السلامة السلبية للسيارة: كيف تحميك المركبات الحديثة في حالة التصادم

تنقسم سلامة السيارات تقليدياً إلى نوعين — السلامة الفعّالة والسلامة السلبية. تشير السلامة الفعّالة إلى الأنظمة والأجهزة التي تساعد السيارة على تجنّب التصادم في المقام الأول. أما السلامة السلبية، فهي قدرة السيارة على حماية أرواح ركّابها وصحتهم عند وقوع الحادث. تعتمد كل مركبة حديثة على مجموعة من أنظمة السلامة السلبية الرئيسية، بما فيها أحزمة الأمان، والوسائد الهوائية، ومناطق التشوّه، للحدّ من الإصابات خلال التصادم.

ما الذي يحدث للسيارة وركّابها أثناء التصادم؟

في حالة التصادم الأمامي، تتجعّد السيارة وتتوقف فجأةً — لكن الركّاب يستمرون في التحرّك للأمام بفعل القصور الذاتي، متّجهين نحو عجلة القيادة ولوحة الأجهزة والزجاج الأمامي. قد يبدو أنه لا توجد مساحة كافية داخل المقصورة لبناء سرعة خطيرة، غير أن القوى المعنية هائلة. يمكن أن يصل التباطؤ إلى عشرات أضعاف قوة الجاذبية، مما يجعل الصدمة مكافئةً للقفز من قمة ناطحة سحاب.

للحفاظ على الركّاب أحياءً وسليمين في حادث خطير، يجب تقليل سرعتهم تدريجياً وبسلاسة قدر الإمكان — تماماً كالطريقة التي تُستخدم فيها الحصائر متعددة الطبقات لتخفيف السقوط من ارتفاعات. ولتحقيق ذلك داخل السيارة، يتطلّب الأمر أن يؤدّي الهيكل الجسمي أمرين يبدوان متناقضين في آنٍ واحد: أن يكون صلباً بما يكفي لحماية الركّاب، وأن يكون مرناً بما يكفي لامتصاص طاقة التصادم.

مناطق التشوّه وهيكل السلامة الصلب

تحلّ هياكل السيارات الحديثة هذا التحدي من خلال فلسفة تصميمية ثنائية:

• مقصورة الركّاب الصلبة: يُبنى الإطار الهيكلي المحيط بالسائق والركّاب ليكون بأقصى صلابة ممكنة. يستخدم فولاذاً فائق القوة، وتُدمج قضبان تعزيزية في الأبواب لمنعها من الانهيار للداخل عند الصدمة.
• مناطق التشوّه المبرمجة: تُصمَّم الأجزاء الأمامية (حجرة المحرك) والخلفية (صندوق الأمتعة) للسيارة لتتجعّد بطريقة محكومة، فتمتص طاقة التصادم وتبدّدها قبل أن تصل إلى مقصورة الركّاب.

يُعدّ هذا النهج تطوراً حديثاً نسبياً. لم تكن السيارات القديمة تمتلك مثل هذه الهندسة — كان الهيكل بأكمله يتجعّد بشكل منتظم، مما يعني أن المقصورة كانت عرضةً للانهيار مثلها مثل المصدّ تماماً. أما اليوم، فأصبح من الشائع رؤية سيارة حديثة بمقدمة مدمّرة كلياً بينما تبقى مقصورة الركّاب سليمة إلى حدٍّ بعيد.

يشكّل المحرك أيضاً خطراً جسيماً في حالة التصادم الأمامي. لمنعه من الاندفاع داخل المقصورة — وهو ما قد يكون مميتاً — تستخدم السيارات الحديثة مثبّتات محرك وهياكل جدار ناري مصممة خصيصاً لتوجيه المحرك نحو الأسفل وبعيداً عن الركّاب في حال وقوع حادث شديد.

التصادمات الخلفية ومساند الرأس

تنطوي الاصطدامات الخلفية على مخاطر جسيمة خاصة بها — أبرزها إصابات الإجلاد وإصابات الرقبة الناجمة عن الانقلاب المفاجئ للرأس للخلف. وقد طوّرت الصناعة جيلين من تقنية مساند الرأس للتعامل مع ذلك:

• مساند الرأس القياسية: تحدّ من حركة الرأس للخلف لمنع الامتداد المفرط للرقبة.
• مساند الرأس الفعّالة: تتحرك للأمام تلقائياً في اللحظة التي يُكتشف فيها تصادم خلفي، مما يوفّر دعماً فورياً للرأس ويُقلّل الحركة الخطيرة إلى حدٍّ يكاد يكون معدوماً.

أحزمة الأمان: أهم أجهزة السلامة السلبية

لا يوجد جهاز أكثر أهمية من حزام الأمان عند الحديث عن حماية الركّاب خلال الحوادث. مُستعارةً من الطيران، تطوّرت أحزمة الأمان بشكل ملحوظ منذ إدخالها في عالم السيارات. إليك كيف جرى ذلك التطور:

• أحزمة ذات نقطتين: كانت أحزمة الأمان الأولى للسيارات تثبّت الركّاب عند نقطة توتر واحدة عبر البطن أو الصدر. أفضل من لا شيء، لكن بعيدة عن المثالية.
• أحزمة ذات ثلاث نقاط: التصميم المعتمد عالمياً حالياً الذي يوزّع قوى التصادم بشكل أكثر توازناً على الصدر والكتف والحضن، مما يقلّل بشكل كبير من خطر إصابات العمود الفقري والأعضاء الداخلية. جعلت جمعه بين الفاعلية وسهولة الاستخدام منه المعيار للسيارات المدنية في جميع أنحاء العالم.
• أحزمة متعددة النقاط (4 و5 و6 نقاط): تُستخدم في سباقات السيارات لتثبيت السائق بإحكام في مقعده في ظروف متطرفة، وإن كانت مقيّدة جداً للاستخدام اليومي.

أحزمة الأمان الحديثة أكثر تطوراً بكثير من مجرد شريط بسيط. تشمل الابتكارات الرئيسية:

• بكرات القصور الذاتي: تسمح للحزام بالتحرك بحرية في الظروف الاعتيادية، وتتكيّف تلقائياً مع أي حجم جسم وتتيح للمستخدم تغيير وضعيته بارتياح — لكنها تستقرّ فوراً عند رصد أي تباطؤ مفاجئ.
• شادّات ما قبل الاشتعال الناري: شحنات متفجّرة صغيرة تنفجر عند التصادم، وتشدّ الحزام بإحكام في غضون ميلي ثانية وتسحب الركّاب بقوة إلى مقاعدهم قبل أن تنفجر قوى التصادم.

الوسائد الهوائية: خطّ الدفاع الثاني

تُعدّ الوسائد الهوائية على الأرجح ثاني أهم اختراع في مجال السلامة السلبية بعد أحزمة الأمان. استُحدث المفهوم — نفخ حقيبة مطوية في جزء من الثانية أثناء التصادم — وسُجّلت براءة اختراعه لأول مرة عام 1953، غير أن التكنولوجيا اللازمة لجعله يعمل بشكل موثوق لم تتوفّر إلا بعد عقدين من الزمن.

كيف تعمل الوسادة الهوائية؟

مفتاح فاعلية الوسادة الهوائية هو السرعة. اختبر المهندسون طرقاً متعددة للنفخ قبل أن يستقروا على النظام الناري، الذي لا يزال المعيار المعتمد حتى اليوم. إليك آلية عمله:

• تستشعر أجهزة استشعار التصادم الاصطدامَ وتُفعّل تياراً كهربائياً في غضون ميلي ثوانٍ.
• يُسخّن التيار كبسولة مضغوطة من أزيد الصوديوم (NaN3) — وهو مركّب بلوري — إلى ما فوق 330 درجة مئوية.
• يتفكّك أزيد الصوديوم بسرعة إلى غاز النيتروجين ومعدن الصوديوم.
• يُنفّخ غاز النيتروجين المُطلَق الوسادةَ الهوائية في 0.025 إلى 0.05 ثانية فحسب (25 إلى 50 ميلي ثانية).
• تلتفّ الوسادة حول الركّاب ثم تنكمش فوراً تقريباً، مما يتيح لهم التحرك بحرية بعد التصادم.

أحد الآثار الجانبية لهذا النفخ السريع في مساحة مغلقة هو ارتفاع حادّ في الضغط قد يسبب أضراراً لطبلة الأذن أو ارتجاجاً. يدير المصنّعون هذه المخاطرة بتقييد سرعة انتشار الوسادة الهوائية واستخدام وسائد ذات حجم صغير نسبياً، وإن ظلّت بعض المخاطر قائمةً تبعاً للفرد وحجم المركبة.

تاريخ موجز للوسادة الهوائية

خلافاً للاعتقاد الشائع، لم تنشأ الوسائد الهوائية من العلامات التجارية الأوروبية للسيارات الفاخرة. في منتصف سبعينيات القرن الماضي، زوّدت شركتا فورد وجنرال موتورز أكثر من 12000 سيارة بأنظمة الوسائد الهوائية — وهو أول نشر واسع النطاق في تاريخ صناعة السيارات. غير أن هذه الوسائد الهوائية الأمريكية المبكرة صُمّمت لتحلّ محلّ أحزمة الأمان بدلاً من أن تكمّلها، وهو ما أثبت كونه كارثياً. تنتشر الوسادة الهوائية باتجاه الركّاب غير الحاملين لحزام الأمان بسرعة 270–300 كم/ساعة، وقد دفعت الحالات الموثّقة لكسور الفقرات العنقية الناجمة عن الوسادة الهوائية نفسها المصنّعين إلى التخلي عن هذا النهج.

كانت مرسيدس-بنز، بالشراكة مع بوش، هي من أحيت هذا المفهوم وطوّرته. في عام 1980، أصبحت مرسيدس أول شركة مصنّعة تقدّم الوسائد الهوائية كمعدات قياسية في سيارة إنتاجية — الفئة S — مع مبدأ تصميمي محوري: يجب أن تعمل الوسائد الهوائية جنباً إلى جنب مع أحزمة الأمان، لا بدلاً منها. حوّل هذا الإدراكُ تقنيةَ الوسائد الهوائية إلى النظام المنقذ للأرواح الذي نعرفه اليوم. بل إن كثيراً من المركبات ما زالت مصمّمة بحيث لا تنتشر الوسائد الهوائية إطلاقاً ما لم يكن الركّاب مربوطين بأحزمة الأمان.

أنظمة الوسائد الهوائية الحديثة: ما وراء عجلة القيادة

تتجاوز أنظمة الوسائد الهوائية اليوم وسادةً وحيدةً في عجلة القيادة بكثير. يشمل الإعداد الحديث الشامل عادةً:

• الوسائد الهوائية الأمامية: للسائق والراكب الأمامي، وتحمي الرأس والصدر من إصابات التصادمات الأمامية.
• الوسائد الهوائية الجانبية (المثبّتة في المقعد): مدمجة في جوانب المقاعد الأمامية لحماية الجذع أثناء الصدمة الجانبية.
• الوسائد الهوائية الستائرية: تنتشر من حافة السقف لحماية رؤوس الركّاب الأماميين والخلفيين. وخلافاً للوسائد الأمامية، تحافظ الوسائد الستائرية على ضغطها لثوانٍ عدة لتوفير الحماية طوال حادثة الانقلاب — ولمنع انزلاق الركّاب غير المربوطين إلى الخارج.
• وسائد الركبة الهوائية: شائعة بشكل متزايد، وتحمي الركبتين والساقين من اختراق لوحة الأجهزة.
• وسائد الركّاب الخلفيين الهوائية: تضمّ بعض الشركات المصنّعة الآن حماية بالوسائد الهوائية لركّاب المقاعد الخلفية أيضاً.

يبدو مستقبل تقنية الوسائد الهوائية واعداً بالقدر ذاته. يطوّر المهندسون أنظمة قادرة على نشر الوسائد الهوائية لحظات قبيل اكتشاف التصادم — لا أثناءه — مما يقلّل من حدّة الصدمة. كما تُدرَّب أنظمة السلامة على التعرف على البيانات الفردية للركّاب (الطول والوزن ووضعية الجلوس) لتحسين انتشار الوسائد الهوائية لكل شخص محدد في المقعد وقت وقوع الحادث.

الخلاصة: السلامة السلبية لا تعمل إلا عند استخدامها

بغضّ النظر عن مدى تطوّر أنظمة السلامة السلبية في مركبتك — مناطق التشوّه، وأحزمة الشادّات، والوسائد الهوائية متعددة المراحل، والأنظمة الستائرية — فجميعها مصمَّم انطلاقاً من افتراض جوهري واحد: أن السائق وكل راكب يرتدون أحزمة الأمان. بدون ذلك، تنخفض فاعلية كل هذه التقنيات بشكل كبير، وفي بعض الحالات تصبح خطيرة بدلاً من أن تكون وقائية. ارتدِ حزام الأمان دائماً. في كل رحلة، وفي كل مرة.

هذه ترجمة. يمكنك قراءة النص الأصلي هنا: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html