Как работает подушка безопасности в машине видео: Как работают подушки безопасности? Подробное видео работы в автомобиле

Содержание

Подушки безопасности в автомобиле (Airbag)

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?

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.

Видео о том, как устроены подушки безопасности

Как работают подушки безопасности в авто: видео

Согласно официальной статистике большинство несчастных случаев при пассажирских перевозках происходит на дорогах с участием автотранспорта. Соответственно, безопасность водителя и пассажиров является приоритетной задачей производителей авто. В этой статье мы рассмотрим важнейший элемент защиты на автотранспорте — подушки безопасности.

Как работает подушка безопасности

Идея общего принципа работы подушек безопасности (англ. — Airbag, воздушный мешок) достаточно простая. При ударе водителя о рулевое колесо или пассажиров о различные элементы в салоне автомобиля, находящиеся в сложенном состоянии подушки мгновенно наполняются воздухом. Таким образом, между людьми и корпусом салона возникает мягкий буфер, предотвращающий удар о твердую поверхность и тем самым защищающий водителя и пассажиров от повреждений.

Устройство и принцип срабатывания

В различных местах автомобиля — спереди, сзади, по бокам — располагаются датчики удара, которые срабатывают в случае столкновения автомобиля с препятствием на скорости более 20 км/ч.

На электронный блок управления, который контролирует работу подушек, поступают сигналы от датчиков и блок дает команду на срабатывание.

Сигнал поступает на газовый генератор подушки, после чего происходит выстрел заряда пиропатрона. В результате этого кислота, находящаяся в газовом генераторе, сгорает, освобождая определенное количество газа, который и наполняет мешок, раскрывая подушку безопасности.

В целях смягчения самой подушки на ее поверхности предусмотрены отверстия, которые обеспечивают быстрый (менее чем за секунду после срабатывания) выброс из подушки газа.

В современных автомобилях Airbag-генератор оснащен сразу двумя пиропатронами. Первый предназначен для относительно легких столкновений, он освобождает примерно 80% газа. Если же этого недостаточно, срабатывает второй патрон. Он выпускает оставшийся газ, делая Airbag несколько жестче.

Сами подушки производятся из ткани на основе нейлона с добавлением крахмала или талька в качестве смазки. Конструкция подушек предусмотрена таким образом, чтобы в режиме ожидания они в компактном, сложенном виде легко помещались в руле, на передней панели или в боковых частях кресел.

Основные достоинства подушек безопасности

  • В отличие от ремней безопасности, подушки не требуют от водителя и пассажиров каких-либо действий для активации. В случае возникновения опасной ситуации они срабатывают автоматически.
  • Подушки совершенно не стесняют движения, не являются причиной снижения уровня комфорта в салоне. Они находятся в сложенном состоянии и незаметны для взгляда.
  • Скорость, с которой происходит раскрытие подушки безопасности, намного превышает обычную скорость реакции пассажиров при аварии. Это приводит к тому, что защита находящихся в салоне автомобиля людей обеспечивается независимо от логики и последовательности их действий в критической ситуации.

Ложка дегтя. Некоторые минусы подушек безопасности

  • Любая, даже самая современная электроника, не идеальна. Датчики, отвечающие за срабатывание «аэрбега», так же не являются исключением. Соответственно, существует вероятность ложного сигнала. В таком случае подушка может даже навредить водителю.
  • При боковых столкновениях или переворотах «аэрбег» не особо эффективен. Основное его назначение — предотвращение травм головы и шеи при фронтальном контакте.
  • При столкновении подушка наполняется азотом в объеме до 100 л всего за доли секунды. И, если находящиеся в автомобиле люди не пристегнуты ремнями безопасности, контакт с «аэрбега» может привести к травмам и даже переломам.

Важно! Максимальная эффективность подушек достигается только в сочетании с использованием ремней безопасности.

Даже при использовании ремней, существует опасность получить увечья при срабатывании «аэрбега», в случае неправильно посадки в автомобиль, скрещенных рук и т.п.

Виды подушек безопасности

Исходя из области применения, «аэрбег» можно разделить на четыре подвида.

  • Фронтальные. Располагаются в рулевом колесе (для водителя) и в верхней части передней панели — для защиты сидящего рядом с водителем пассажира. В некоторых авто предусмотрена возможность отключения фронтальной подушки переднего пассажира. Это самый распространенный вид «аэрбега», такими подушками оснащены практически все современные автомобили.
  • Боковые. Встраиваются в спинки кресел и предназначаются для защиты грудной клетки, таза и брюшной полости. В более сложном и дорогом исполнении, конструкция боковых подушек предполагает использование двух камер. Первая, более жесткая, расположена внизу и служит для защиты таза. Более мягкая, верхняя, защищает грудную клетку.
  • Головные (или — «шторки»). Как понятно из названия, служат для защиты головы. Располагаются в передней и задней частях крыши, между стойками. Применяются как для переднего ряда сидений, так и для заднего.
  • Коленные. Расположенные под рулевым колесом, они служат для защиты коленей и голеней водителя. Встречаются и коленные подушки безопасности для переднего пассажира. Они устанавливаются под бардачком на передней панели.

Меры безопасности

Следует всегда помнить о том, что подушки безопасности не являются стопроцентной защитой при аварии. Они существенно увеличивают шанс избежать травмы, однако, только в случае соблюдения определенных правил при эксплуатации.

  • Всегда пристегивайтесь. Как уже отмечалось выше, «аэрбеги» эффективны только при использовании ремней безопасности.
  • Своевременно проверяйте в специализированных автосервисах состояние работоспособности всех систем, которые взаимодействуют с подушкой.
  • Соблюдайте предписанные еще в автошколе правила ровной посадки в автомобиль — «руки на руле» и т.п.
  • При перевозке детей используйте только специальные детские автокресла, отключив соответствующую подушку безопасности.

Хотя в настоящее время аэрбеги и не являются абсолютным средством защиты при аварии, они постоянно совершенствуются. Эта тенденция, в сочетании с неукоснительным соблюдением правил безопасности, позволяет рассчитывать на достаточно высокие результаты по обеспечению сохранности жизни и здоровья водителей транспортных средств и их пассажиров.

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

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. Фото Алекса Дурбина предоставлено ВВС США. DVD.

Содержание

  1. Почему автомобильные аварии наносят ущерб
  2. Как помогают подушки безопасности
  3. Как работают подушки безопасности
  4. Кто изобрел подушки безопасности?
  5. 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. Легковые автомобили 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

  1. Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
  7. 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.
  8. 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. В соответствии 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
  • Полевые испытания фронтальных подушек безопасности: 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 приборы
  • 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

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. Фото Алекса Дурбина предоставлено ВВС США. DVD.

Содержание

  1. Почему автомобильные аварии наносят ущерб
  2. Как помогают подушки безопасности
  3. Как работают подушки безопасности
  4. Кто изобрел подушки безопасности?
  5. 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. Легковые автомобили 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

  1. Когда автомобиль во что-то врезается, он начинает очень быстро замедляться (терять скорость).
  2. Акселерометр (электронный чип, измеряющий ускорение или силу) определяет изменение скорости.
  3. Если замедление достаточно велико, акселерометр запускает Цепь подушки безопасности . Обычное торможение не создает достаточной силы для этого.
  4. Цепь подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент (что-то вроде одного из проводов в тостере).
  5. Нагревательный элемент воспламеняет химическое взрывчатое вещество . В старых подушках безопасности в качестве взрывчатого вещества использовался азид натрия; в более новых используются другие химические вещества.
  6. При горении взрывчатки выделяется огромное количество безвредного газа (обычно азота или аргона), который попадает в нейлоновый мешок, сложенный за рулем.
  7. 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.
  8. 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. В соответствии 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
  • Полевые испытания фронтальных подушек безопасности: 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *