Passiivne Autoohutu: Kuidas Kaasaegsed Sõidukid Kaitsevad Teid Avariis

Sõidukiohutus jaguneb tavapäraselt kahte liiki — aktiivne ja passiivne. Aktiivne ohutus viitab süsteemidele ja seadmetele, mis aitavad autol kokkupõrget üldse vältida. Passiivne ohutus on seevastu auto võime kaitsta sõitjate elu ja tervist õnnetuse toimumisel. Iga kaasaegne sõiduk tugineb põhiliste passiivohutussüsteemide kombinatsioonile, sealhulgas turvavöödele, turvapatjadele ja deformatsioonitsoonidele, et minimeerida vigastusi avarii korral.

Mis Juhtub Autoga ja Selle Sõitjatega Kokkupõrke Ajal?

Frontaalkokkupõrke korral kortsub auto ja peatub järsult — kuid sõitjad liiguvad inertsi tõttu edasi, tormades rooliratta, armatuurlaua ja tuuleklaasi suunas. Võib tunduda, et salongi sees pole piisavalt ruumi ohtliku kiiruse kogumiseks, kuid kaasnevad jõud on jahmatavad. Aeglustumine võib ulatuda kümneteni g, muutes löögi samaväärseks kõrghoone katuselt hüppamisega.

Selleks et hoida sõitjaid tõsise õnnetuse korral elus ja vigastusteta, tuleb nende kiirust vähendada nii järk-järgult ja sujuvalt kui võimalik — sarnaselt sellega, kuidas kasutatakse mitmekihilisi matte kõrguselt kukkumiste pehmendamiseks. Selle saavutamiseks autos peab kere struktuur tegema korraga kahte näiliselt vastuolulist asja: olema piisavalt jäik, et kaitsta sõitjaid, ja piisavalt paindlik, et neelata avariienergiat.

Deformatsioonitsoonid ja Jäik Ohutusruum

Kaasaegsed autokered lahendavad selle väljakutse kahest osast koosneva disainifilosoofia abil:

• Jäik sõitjateruum: Juhi ja sõitjate ümber asuv struktuuriraam on ehitatud nii jäigaks kui võimalik. Selleks kasutatakse ülitugevat terast ning ustesse on sisseehitatud tugevdusribad, et need ei kukuks löögil sisse.
• Programmeeritud deformatsioonitsoonid: Auto esi- (mootoriruum) ja tagaosa (pagasiruum) on projekteeritud kontrollitud viisil kokkukukkumiseks, neelates ja hajutades avariienergiat enne salongi jõudmist.

See lähenemine on suhteliselt hiljutine areng. Vanematel sõidukitel puudus selline inseneerlahendus — kogu kere kortsus ühtlaselt, mis tähendas, et saloon oli sama tõenäoliselt kokkukukkumisele kalduvad kui põrkeraud. Tänapäeval on tavaline näha kaasaegset autot täielikult hävitatud esiosaga, samal ajal kui sõitjateruum jääb suuresti terveks.

Mootor kujutab endast samuti tõsist ohtu otsekokkupõrke korral. Et vältida selle surumist salongi — mis võiks olla surmav — kasutavad kaasaegsed autod spetsiaalselt projekteeritud mootorikinnistusi ja tulemüüristruktuure, mis suunavad mootorit tõsise avarii korral allapoole ja sõitjatest eemale.

Tagantkokkupõrked ja Peatoed

Tagantkokkupõrgetel on omad tõsised riskid — eelkõige piitsalöögist põhjustatud trauma ja kaelavigastused, mille põhjustab pea äkiline tahapoole nõksatus. Nende lahendamiseks on välja töötatud kahte põlvkonda peatoe tehnoloogiat:

• Standardsed peatoed: Piiravad pea tahapoole liikumist, et vältida kaela hüperlaienemine.
• Aktiivsed peatoed: Liiguvad automaatselt ettepoole hetkel, kui tagantkokkupõrge on tuvastatud, pakkudes pea jaoks koheselt tuge ja kõrvaldades praktiliselt ohtliku liikumise.

Turvavöö: Kõige Olulisem Passiivne Ohutusseade

Sõitjate kaitsmise osas õnnetuse ajal pole ükski seade olulisem kui turvavöö. Lennundusest laenatud turvavööd on alates autotööstusesse jõudmisest märkimisväärselt arenenud. Siin on, kuidas see areng on kulgenud:

• Kahepunktilised vööd: Esimesed autoturvavööd hoidsid sõitjat kõhu või rinna ulatuses ühes pingestuspunktis. Parem kui mitte midagi, kuid kaugel ideaalsest.
• Kolmepunktilised vööd: Praegu universaalne disain, mis jaotab avariijõud ühtlasemalt üle rinna, õla ja reie, vähendades dramaatiliselt selgroo- ja siseorganivigastuste riski. Selle tõhususe ja kasutusmugavuse kombinatsioon tegi sellest maailmas tsiviilsõidukite standardi.
• Mitme punktiga vööd (4-, 5- ja 6-punktilised): Kasutusel mootorispordis, et hoida sõitjat äärmuslikes tingimustes kindlalt istmes, kuigi igapäevasõiduks liiga piiravad.

Kaasaegsed turvavööd on palju keerukamad kui lihtne rihm. Peamised uuendused hõlmavad:

• Inertsikelad: Võimaldavad vööl tavatingimustes vabalt liikuda, kohandudes automaatselt igale kehamõõdule ja lastes kandjal mugavalt asendit muuta — kuid lukustuvad kohe, kui tuvastatakse äkiline aeglustumine.
• Pürotehniline eelpingestaja: Väikesed lõhtelaengud, mis plahvatavad avarii korral, tõmmates vöö millisekundi jooksul pingule ja surudes sõitja enne löögi mõjumist kindlalt tagasi istmesse.

Turvapadjad: Teine Kaitseliin

Turvapadjad on vaieldamatult teine tähtsaim passiivohutuse leiutis pärast turvavöösid. Kontseptsioon — voltitud koti täispuhumine murdosa sekundi jooksul kokkupõrke ajal — patenteeriti esmakordselt 1953. aastal, kuigi selle usaldusväärseks toimimiseks vajalik tehnoloogia ei eksisteerinud veel kaks aastakümmet.

Kuidas Turvapadja Töötab?

Võti turvapadja efektiivseks muutmisel on kiirus. Insenerid testisid erinevaid täitmismeetodeid enne pürotehnilistele süsteemidele üleminekut, mis on tänapäeval endiselt standard. Siin on, kuidas see toimib:

• Avariiandurid tuvastavad kokkupõrke ja käivitavad elektrivoolu millisekundi jooksul.
• Vool soojendab kompaktse naatriumasiidi (NaN3) tableti — kristallilise ühendi — temperatuurini üle 330°C.
• Naatriumasiid laguneb kiiresti lämmastikgaasiks ja naatriummetalliks.
• Vabanenud lämmastikgaas täidab turvapadja vaid 0,025 kuni 0,05 sekundiga (25 kuni 50 millisekundit).
• Kott pehmendab sõitja löögimõju ja tühjendub peaaegu kohe, võimaldades avarii järel vabalt liikuda.

Üks kõrvalmõju sellest kiirest täitumisest suletud ruumis on järsk rõhutõus, mis võib põhjustada trummeldahvli kahjustuse või põrutuse. Tootjad maandavad seda riski, piirates turvapadja rakendumiskiirust ja kasutades suhteliselt väikese mahuga kotte, kuigi teatud risk jääb sõltuvalt isikust ja sõiduki suurusest.

Lühike Turvapadja Ajalugu

Vastupidiselt levinud arvamusele ei pärine turvapadjad Euroopa luksusbrändidelt. 1970ndate keskel varustasid Ford ja General Motors üle 12 000 auto turvapadjasüsteemidega — esimene suuremahuline rakendamine autotööstuse ajaloos. Need varajased Ameerika turvapadjad olid aga projekteeritud turvavööde asendamiseks, mitte täiendamiseks, mis osutus katastroofiliseks. Turvapadja rakendumiskiirus vööta sõitja suunas on 270–300 km/h ning dokumenteeritud kaela lülisamba murru juhtumid, mille põhjustas turvapadja ise, sundisid tootjaid sellest lähenemisest loobuma.

Mercedes-Benz, töötades koostöös Boschiga, taasellustas ja täiustas kontseptsiooni. 1980. aastal sai Mercedes-Benzist esimene tootja, kes pakkus turvapadju standardvarustusena tootmissõidukil — S-Klassi mudelil — kriitilise disainipõhimõttega: turvapadjad peavad töötama koos turvavöödega, mitte nende asemel. See arusaam muutis turvapadja tehnoloogia elu päästnud süsteemiks, mida täna tunneme. Tegelikult on paljud sõidukid endiselt nii projekteeritud, et turvapadjad ei rakendu üldse, kui sõitja pole turvavööga kinnitatud.

Kaasaegsed Turvapadjasüsteemid: Rooliratast Kaugemale

Tänased turvapadjasüsteemid ulatuvad kaugelt üle ühe koti rooliratas. Tüüpiline kaasaegne komplekt sisaldab tavaliselt:

• Frontaalsed turvapadjad: Juhi ja esisõitja jaoks, kaitstes pead ja rindkere ette suunatud kokkupõrgete korral.
• Külgmised turvapadjad (istme külge kinnitatud): Sisseehitatud esistoolide külgedele, et kaitsta torso külgkokkupõrke ajal.
• Kardinturvapadjad: Rakenduvad katuse raamist, et kaitsta esi- ja tagasõitjate pead. Erinevalt frontaalsetest turvapatjadest hoiavad kardinturvapadjad survet mitu sekundit, et pakkuda kaitset ümbermineku ajal — ja vältida vööta sõitjate välja paisatamist.
• Põlveturvapadjad: Üha levinumad, need kaitsevad põlvi ja jalgu armatuurlaua sissetungi eest.
• Tagasõitjate turvapadjad: Mõned tootjad lisavad nüüd turvapadja kaitse ka tagaistme sõitjatele.

Turvapadja tehnoloogia tulevik on samuti paljulubav. Insenerid töötavad välja süsteeme, mis suudavad rakendada turvapadju hetkedel enne kokkupõrke tuvastamist — mitte selle ajal — vähendades löögi raskust. Ohutussüsteeme õpetatakse ka tuvastama individuaalseid sõitjate andmeid (pikkus, kaal, istumisasend), et optimeerida turvapadja rakendamist iga konkreetse isiku jaoks istmes avarii ajal.

Kokkuvõte: Passiivne Ohutus Töötab Ainult Siis, Kui Seda Kasutad

Ükskõik kui arenenud on teie sõiduki passiivohutussüsteemid — deformatsioonitsoonid, eelpingestajatega turvavööd, mitmeastmelised turvapadjad, kardintsüsteemid — kõik on need projekteeritud ümber ühe põhilise eelduse: et juht ja iga sõitja kannavad turvavööd. Ilma selleta langeb kõigi nende tehnoloogiate tõhusus dramaatiliselt ning mõnel juhul muutuvad need kaitsvate asemel ohtlikuks. Kinnitage alati turvavöö. Iga sõidu, iga kord.

See on tõlge. Originaali saate lugeda siin: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html