Bezpečnost automobilu se tradičně dělí na dva typy — aktivní a pasivní. Aktivní bezpečnost se týká systémů a zařízení, která pomáhají automobilu vyhnout se srážce. Pasivní bezpečnost naopak označuje schopnost automobilu chránit životy a zdraví cestujících, když k nehodě dojde. Každé moderní vozidlo spoléhá na kombinaci klíčových systémů pasivní bezpečnosti, včetně bezpečnostních pásů, airbagů a deformačních zón, aby minimalizovalo zranění při nehodě.
Co se stane s autem a cestujícími při srážce?
Při čelní srážce se auto smačká a náhle zastaví — ale cestující se nadále pohybují vpřed setrvačností, řítíce se k volantu, přístrojové desce a čelnímu sklu. Může se zdát, že uvnitř kabiny není dostatek prostoru pro rozvíjení nebezpečné rychlosti, ale zapojené síly jsou ohromující. Zpomalení může dosáhnout desítek g, takže náraz je srovnatelný se skokem z vrcholu výškové budovy.
Aby byli cestující v závažné nehodě naživu a bez zranění, musí být jejich rychlost snižována co nejplynuleji a nejpomaleji — podobně jako vícevrstvé žíněnky tlumí pády z výšky. Dosáhnout toho uvnitř auta vyžaduje, aby karoserie plnila dvě zdánlivě protichůdné funkce najednou: být dostatečně tuhá, aby chránila cestující, a dostatečně pružná, aby absorbovala energii nárazu.
Deformační zóny a pevná bezpečnostní kabina
Moderní karoserie automobilů řeší tuto výzvu pomocí dvoudílné konstrukční filozofie:
- Pevná kabina cestujících: Konstrukční rám obklopující řidiče a cestující je postaven tak, aby byl co nejtužší. Využívá ocel ultravysoké pevnosti a do dveří jsou zabudovány výztužné tyče, které brání jejich vtlačení dovnitř při nárazu.
- Programované deformační zóny: Přední (motorový prostor) a zadní (zavazadlový prostor) části auta jsou konstruovány tak, aby se kontrolovaně mačkaly, pohlcovaly a rozptylovaly energii nárazu dříve, než dosáhne kabiny.
Tento přístup je relativně nedávným vývojem. Starší vozidla neměla žádné takové konstrukční řešení — celá karoserie se rovnoměrně mačkala, což znamenalo, že kabina měla stejnou pravděpodobnost kolapsu jako nárazník. Dnes je běžné vidět moderní auto s zcela zničenou přední částí, zatímco prostor pro cestující zůstává z velké části neporušený.
Motor také představuje vážné riziko při čelní srážce. Aby se zabránilo jeho vtlačení do kabiny — což by mohlo být smrtelné — moderní auta používají speciálně navržené uložení motoru a struktury přepážky, které při závažné nehodě směřují motor dolů a mimo cestující.
Nárazy zezadu a opěrky hlavy
Nárazy zezadu nesou vlastní vážná rizika — zejména whiplash a poranění krku způsobená náhlým trhnutím hlavy dozadu. Byly vyvinuty dvě generace technologie opěrek hlavy pro řešení tohoto problému:
- Standardní opěrky hlavy: Omezují pohyb hlavy dozadu, aby se zabránilo hyperextenzi krku.
- Aktivní opěrky hlavy: Automaticky se posunou dopředu v okamžiku, kdy je detekován náraz zezadu, poskytují okamžitou oporu hlavy a prakticky eliminují nebezpečný pohyb.
Bezpečnostní pásy: Nejdůležitější zařízení pasivní bezpečnosti
Pokud jde o ochranu cestujících při nehodě, žádné zařízení není základnější než bezpečnostní pás. Převzaté z letectví, bezpečnostní pásy se od svého zavedení do světa automobilů výrazně vyvinuly. Zde je, jak se tato evoluce odehrála:
- Dvouúchytné pásy: Nejranější automobilové bezpečnostní pásy držely cestujícího přes břicho nebo hrudník v jednom bodě napětí. Lepší než nic, ale daleko od ideálního.
- Tříúchytné pásy: Dnes univerzální design, který rovnoměrněji rozloží síly nárazu přes hrudník, rameno a klín, čímž dramaticky snižuje riziko poranění páteře a vnitřních orgánů. Jeho kombinace účinnosti a snadnosti použití z něj učinila standard pro civilní vozidla po celém světě.
- Víceúchytné pásy (4-, 5- a 6-bodové): Používají se v motorsportu k pevnému držení řidiče na sedadle v extrémních podmínkách, i když jsou příliš omezující pro každodenní jízdu.
Moderní bezpečnostní pásy jsou mnohem sofistikovanější než pouhý pás. Klíčové inovace zahrnují:
- Inerční navíječe: Umožňují volný pohyb pásu za normálních podmínek, automaticky se přizpůsobují jakékoli velikosti těla a umožňují nositeli pohodlně měnit polohu — ale okamžitě se zablokují při detekci náhlého zpomalení.
- Pyrotechnické předpínače: Malé výbušné nálože, které detonují při nehodě, v milisekundách prudce stahují pás a táhnou cestujícího pevně zpět do sedadla dříve, než nastoupí síly nárazu.
Airbagy: Druhá linie obrany
Airbagy jsou pravděpodobně druhým nejdůležitějším vynálezem pasivní bezpečnosti po bezpečnostních pásech. Koncept — nafouknutí složeného vaku ve zlomku sekundy při srážce — byl poprvé patentován v roce 1953, přestože technologie pro jeho spolehlivé fungování by neexistovala ještě další dvě desetiletí.
Jak funguje airbag?
Klíčem k účinnosti airbagy je rychlost. Inženýři testovali různé metody plnění, než se ustálili na pyrotechnickém systému, který je dodnes standardem. Zde je, jak funguje:
- Senzory nárazu detekují srážku a v milisekundách spustí elektrický proud.
- Proud zahřeje kompaktní tabletu azidu sodného (NaN3) — krystalické sloučeniny — nad 330 °C.
- Azid sodný se rychle rozloží na dusíkový plyn a sodíkový kov.
- Uvolněný dusíkový plyn nafoukne airbag za pouhých 0,025 až 0,05 sekundy (25 až 50 milisekund).
- Vak polštářuje cestujícího a poté se téměř okamžitě vypustí, což mu umožní po nehodě volně se pohybovat.
Jedním vedlejším účinkem tohoto rychlého nafukování v uzavřeném prostoru je prudký nárůst tlaku, který může způsobit poškození ušního bubínku nebo otřes mozku. Výrobci toto riziko řídí omezením rychlosti aktivace airbagy a používáním vaků relativně malého objemu, přičemž určité riziko zůstává v závislosti na jedinci a velikosti vozidla.
Stručná historie airbagů
Na rozdíl od rozšířeného přesvědčení airbagy nepocházejí od evropských luxusních značek. V polovině 70. let vybavily Ford a General Motors více než 12 000 automobilů systémy airbagů — první rozsáhlé nasazení v historii automobilismu. Avšak tyto rané americké airbagy byly navrženy tak, aby nahradily bezpečnostní pásy, nikoli je doplnily, což se ukázalo jako katastrofální. Airbag se aktivuje směrem k nepřipoutanému cestujícímu rychlostí 270–300 km/h a zdokumentované případy zlomenin krčních obratlů způsobených samotným airbagem přiměly výrobce opustit tento přístup.
Byl to Mercedes-Benz, pracující ve spolupráci s Boschem, kdo tento koncept oživil a zdokonalil. V roce 1980 se Mercedes stal prvním výrobcem, který nabídl airbagy jako standardní výbavu sériového automobilu — třídy S — s klíčovým konstrukčním principem: airbagy musí fungovat společně s bezpečnostními pásy, nikoli místo nich. Tento poznatek transformoval technologii airbagů v záchranný systém, který známe dnes. Ve skutečnosti jsou mnohá vozidla stále navržena tak, aby airbagy vůbec nebyly aktivovány, pokud cestující není připoután.
Moderní systémy airbagů: Za hranice volantu
Dnešní systémy airbagů jdou daleko za jeden vak ve volantu. Komplexní moderní sestava obvykle zahrnuje:
- Čelní airbagy: Pro řidiče a spolujezdce, chránící před poraněním hlavy a hrudníku při čelních srážkách.
- Boční airbagy (zabudované do sedadla): Zabudované do boků předních sedadel pro ochranu trupu při bočním nárazu.
- Hlavové (záclonové) airbagy: Nasazují se ze střešní lišty pro ochranu hlav cestujících vpředu i vzadu. Na rozdíl od čelních airbagů si záclonové airbagy udržují tlak po několik sekund, aby poskytovaly ochranu během převrácení vozidla — a aby zabránily vypadnutí nepřipoutaných cestujících.
- Kolenní airbagy: Stále běžnější, chrání kolena a nohy před pronikáním přístrojové desky.
- Airbagy pro zadní cestující: Někteří výrobci nyní zahrnují airbagovou ochranu i pro cestující na zadních sedadlech.
Budoucnost technologie airbagů je stejně slibná. Inženýři vyvíjejí systémy, které mohou aktivovat airbagy okamžiky před detekcí srážky — nikoli během ní — čímž snižují závažnost nárazu. Bezpečnostní systémy jsou také trénovány k rozpoznávání individuálních dat cestujících (výška, váha, poloha sezení) pro optimalizaci aktivace airbagů pro každou konkrétní osobu sedící na daném místě v okamžiku nehody.
Závěr: Pasivní bezpečnost funguje pouze tehdy, když ji používáte
Bez ohledu na to, jak pokročilé jsou systémy pasivní bezpečnosti ve vašem vozidle — deformační zóny, pásy s předpínači, vícestupňové airbagy, záclonové systémy — všechny jsou konstruovány kolem jediného základního předpokladu: že řidič a každý cestující jsou připoutáni bezpečnostním pásem. Bez toho se účinnost všech těchto technologií dramaticky snižuje a v některých případech se stávají nebezpečnými spíše než ochrannými. Vždy se připoutejte. Každá jízda, pokaždé.
Toto je překlad. Originál si můžete přečíst zde: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html
Publikováno Leden 20, 2022 • 7m ke čtení
