Содержание
Принцип работы подушек безопасности Airbag
Система Airbag уже несколько десятилетий является неотъемлемой частью комплектации любого автомобиля. Спрятанные под обшивкой или прикрытые специальными накладками, подушки безопасности ждут своего часа, чтобы прийти вам на помощь, и защитить от ударов при ДТП. Но что заставляет их срабатывать вовремя, каков принцип действия этого устройства?
Чтобы расположить подушки безопасности в нужных местах и заставить раскрываться за миллионные доли секунды, у разработчиков и испытателей ушли долгие годы. Но гениальность и эффективность этого изобретения именно в простоте схемы и принципа работы. Вы очень легко сможете понять, как работает Airbag, если будете знать её устройство и принцип срабатывания.
Устройство автомобильных подушек безопасности
В систему безопасности Airbag входят датчики удара, электронный блок управления, и непосредственно воздушные подушки. В «спящем» состоянии они занимают минимум места, и об их присутствии говорят только надписи «Airbag» в разных частях салона.
Давайте посмотрим, из чего состоят подушки безопасности:
- Оболочка (сумка). Мешок из тончайшей высокопрочной ткани, сложенный по принципу парашюта. Вместительность оболочки и её форма зависят от модели автомобиля и вида подушек безопасности (водительская, пассажирская, коленная, шторка и т.д.).
- Газогенератор. Устройство для надувания оболочки. Состоит из пиропатронов, твёрдого топлива, и фильтра.
А теперь рассмотрим, по какому принципу работают все составляющие элементы, чтобы подушки безопасности среагировали вовремя, и обеспечили вам необходимую защиту.
Принцип работы Airbag
При движении автомобиля всё, что в салоне кажется неподвижным, движется с той же скоростью относительно дороги и окружающей местности. Если авто резко тормозит или меняет траекторию, люди и незакреплённые предметы не успевают изменить направление движения, и продолжают так же перемещаться по инерции вперёд.
Чтобы не допустить ударов о жёсткие поверхности, между ними и находящимися в салоне людьми в считанные доли секунды возникает сработавшая подушка безопасности. Она берёт на себя до 90% ударной силы, значительно уменьшая риски трагического исхода ДТП.
Работа системы безопасности Airbag начинается в момент удара или слишком резкого торможения авто на большой скорости. Срабатывание воздушных подушек при этом осуществляется по такому принципу:
- Датчик фиксирует удар, и передаёт данные о его направлении и силе на блок управления.
- ЭБУ даёт сигнал к срабатыванию подушкам безопасности, находящимся с нужной стороны – фронтальным или боковым. Также он определяет, сколько людей находится в салоне, и заставляет работать только нужные Airbag. (Воздушные подушки, расположенные у пустых сидений, не срабатывают.)
- Отправленный ЭБУ сигнал приводит в действие газогенератор, который работает по такому принципу:
- Взрывается запал пиропатронов;
- Загорается твёрдое топливо, мгновенно выделяющее газ;
- Проходя через фильтр, очищенный от вредных примесей газ заполняет оболочку.
- Молниеносно расправившаяся и увеличившаяся в размерах оболочка рвёт обшивку, проламывает пластиковые крышки, и оказывается в салоне. Там она надувается до необходимого размера, заполняя пространство между человеком и твёрдой поверхностью.
- Как только опасность минует, выполнившая своё предназначение Airbag начинает потихоньку сдуваться. Освобождается занятое объёмной воздушной подушкой место в салоне, и люди могут свободно передвигаться или покидать автомобиль.
Такое устройство и принцип срабатывания воздушной подушки обеспечивает её мгновенное реагирование на возникшую опасность. Но пользу она принесёт только в том случае, если люди в салоне пристёгнуты ремнями безопасности. Иначе вылетевшая с огромной скоростью Airbag может быть опасна.
Если хоть один элемент системы безопасности выйдет из строя, то устройство не сработает, и воздушная подушка не откроется. Поэтому при возникновении любых проблем, или по окончанию гарантийного срока, обязательно проводите диагностику и ремонт Airbag в специализированных сервисных центрах.
Когда должны срабатывать подушки безопасности airbag – Реставрация безопасности авто Airbag Service
Отправляясь в путь, о возможности попасть в аварию думают только законченные пессимисты или совершенно «зелёные» новички, ещё не уверенные в своих силах. Но вероятности ДТП не отбрасывают даже опытные водители, знающие, что на дороге может случиться всякое. Сохранять полное спокойствие за рулём очень важно, и в этом многим очень помогает наличие в автомобиле подушек безопасности, которые в нужный момент срабатывают и приходят вам на помощь.
Хотя каждый современный автомобиль оснащен системой безопасности SRS, но мало кто до конца понимает принцип действия airbag. И для большей уверенности в своей защищенности в случае опасной ситуации, не лишним будет знать, в каком случае подушки безопасности точно срабатывают, а когда они могут не сработать.
Условия для непременного срабатывания Airbag
Автомобильная система airbag – тщательно выверенное устройство, имеющее чёткий алгоритм срабатывания подушек безопасности. Чтобы добиться необходимой эффективности airbag, инженеры-разработчики ведущих производителей авто потратили не одно десятилетие. Подушки безопасности прошли массу испытаний, пока их не признали действенным способом предотвращения травм или гибели водителя и пассажиров автомобиля при аварии.
Наслушавшись шоферских баек, или начитавшись некорректной информации в сети о том, что подушки безопасности могут сработать от малейшего толчка, некоторые доверчивые люди начинают опасаться системы Airbag. Но вам не стоит тревожиться – подушки безопасности никогда не срабатывают без повода.
Ведь речь идёт о человеческих жизнях, и никто бы не допустил устанавливать в автомобили устройства, которые смогут как-то повредить человеку. Кроме этого, каждое такое происшествие приведёт к судебному разбирательству, и репутация автоконцерна будет нарушена. Благодаря интернету, такие новости мигом облетят весь мир, и продажа авто данной марки сразу же упадет. Так что для любого автопроизводителя качество Airbag – дело чести, и они тщательно следят, чтобы состояние системы безопасности было на высоте, и воздушные подушки срабатывали вовремя.
Чтобы подушка безопасности сработала, в системе airbag должны выполниться такие последовательные действия:
- Датчик должен зафиксировать удар, и передать данные о нём на блок управления;
- Оценив степень опасности и силу удара, и сочтя её угрожающей, блок даёт сигнал для срабатывания подушек безопасности;
- В газогенераторе взрывается запал пиропатрона;
- Молниеносно выделившийся при сгорании азида натрия газ наполняет оболочку подушки безопасности, и она раскрывается, принимая удар на себя.
Между первым и последним действием проходит гораздо меньше времени, чем вы потратили на прочтение этого предложения – всего лишь 20-30 миллисекунд.
Теперь давайте рассмотрим, какие условия должны быть соблюдены, чтобы электронный блок управления подал команду для срабатывания воздушных подушек, и при какой скорости и силе удара они включаются:
- Резкое столкновение с другим автомобилем, или любой твёрдой поверхностью, на скорости более 22 км/ч. Причем датчики фиксируют не только силу, но и направление удара — при лобовом срабатывают фронтальные airbag, а при боковом или перевороте – шторки и подушки безопасности в сидениях.
- Сильная встряска автомобиля в результате наезда на бордюр или попадания в глубокую яму на той же скорости.
- Достаточно жёсткое приземление авто после прыжка или падения с высоты.
Почему подушки безопасности не срабатывают
В некоторых случаях, когда, кажется, все вышеперечисленные условия соблюдены, подушки безопасности при ДТП всё-таки не срабатывают. Почему так случается?
Ответы на вопрос, почему не сработала airbag, могут быть совершенно разнообразными:
- Отсутствие подушек безопасности. В новой, приобретенной в салоне машине, это исключено. А вот в купленной с рук на вторичном рынке – запросто. Не желая тратиться на дорогостоящий ремонт или установку новых подушек безопасности, нечестные «умельцы» иногда устанавливают обманки и муляжи. Чтобы такой обман не раскрылся в опасной ситуации, и отсутствие подушек безопасности не обнаружилось в тот момент, когда они должны были сработать, тщательно проверяйте наличие Airbag перед покупкой автомобиля б/у. Как это сделать, можно прочитать в статье.
- Неисправности в системе airbag. О том, что система airbag неисправна, вам просигнализирует негаснущая лампочка на приборной панели. Не игнорируйте этот сигнал и не пытайтесь отремонтировать подушки безопасности самостоятельно, иначе при некорректном вмешательстве в систему они могут сработать и серьёзно вас травмировать. Лучше сразу отправляйтесь в хороший автосервис, где опытные мастера найдут и устранят причину неисправности, из-за которой воздушные подушки могут не сработать.
- Недостаточная сила и скорость удара. Если датчики фиксируют, что автомобиль движется с низкой скоростью (меньше 22 км/ч), и особой опасности от столкновения нет, блок управления активирует только преднатяжитель ремня безопасности, а воздушные подушки не срабатывают.
- Малая площадь удара. При ударе о ствол дерева или столб площадь удара может быть слишком мала, датчики останутся незатронутыми, и сигнала об аварийной ситуации от них не поступит.
- Удар сзади. Даже значительный удар в заднюю часть автомобиля практически никогда не приводит к надуванию airbag. По законам физики, при таком толчке тела водителя и пассажиров откидываются силой инерции назад, на спинки сидений, и блок управления определяет, что дополнительная защита им не нужна.
- Не пристегнут ремень безопасности. В некоторых автомобилях воздушные подушки airbag срабатывают только в том случае, если человек пристегнут ремнем безопасности. Информация об этом обязательно должна быть в Руководстве по эксплуатации.
Как видите, Airbag – это умная и совершенная система, и подушки безопасности обязательно срабатывают только в нужное время. Но только при условии, что вы будете следить за их состоянием, и своевременно делать в автосервисе диагностику и необходимый ремонт.
Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff
Как работают подушки безопасности? — Объясните этот материал
Вы здесь:
Домашняя страница >
Транспорт >
Подушки безопасности
- Дом
- индекс А-Я
- Случайная статья
- Хронология
- Учебное пособие
- О нас
- Конфиденциальность и файлы cookie
Реклама
Криса Вудфорда. Последнее обновление: 1 июля 2022 г.
Взрыв! Мы думаем о взрывах как о
ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый
день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло
достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый
взрыв (надеюсь) вызовет подушка безопасности из приборной панели,
смягчая удар и помогая уменьшить повреждение вашего тела.
Подушки безопасности очень просты, но в то же время удивительно умны, потому что они
открываться на скорости более 300 км/ч (200 миль в час) — быстрее, чем может разбиться автомобиль!
Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.
Художественное произведение: подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной работе манекенов для краш-тестов, которые стали неотъемлемой частью дизайна автомобилей с тех пор, как самый первый манекен Сьерра Сэм совершил свой первый тест-драйв в 1919 году.49. Если бы мы не могли протестировать инновации в области безопасности на манекенах, мы бы никогда не смогли применить их в наших автомобилях по-настоящему.
Содержание
- Почему автомобильные аварии наносят ущерб
- Как помогают подушки безопасности
- Как работают подушки безопасности
- Кто изобрел подушки безопасности?
- Узнать больше
Почему автокатастрофы наносят ущерб
Как и все в мире,
автомобильные аварии контролируются законами физики, а точнее,
законы движения.
Все, что движется, имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько
«материал», который содержит объект, и он тесно связан с его весом.
чувствует) и скорость
(в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго это означает
скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет
кинетическая энергия, и чем тяжелее ваш автомобиль и
чем быстрее вы движетесь, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь
остановиться — или пока вы не врежетесь во что-нибудь. Тогда вся энергия
идти куда-то. Несмотря на то, что автомобили предназначены для того, чтобы мяться и
поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для
водитель и пассажиры.
Схема: Чем быстрее вы едете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается
с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно
потерять, прежде чем вы остановитесь. Если при столкновении ваша машина останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше
сильное столкновение, и тем больше шанс, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее,
снижение риска травм и смерти. [Диаграмма основана на транспортном средстве полной массой 1500 кг.]
Беда в том, что люди внутри
движущаяся машина тоже имеет массу и скорость и, даже если машина остановится,
они, как правило, продолжают идти. Это основной закон физики (известный как
Первый закон движения Ньютона в честь гениального английского физика сэра Исаака
Ньютон, впервые сформулировавший это), что вещи, которые движутся, имеют тенденцию сохранять
при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. Машины
ремни безопасности использовались десятилетиями, но это довольно грубая форма
защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело.
Ваша голова весит целых 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с
сахара — и совсем не сдерживается. Так что, даже если ваше тело закреплено
туго, тот же основной закон
Физика говорит, что твоя голова будет продолжать двигаться и врежется в
рулевое колесо или лобовое стекло (ветровое стекло).
Вот где на помощь приходят подушки безопасности.
Рекламные ссылки
Как помогают подушки безопасности
Подушка безопасности более правильно известна
как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная
надувное удерживающее устройство (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что
подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не
замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не пристегивая
ваш ремень безопасности чрезвычайно опасен).
Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться при аварии и
сдувается, когда ваша голова давит на него. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам было бы не лучше.
Фото: Типичный манекен для краш-тестов имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен по имени «Адам» не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, чтобы исследователи могли проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).
Насколько эффективны подушки безопасности?
Кажется, что подушки безопасности должны быть хорошей идеей, но ученые любят неопровержимые доказательства:
есть доказательства того, что они снижают смертность?
В 1995, Адриан Лунд и Сьюзен Фергюсон опубликовали
крупное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24 процента при лобовых столкновениях и на 16 процентов при авариях всех видов по сравнению с автомобилями, оснащенными только ручными ремнями безопасности.
Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — взрывоопасные штуки, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском
травмы глаз и потеря слуха.
Если подушка безопасности спасает вам жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы сделать их максимально безопасными и эффективными.
Современные подушки безопасности (устанавливаются с конца 1990-х годов) огонь с меньшей силой, чем у старых моделей,
и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.
Как работают подушки безопасности
- Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
- Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
- Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
- Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
- Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
- При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
- Когда сумка расширяется, пластиковая крышка срывается с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт известковым веществом, таким как тальк, чтобы он мог плавно разворачиваться.
- Водитель (двигаясь вперед из-за удара) давит на сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К моменту остановки автомобиля сумка должна полностью сдуться.
Кто изобрел подушки безопасности?
Если вы поищите в Интернете, вы обнаружите, что изобретением подушек безопасности приписывают немало разных людей.
Кто первым о них подумал? В Соединенных Штатах это, по-видимому, был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, которому пришла в голову эта идея после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в кювет, чтобы избежать удара о камень, почти выбросив его дочь через лобовое стекло. Хетрик подал заявку на патент на сборку подушек безопасности для автомобилей 5 августа 19 года.52 (он был выдан в качестве патента США № 2 649 311 18 августа 1953 г.).
Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности.
(DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Хетрика, хотя официально оно было предоставлено через три месяца после патента Хетрика в ноябре 1953 года.
Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что два человека пришли к одной и той же идее независимо друг от друга более или менее в одно и то же время.
Работа: Оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Здесь есть три отдельных рисунка, на которых показан основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид рулевого колеса в перспективе (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа). Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтый) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра (зеленый) и надувать подушку подушки безопасности. Работа предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США. Полное описание см. в разделе Сборка подушек безопасности для автомобилей (через Google Patents).
С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, в частности Аллен К. Брид (1927–2000), который разработал множество различных способов инициирования взрыва газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением. Согласно с
Некролог Брида в New York Times, он разработал свою первую подушку безопасности в 1968 году и подал многочисленные патенты на усовершенствования, помогая превратить корпорацию Breed в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности автомобилей.
Среди других пионеров — Чарльз О. Берриман из Eaton Yale and Towne Inc., производивший подушки безопасности для Ford.
(US3441290A: Система безопасности автомобиля, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler.
(US3618981A: Надувное устройство, поданное в 1969 г.), и Ирвинг и Эмануэль Ландсман.
(US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 г.), которые одними из первых описали боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях.
Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, а в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US387469.3A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.
Узнать больше
На этом сайте
- Акселерометры
- Законы движения
Статьи
Новости и научно-популярные новости
- 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил в серийное производство подушку безопасности водителя и преднатяжитель ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz от 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в Европейская разработка подушек безопасности.
- Более дешевая подушка безопасности и Путь Такаты к смертельному кризису Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как скандальная модификация подушки безопасности ввергла крупных автопроизводителей в кризис безопасности.
- 2 января 1966 года: Николас Бакалар, когда подушки безопасности были скорее научной фантастикой, чем фактом. The New York Times, 14 декабря 2015 г. Как подушки безопасности превратились из «невероятных» в незаменимые.
- Неисправные подушки безопасности Takata по-прежнему точные, поскольку отзыв отстает от Hiroko Tabuchi и Danielle Ivory. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
- Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г. Как личная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
- Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов. Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Крэнфилдского университета разработали подушку безопасности, которая раскрывается снаружи автомобиля.
- Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 г. Один из экспертов утверждает, что срабатывание подушек безопасности на низкой скорости может привести к кратковременным высокоинтенсивным волнам давления, которые могут повредить слух.
Научная и техническая
- Эксплуатация фронтальных подушек безопасности в полевых условиях: обзор литературы Ричарда Кента и др., Traffic Injury Prevention Vol. 6,1 (2005), стр. 1–23. Описывается как «обширный обзор литературы по полевым характеристикам фронтальных подушек безопасности».
Книги
Для читателей постарше
- Мобильность без беспредела: безопасность, автомобили и гражданство, Джереми Пэкер. Издательство Университета Дьюка, 2008 г. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пэкер исследует противоречия, подобные этому, в увлекательном историческом рассказе.
- Авария Николаса Фейта. Channel 4 TV/Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
- Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Особого освещения подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и подобных мер безопасности.
Для младших читателей
- Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и автором этой книги. Возраст 9–12.
- Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих прекрасных книг DK Eyewitness, эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для возраста 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым), вероятно, она тоже понравится.
Видео
- Раскрытие подушки безопасности в замедленной съемке: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности раскрывается, Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем с человеком прижимаясь к нему.
- Краш-тесты краш-тестов подушек безопасности Ford Next-Generation: кадры замедленного краш-теста с манекеном, показывающие, как подушки безопасности раскрываются с невероятно высокой скоростью во время аварии.
Патенты
- Патент США № 2,649,311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
- Патент США № 4711466: Аллен К. Брид, способ и устройство для запуска газогенератора от внешнего датчика, 8 декабря 1987 г.
В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей. - US3441290A: Система безопасности автомобиля Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
- US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Chrysler, 31 октября 1969 г.
- US3617073A: Автомобильная система безопасности Ирвинга и Эмануэля Ландсманов, 17 сентября 1969 г.
- US3874693A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров транспортных средств, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты
Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.
Подпишитесь на нас
Оценить эту страницу
Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис. (2008/2020) Подушки безопасности. Получено с https://www.explainthatstuff.com/airbags.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]
Подробнее на нашем веб-сайте…
- Связь
- Компьютеры
- Электричество и электроника
- Энергия
- Машиностроение
- Окружающая среда
- Гаджеты
- Домашняя жизнь
- Материалы
- Наука
- Инструменты и инструменты
- Транспорт
↑ Вернуться к началу
Как работают подушки безопасности? — Объясните, что Stuff
Как работают подушки безопасности? — Объясните этот материал
Вы здесь:
Домашняя страница >
Транспорт >
Подушки безопасности
- Дом
- индекс А-Я
- Случайная статья
- Хронология
- Учебное пособие
- О нас
- Конфиденциальность и файлы cookie
Реклама
org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 1 июля 2022 г. Взрыв! Мы думаем о взрывах как о
ужасные, опасные вещи — но это не всегда так. Каждый
день взрывы помогают спасать жизни людей. Если тебе не повезло
достаточно, чтобы попасть в автомобильную аварию, тщательно контролируемый
взрыв (надеюсь) вызовет подушка безопасности из приборной панели,
смягчая удар и помогая уменьшить повреждение вашего тела.
Подушки безопасности очень просты, но в то же время удивительно умны, потому что они
открываться на скорости более 300 км/ч (200 миль в час) — быстрее, чем может разбиться автомобиль!
Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.
Художественное произведение: подушки безопасности спасают жизни благодаря самоотверженной работе манекенов для краш-тестов, которые стали неотъемлемой частью дизайна автомобилей с тех пор, как самый первый манекен Сьерра Сэм совершил свой первый тест-драйв в 1919 году.49. Если бы мы не могли протестировать инновации в области безопасности на манекенах, мы бы никогда не смогли применить их в наших автомобилях по-настоящему.
Содержание
- Почему автомобильные аварии наносят ущерб
- Как помогают подушки безопасности
- Как работают подушки безопасности
- Кто изобрел подушки безопасности?
- Узнать больше
Почему автокатастрофы наносят ущерб
Как и все в мире,
автомобильные аварии контролируются законами физики, а точнее,
законы движения.
Все, что движется, имеет массу (очень грубо говоря, это означает, насколько
«материал», который содержит объект, и он тесно связан с его весом.
чувствует) и скорость
(в общих чертах это то же самое, что и скорость, но строго это означает
скорость в определенном направлении). Все, что имеет массу и скорость, имеет
кинетическая энергия, и чем тяжелее ваш автомобиль и
чем быстрее вы движетесь, тем больше у него кинетической энергии. Это нормально, пока ты вдруг не захочешь
остановиться — или пока вы не врежетесь во что-нибудь. Тогда вся энергия
идти куда-то. Несмотря на то, что автомобили предназначены для того, чтобы мяться и
поглощают удары, их энергия по-прежнему представляет серьезную опасность для
водитель и пассажиры.
Схема: Чем быстрее вы едете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается
с квадратом вашей скорости (ваша скорость × ваша скорость). Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно
потерять, прежде чем вы остановитесь. Если при столкновении ваша машина останавливается через определенное время, чем больше у вас энергии, тем больше
сильное столкновение, и тем больше шанс, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу останавливаться медленнее,
снижение риска травм и смерти. [Диаграмма основана на транспортном средстве полной массой 1500 кг.]
Беда в том, что люди внутри
движущаяся машина тоже имеет массу и скорость и, даже если машина остановится,
они, как правило, продолжают идти. Это основной закон физики (известный как
Первый закон движения Ньютона в честь гениального английского физика сэра Исаака
Ньютон, впервые сформулировавший это), что вещи, которые движутся, имеют тенденцию сохранять
при движении, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. Машины
ремни безопасности использовались десятилетиями, но это довольно грубая форма
защита. Самая большая проблема в том, что они сдерживают только ваше тело.
Ваша голова весит целых 3–6 кг (6–12 фунтов) — столько же, сколько несколько мешков с
сахара — и совсем не сдерживается. Так что, даже если ваше тело закреплено
туго, тот же основной закон
Физика говорит, что твоя голова будет продолжать двигаться и врежется в
рулевое колесо или лобовое стекло (ветровое стекло).
Вот где на помощь приходят подушки безопасности.
Рекламные ссылки
Как помогают подушки безопасности
Подушка безопасности более правильно известна
как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительная
надувное удерживающее устройство (SIR) . Слово «дополнительный» здесь означает, что
подушка безопасности предназначена для того, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не
замените их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не пристегивая
ваш ремень безопасности чрезвычайно опасен).
Основная идея заключается в том, что подушка безопасности срабатывает, как только автомобиль начинает замедляться при аварии и
сдувается, когда ваша голова давит на него. Это важно: если бы мешок не сдулся, ваша голова просто отскочила бы от него, и вам было бы не лучше.
Фото: Типичный манекен для краш-тестов имеет внутри более 130 различных датчиков. Этот манекен по имени «Адам» не тестирует реакцию на столкновение: он создан, чтобы потеть, как настоящий человек, чтобы исследователи могли проверить климатические условия внутри автомобиля! Фото Уоррена Гретца предоставлено Министерством энергетики США/Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).
Насколько эффективны подушки безопасности?
Кажется, что подушки безопасности должны быть хорошей идеей, но ученые любят неопровержимые доказательства:
есть доказательства того, что они снижают смертность?
В 1995, Адриан Лунд и Сьюзен Фергюсон опубликовали
крупное исследование дорожно-транспортных происшествий за восемь лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности снижают смертность на 23–24 процента при лобовых столкновениях и на 16 процентов при авариях всех видов по сравнению с автомобилями, оснащенными только ручными ремнями безопасности.
Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — взрывоопасные штуки, которые сами по себе представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском
травмы глаз и потеря слуха.
Если подушка безопасности спасает вам жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очень важно изучить потенциальную опасность подушек безопасности, чтобы сделать их максимально безопасными и эффективными.
Современные подушки безопасности (устанавливаются с конца 1990-х годов) огонь с меньшей силой, чем у старых моделей,
и есть убедительные доказательства того, что это снизило смертность от несчастных случаев, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.
Как работают подушки безопасности
- Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
- Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
- Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
- Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
- Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
- При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
- Когда сумка расширяется, пластиковая крышка срывается с рулевого колеса и надувается перед водителем. Пакет покрыт известковым веществом, таким как тальк, чтобы он мог плавно разворачиваться.
- Водитель (двигаясь вперед из-за удара) давит на сумку. Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ выходит через небольшие отверстия по краям. К моменту остановки автомобиля сумка должна полностью сдуться.
Кто изобрел подушки безопасности?
Если вы поищите в Интернете, вы обнаружите, что изобретением подушек безопасности приписывают немало разных людей.
Кто первым о них подумал? В Соединенных Штатах это, по-видимому, был Джон У. Хетрик из Ньюпорта, штат Пенсильвания, которому пришла в голову эта идея после аварии, в которой он свернул свою машину с дороги в кювет, чтобы избежать удара о камень, почти выбросив его дочь через лобовое стекло. Хетрик подал заявку на патент на сборку подушек безопасности для автомобилей 5 августа 19 года.52 (он был выдан в качестве патента США № 2 649 311 18 августа 1953 г.).
Тем временем в Европе немецкий изобретатель по имени Вальтер Линдерер подал патент на подушку безопасности.
(DE896312C: Устройство для защиты людей в транспортных средствах от травм в случае столкновения) в октябре 1951 года, примерно за 10 месяцев до Хетрика, хотя официально оно было предоставлено через три месяца после патента Хетрика в ноябре 1953 года.
Как это часто бывает в истории изобретений, кажется вероятным, что два человека пришли к одной и той же идее независимо друг от друга более или менее в одно и то же время.
Работа: Оригинальный дизайн подушки безопасности Джона Хетрика 1953 года, который я раскрасил, чтобы за ним было легче следить. Здесь есть три отдельных рисунка, на которых показан основной механизм (занимающий большую часть изображения), вид рулевого колеса в перспективе (внизу справа) и вид надутого мешка сбоку (вверху справа). Мешок приводится в действие тяжелым грузом (синий), удерживаемым пружиной (желтый) внутри красного цилиндра справа. После удара вес толкает пружину вправо, открывая клапан внутри трубы (бирюзовый), который позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра (зеленый) и надувать подушку подушки безопасности. Работа предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США. Полное описание см. в разделе Сборка подушек безопасности для автомобилей (через Google Patents).
С тех пор эту идею развили многие другие изобретатели, в частности Аллен К. Брид (1927–2000), который разработал множество различных способов инициирования взрыва газа внутри подушки безопасности непосредственно перед столкновением. Согласно с
Некролог Брида в New York Times, он разработал свою первую подушку безопасности в 1968 году и подал многочисленные патенты на усовершенствования, помогая превратить корпорацию Breed в одного из крупнейших в мире поставщиков систем безопасности автомобилей.
Среди других пионеров — Чарльз О. Берриман из Eaton Yale and Towne Inc., производивший подушки безопасности для Ford.
(US3441290A: Система безопасности автомобиля, поданная в 1967 г.), Морис Лейзинг и его коллеги из Chrysler.
(US3618981A: Надувное устройство, поданное в 1969 г.), и Ирвинг и Эмануэль Ландсман.
(US3617073A: Автомобильная система безопасности, поданная в 1969 г.), которые одними из первых описали боковые подушки безопасности для водителей и пассажиров на задних сиденьях.
Вернувшись в Европу, работа Вальтера Линдерера вдохновила Mercedes на эксперименты с подушками безопасности в своих роскошных автомобилях. Разработка началась в середине 1960-х годов, а в 1971 году был получен еще один влиятельный патент, US387469.3A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров автомобилей.
Узнать больше
На этом сайте
- Акселерометры
- Законы движения
Статьи
Новости и научно-популярные новости
- 40 лет назад: Mercedes-Benz запустил в серийное производство подушку безопасности водителя и преднатяжитель ремня безопасности: пресс-релиз Mercedes Benz от 22 декабря 2020 г. Краткий обзор роли Mercedes в Европейская разработка подушек безопасности.
- Более дешевая подушка безопасности и Путь Такаты к смертельному кризису Хироко Табучи. The New York Times, 26 августа 2016 г. Как скандальная модификация подушки безопасности ввергла крупных автопроизводителей в кризис безопасности.
- 2 января 1966 года: Николас Бакалар, когда подушки безопасности были скорее научной фантастикой, чем фактом. The New York Times, 14 декабря 2015 г. Как подушки безопасности превратились из «невероятных» в незаменимые.
- Неисправные подушки безопасности Takata по-прежнему точные, поскольку отзыв отстает от Hiroko Tabuchi и Danielle Ivory. The New York Times, 30 января 2016 г. Может ли массовый отзыв автомобилей с подушками безопасности Takata подорвать доверие к этой технологии?
- Народная подушка безопасности «предотвращает травмы»: BBC News, 24 сентября 2008 г. Как личная подушка безопасности может защитить вас от травм при падении.
- Внешняя подушка безопасности защищает пешеходов. Бен Мак, Wired, 5 апреля 2009 г. Инженеры Крэнфилдского университета разработали подушку безопасности, которая раскрывается снаружи автомобиля.
- Автомобильные подушки безопасности могут вызвать глухоту? Тим Рэдфорд, The Guardian, 19 февраля 1999 г. Один из экспертов утверждает, что срабатывание подушек безопасности на низкой скорости может привести к кратковременным высокоинтенсивным волнам давления, которые могут повредить слух.
Научная и техническая
- Эксплуатация фронтальных подушек безопасности в полевых условиях: обзор литературы Ричарда Кента и др., Traffic Injury Prevention Vol. 6,1 (2005), стр. 1–23. Описывается как «обширный обзор литературы по полевым характеристикам фронтальных подушек безопасности».
Книги
Для читателей постарше
- Мобильность без беспредела: безопасность, автомобили и гражданство, Джереми Пэкер. Издательство Университета Дьюка, 2008 г. Как совместить такие идеи, как безопасность и осторожность, с автомобильной культурой, основанной на свободе и скорости? Пэкер исследует противоречия, подобные этому, в увлекательном историческом рассказе.
- Авария Николаса Фейта. Channel 4 TV/Boxtree Books, 1998. Почему мы так упорно сопротивляемся улучшениям в области безопасности автомобилей?
- Риск Джона Адамса. Рутледж, 1995/2000. Увлекательное исследование того, как наше восприятие риска заставляет нас действовать более безопасно или опасно. Особого освещения подушек безопасности нет, но подробно обсуждается эффективность ремней безопасности, велосипедных шлемов и подобных мер безопасности.
Для младших читателей
- Car Science by Richard Hammond. Дорлинг Киндерсли, 2007. Хитрая книга о науке, сильно замаскированная под книгу об автомобилях! Отличный способ узнать о науке, которая заставляет автомобили работать. Если вам интересно, я работал консультантом и автором этой книги. Возраст 9–12.
- Автомобиль очевидца Ричарда Саттона. Дорлинг Киндерсли, 2005. Одна из многих прекрасных книг DK Eyewitness, эта книга расскажет вам об истории и технологиях автомобилей с первых дней до наших дней. Опять же, больше всего подходит для возраста 9–12 лет, хотя читателям постарше (и даже взрослым), вероятно, она тоже понравится.
Видео
- Раскрытие подушки безопасности в замедленной съемке: вид сбоку на то, что происходит, когда подушка безопасности раскрывается, Biodynamics Engineering, Inc. Обратите внимание, как подушка автоматически сдувается в конце, хотя и медленнее, чем с человеком прижимаясь к нему.
- Краш-тесты краш-тестов подушек безопасности Ford Next-Generation: кадры замедленного краш-теста с манекеном, показывающие, как подушки безопасности раскрываются с невероятно высокой скоростью во время аварии.
Патенты
- Патент США № 2,649,311: Сборка подушек безопасности для автомобильных транспортных средств, автор Джон У. Хетрик, 18 августа 1953 г.
- Патент США № 4711466: Аллен К. Брид, способ и устройство для запуска газогенератора от внешнего датчика, 8 декабря 1987 г.
В Google Patents зарегистрировано гораздо больше изобретений Аллена Брида, и большинство из них связаны с безопасностью автомобилей. - US3441290A: Система безопасности автомобиля Чарльза О Берримана, Eaton Corp PLC, 1967
- US3618981A: Надувное устройство Мориса Лейзинга и др., Chrysler, 31 октября 1969 г.
- US3617073A: Автомобильная система безопасности Ирвинга и Эмануэля Ландсманов, 17 сентября 1969 г.
- US3874693A/DE2152902C2: Защитное устройство, особенно для пассажиров транспортных средств, разработанное Гельмутом Патцельтом и др., Daimler Benz AG, 24 октября 1972 г.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты
Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.