую, накачанную газом подушку. Так устройство спасает от травматизма и смертельных случаев.
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%.
Фото: emercedesbenz.com
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.
Фото: emercedesbenz.com
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.
Сколько подушек безопасности бывает
Комплектация пассивными средствами безопасности зависит от марки автомобиля и расчетной численности ездоков. Так как как ПБ влияет на цену автотранспорта, недорогие модели оснащают одной или двумя фронтальными устройствами – для водителя и рядом сидящего лица.
Подробная схема комплектаций автомобилей системами аэрбег выглядит так:
Схема комплектаций автомобилей системами аэрбег
Обслуживание пневмоподушек
Возможны ли мониторинг и самостоятельное техническое обслуживание системы? Думается, что контроль за работой пневмоподушек более чем возможен, благодаря электронной индикации ее состояния. Так, в случае возникновения неисправности специальная лампочка-индикатор предупредит водителя о перспективе выхода системы из строя и необходимости посещения сервисного центра с целью ее диагностики и обслуживания.
Однако самостоятельный ремонт системы возможен исключительно с привлечением узкоспециализированного персонала авторизованного сервиса или центра. Дело в том, что пневмоподушки – это одноразовые устройства, и после срабатывания возможна только их замена на новый комплект. При этом необходима дополнительная перенастройка и диагностика всей системы управления.
Что еще стоит почитать
Устройство электроусилителя руля
Устройство раздаточной коробки
Гибридный двигатель плюсы и минусы
Комплектация автомобиля
Виды подушек безопасности
Защитные элементы размещены в разных плоскостях салона автомобиля: отсюда деление на виды.
Фронтальные
Это подушки водителя и его спутника на переднем сидении. Объемы модулей разнятся: для водителя – 60-80 л, для пассажира – 130 л. Фронтальные ПБ защищают при лобовом столкновении голову, шею и грудь ездоков от «встречи» с кузовными деталями, рулем и ветровым стеклом.
Фронтальная подушка безопасности
Когда машина получает удар в переднюю часть, тело человека продолжает движение по инерции: в этот резко повышается риск сотрясений и травм внутренних органов попавшего в аварию. Раскрывшиеся устройства гасят инерцию, поэтому риск повреждения легких, желудка, других органов сокращается.
Передние боковые
Устройства появились в 1994 году, впервые были установлены на «Вольво». Средства предохраняют таз, плечевой пояс, ребра человека от удара в бок машины.
Шторки безопасности
Точнее, эти механизмы смягчения можно назвать головными подушками безопасности. Задача надувных мешков – предотвратить или минимизировать травмы головы от удара об оконное стекло и центральную стойку. Модули помещены над дверями под крышей авто.
Коленные
Защиту голеней и коленей водителя в переднем столкновении берут на себя коленные подушки. Устройства располагаются под рулевой колонкой. Водители должны правильно регулировать сиденья, чтобы находиться от модулей на расстоянии не ближе 10 см.
Коленные подушки безопасности
Для передних пассажиров опция предусмотрена пока только во внедорожнике «Тойота» версии LC200.
Задние боковые
Автокомпоненты находятся в боковой обшивке салона, рядом с задним рядом кресел. Задача воздушных мешков та же, что и у передних боковых подушек: сохранность костей таза, бока и плеча пассажира. В 2022 году подобными модулями компонуют небольшое число дорогих марок машин.
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.
Можно ли установить дополнительные подушки безопасности в автомобиль
На этот вопрос горячие тюнеры ответят «да», а хладнокровные бывалые скажут «нет». Все возможно в теории, но на прг трудно. И, главное, нецелесообразно.
Список необходимых запасных частей длинный, детали дорогие. Кроме болтов, гаек, заклепок, хомутов потребуются левые и правые датчики на подушки и шторки, управляющие блоки, проводка.
Экономически выгоднее продать автомобиль и купить аналогичный с дополнительными ПБ. Но «самоделкиных» не остановить, поэтому подумайте о том, что убедиться в правильности своих действий и исправить ошибку не получится – пневмоподушки «стреляют» единожды.
Другой нюанс – Правила дорожного движения. Инспекторам не понравятся инициативы, не предусмотренные автопроизводителем: любой сотрудник заметит вмешательство в систему, просто осмотрев салон.
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.
Устройство подушки безопасности автомобиля
Американец Дж. Хендрик и немец В. Линдерер с разницей в три года запатентовали надувные мешки еще в середине прошлого века. Но разработка конструкции для массового производства затормозилась из-за датчика, который мог бы посылать подушкам команду при аварии. В 70-х годах проблема была решена, и ПБ пошли в массовое производство.
Сработавший пиропатрон подушки
Доработанная современная подушка представляет собой комплекс следующих составных частей:
- Сумка. Ее изготавливают из тонкого (до 0,4 мм) и прочного нейлона, способного выдержать серьезные кратковременные нагрузки. Мешок, пересыпанный тальком или другим порошком от слеживания, помещен в капсулу. Последняя прикрыта пластиковой или тканевой накладкой, спрятана в определенном месте салона.
- Датчики удара. Сенсоры фронтальных подушек находятся под фарами авто, а боковых – в стойках или дверях. Электронные приборы анализируют скорость машины, положение ремней безопасности и руля, силу удара и передают данные в блок управления устройством.
- Газогенератор. Ни один компрессор не способен надуть пневмоподушку за доли секунды, поэтому в механизме используют газогенератор. Это пиротехнический элемент с одним или двумя патронами. В последнем, двухступенчатом варианте основной пиропатрон, взрываясь, выпускает 80% газа, другой срабатывает и отдает свои 20%, если столкновение было слишком сильным.
Чтобы «аэрбег» в критическую минуту гарантированно выполнил свою задачу, его составляющие должны быть исправными.
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.
Как происходит срабатывание аэрбега
Когда автомобиль столкнулся с объектом:
- Сенсор фиксирует удар, передает данные в ЭБУ системы: на это уходит 3 миллисекунды.
- Электронный блок посылает команду газогенератору.
- Срабатывает детонатор. Заряд из таблеток натриевой кислоты взрывается, образуя аргон или озон.
- Этот газ проходит через фильтр, где частично теряет температуру, и под давлением до 250 мПа поступает в подушку.
- ПБ, разорвав защитную накладку, выстреливает уже через 30-50 миллисекунд с момента, как датчик зафиксировал столкновение.
- Человек ударяется о мягкий буфер, который на 90% гасит энергию удара.
«Колокол» опадает, выпустив безвредный газ через специальные отверстия.
На какой скорости
Пороговое значение скорости автомобиля, при которой срабатывают эйр-бэги, составляет 22 км/час. Но скорость – не основной показатель для активации системы, ведь в машину могут врезаться во время стоянки. Поэтому датчики учитывают, прежде всего, силу и направление удара.
Как срабатывают во время аварии
Столкновение с неподвижным объектом может быть только фронтальным. Но с другим авто – передним, по касательной или торцевым. Значительный удар, однако, можно получить и сзади.
Машины переворачиваются, кувыркаются: в этот момент создаются предпосылки для раскрытия одного или нескольких видов подушек. Фронтальные «колокола», приняв голову человека, сдуваются сразу, боковые – держат давление в течении 7 секунд на тот случай, если автомобиль перевернется несколько раз.
ПБ бесполезны и даже опасны, если вы не пристегнуты ремнем безопасности: скорость подушки при вылете составляет 200-300 м/сек. Реакция человека на аварию ниже, поэтому люди не успевают испугаться и понять, что произошло.
Возникающие проблемы
Передние подушки безопасности предназначены для защиты людей от взрослых. Поскольку дети меньше, они рискуют получить травму от её срабатывания. Поэтому они не должны занимать переднее сиденье, если в машине есть Airbag для пассажира.
В авто не должны быть установлены принадлежности, которые могут ограничивать развёртывание Airbag-а или стать ракетой во время его срабатывания.
Системы подушек безопасности обычно имеют контрольную лампу с индикатором. Если лампа не погаснет сразу после запуска или включается во время вождения, сверьтесь с руководством по эксплуатации и проверьтесь на СТО. Система обнаружила ошибку.
Если вы этого не сделаете, подушки могут неожиданно сработать во время ремонта, особенно во время электромонтажных работ. Это может привести к серьезным травмам, поэтому оставьте ремонт квалифицированным специалистам.
Подушки безопасности разворачиваются с взрывной силой и далеки от больших пушистых подушек, которые могут себе представить некоторые люди. Не редко остаются небольшие травмы и ссадины от контакта с подушкой.
Несколько изготовителей транспортных средств определяют срок службы компонентов подушек безопасности. Обычно загорается сигнальная лампа подушки безопасности, и компоненты должны быть заменены, прежде чем она погаснет.
Что делать, если сработали подушки безопасности
Устройства смягчения ударов – одноразовые элементы. Сработав раз, они становятся негодными. Подушки нужно заменить в автосервисе вместе с электронными сенсорами и поврежденными деталями салона.
Стреляная подушка безопасности
Случается, пневмоподушки выстреливают без дорожных происшествий: неопытный владелец, например, полез разбирать модуль. В этой ситуации необходима замена только самого мешка.
Разрешено ли эксплуатировать автомобиль, в котором сработали подушки безопасности
Сложно представить ситуацию, когда сила столкновения была достаточной для раскрытия подушки безопасности водителя, а кузов остался бы цел. Как правило, оба события происходят одновременно, поэтому и машину, и средства пассивной безопасности нужно восстанавливать.
В Правилах дорожного движения прописан ряд неисправностей, при которых эксплуатировать авто запрещено. Негодные подушки до недавнего времени в этот список не входили, так как они не влияют на ходовые качества машины. Но в 2022 году перечень был пересмотрен. Подушек либо нет в наличии по техпаспорту, либо они должны быть исправными. О последнем обстоятельстве сигнализирует горящий значок на панели приборов.
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.
Можно ли отключить подушки безопасности
Дезактивация надувной защиты авто предусмотрена в одном случае: на переднее пассажирское сидение устанавливается детское кресло спинкой вперед. Это разрешено, если автолюльку невозможно закрепить в другом месте.
Производители предусмотрели кнопки выключения, расположили их сбоку от бардачка или на доске приборов с правой стороны. До того, как усадить ребенка в автокресло, заглушите двигатель, поставьте машину на ручник. Проверните ключ в выключателе подушки до положения OFF – на панели загорится контрольная лампа.
Об авторах
Джесси Кендалл получил степень бакалавра наук в области гражданского строительства в Университете Вермонта в Берлингтоне, штат Вермонт. Он завершил свою инженерную стажировку в Денвере, штат Колорадо, работая в строительных консалтинговых фирмах, прежде чем стать лицензированным профессиональным инженером в шести штатах. С более чем пятнадцатью лет опыта в гражданском строительстве, Джесси Кендалл сейчас живет и работает в Калифорнии в Института анализа риска и безопасности, специализирующимся в области судебной инженерии и реконструкции обстоятельств ДТП.
Доктор Соломон получил степень бакалавра наук, магистра наук и доктора в области машиностроения в Лос-Анджелесе. Доктор Соломон также имеет профессиональные инженерные лицензии. Доктор Соломон проводит исследования в области реконструкции ДТП и биомеханике в течение более 40 лет, имеет более чем 200 научных публикаций в международных изданиях, доклады и презентации. Им и в соавторстве написаны 13 книг. Он работал в качестве старшего научного сотрудника с RAND Corporation, преподавал на факультете в Высшей школе RAND, в Калифорнийском университете, Университете Южной Калифорнии, в Военно-морской аспирантуре, Университете Джорджа Мэйсона и академии шерифов Orange County.
Все стати автора на «Праворубе».
Система надува
По-другому она зовется как газогенератор. Его суть заключается в наполнении оболочки защитного устройства газом. В его состав входит пиропатрон, который, собственно, и запускает механизм. Здесь уже интересен вопрос о том, как работает датчик удара подушек безопасности?
По сути, здесь происходит замыкание контактов устройства при определенных обстоятельствах, что и приводит к срабатыванию исполнительных органов. Они в свою очередь наполняются подушки газом.
Изначально система включала лишь один этот элемент, но в современных «аэрбегах» их уже 2. Первый считается основным и обеспечивает выпуск 80% газа. Второй же — пиропатрон, подключается в случае сильного столкновения, когда человеку нужно более жесткая подушка.
Все эти составляющие должны быть в исправном состоянии, дабы обеспечить безотказное срабатывание системы.
