Öryggi í bílum er venjulega skipt í tvær gerðir — virkt og óvirkt. Virkt öryggi vísar til þeirra kerfa og búnaðar sem hjálpa bíl að forðast árekstur í fyrsta lagi. Óvirkt öryggi er hins vegar hæfni bílsins til að vernda líf og heilsu farþega sinna þegar slys verður. Sérhver nútímabíll reiðir sig á samsetningu lykilkerfa óvirks öryggis, þar á meðal öryggisbelti, líknarbelgi og kramsvæði, til að lágmarka meiðsl í árekstri.
Hvað gerist hjá bíl og farþegum hans í árekstri?
Í framanákeyrslu kremst bíllinn og stöðvast snögglega — en farþegarnir halda áfram að hreyfast fram á við vegna tregðu og þeytast að stýrinu, mælaborðinu og framrúðunni. Það kann að virðast sem ekki sé nóg pláss inni í farþegarýminu til að ná hættulegum hraða, en kraftarnir sem um ræðir eru gríðarlegir. Hraðaminnkunin getur náð tugum g, sem gerir höggið jafngilt því að stökkva ofan af hárri háhýsisbyggingu.
Til að halda farþegum á lífi og óslösuðum í alvarlegu slysi verður að draga úr hraða þeirra eins smám saman og mjúklega og hægt er — líkt og marglaga dýnur eru notaðar til að mýkja fall úr hæð. Til að ná þessu inni í bíl þarf yfirbygging hans að gera tvennt sem virðist mótsagnakennt á sama tíma: vera nógu stíf til að vernda farþega, og nógu sveigjanleg til að taka upp árekstrarorkuna.
Kramsvæði og hið stífa öryggishólf
Yfirbyggingar nútímabíla leysa þessa áskorun með tvíþættri hönnunarheimspeki:
- Stíft farþegahólf: Burðargrindin sem umlykur ökumann og farþega er smíðuð til að vera eins stíf og mögulegt er. Hún notar ofursterkt stál og styrktarstangir eru byggðar inn í hurðirnar til að koma í veg fyrir að þær falli inn á við við högg.
- Forrituð aflögunarsvæði: Fram- (vélarrými) og afturhlutar (farangursrými) bílsins eru hannaðir til að kramast á stýrðan hátt, taka upp og dreifa árekstrarorkunni áður en hún nær farþegarýminu.
Þessi nálgun er tiltölulega ný af nálinni. Eldri ökutæki höfðu enga slíka verkfræði — öll yfirbyggingin kramdist jafnt, sem þýddi að farþegarýmið var jafn líklegt til að falla saman og stuðarinn. Í dag er algengt að sjá nútímabíl með gjörsamlega ónýtan framenda á meðan farþegarýmið helst að mestu óskaddað.
Vélin er einnig alvarleg hætta í framanárekstri. Til að koma í veg fyrir að henni sé þrýst inn í farþegarýmið — sem gæti verið banvænt — nota nútímabílar sérhannaðar vélarfestingar og þilbyggingar sem beina vélinni niður á við og frá farþegum þegar alvarlegur árekstur verður.
Aftanákeyrslur og höfuðpúðar
Aftanákeyrslur bera sína eigin alvarlegu áhættu — einkum hálshnykk og hálsmeiðsl af völdum skyndilegrar afturkippingar höfuðsins. Tvær kynslóðir höfuðpúðatækni hafa verið þróaðar til að taka á þessu:
- Hefðbundnir höfuðpúðar: Takmarka hreyfingu höfuðsins aftur á bak til að koma í veg fyrir ofteygju á hálsinum.
- Virkir höfuðpúðar: Færast sjálfkrafa fram á við um leið og aftanárekstur greinist, veita höfðinu samstundis stuðning og útiloka nánast hættulega hreyfingu.
Öryggisbelti: Mikilvægasti óvirki öryggisbúnaðurinn
Þegar kemur að því að vernda farþega í slysi er enginn búnaður grundvallaratriði meira en öryggisbeltið. Öryggisbelti, fengin að láni úr flugi, hafa þróast verulega frá því að þau voru kynnt til sögunnar í bílaheiminum. Hér er hvernig sú þróun átti sér stað:
- Tveggja punkta belti: Elstu öryggisbelti bíla héldu farþeganum yfir kvið eða brjóst á einum spennupunkti. Betra en ekkert, en langt frá því að vera fullkomið.
- Þriggja punkta belti: Hin nú alheimsútbreidda hönnun sem dreifir árekstrarkröftum jafnar yfir brjóst, öxl og mjaðmir, og dregur verulega úr hættu á meiðslum á hrygg og innri líffærum. Samsetning skilvirkni og einfaldrar notkunar gerði hana að staðli fyrir almenningsbíla um allan heim.
- Fjölpunktabelti (4-, 5- og 6-punkta): Notuð í kappakstri til að halda ökumanni þétt í sætinu við erfiðar aðstæður, þó of takmarkandi fyrir daglegan akstur.
Nútíma öryggisbelti eru mun fullkomnari en einföld ól. Lykilnýjungar eru meðal annars:
- Tregðukefli: Leyfa beltinu að hreyfast frjálst við venjulegar aðstæður, aðlagast sjálfkrafa að hvaða líkamsstærð sem er og leyfa notandanum að hagræða sér þægilega — en læsast samstundis þegar skyndileg hraðaminnkun greinist.
- Sprengiknúnir forspennarar: Litlar sprengihleðslur sem springa í árekstri, kippa beltinu þétt á millisekúndum og draga farþegann fast aftur í sætið áður en árekstrarkraftarnir ná tökum.
Líknarbelgir: Önnur varnarlínan
Líknarbelgir eru að öllum líkindum næstmikilvægasta uppfinning óvirks öryggis á eftir öryggisbeltum. Hugmyndin — að blása út samanbrotinn belg á broti úr sekúndu í árekstri — var fyrst einkaleyfisvernduð árið 1953, þótt tæknin til að láta hana virka áreiðanlega yrði ekki til fyrr en tveimur áratugum síðar.
Hvernig virkar líknarbelgur?
Lykillinn að því að gera líknarbelg skilvirkan er hraði. Verkfræðingar prófuðu ýmsar útblástursaðferðir áður en þeir völdu sprengiknúið kerfi, sem er enn staðallinn í dag. Hér er hvernig það virkar:
- Árekstrarskynjarar greina árekstur og koma af stað rafstraumi á millisekúndum.
- Straumurinn hitar þétta töflu af natríumasíði (NaN3) — kristallað efnasamband — yfir 330°C.
- Natríumasíðið sundrast hratt í köfnunarefnisgas og natríummálm.
- Köfnunarefnisgasið sem losnar blæs líknarbelginn út á aðeins 0,025 til 0,05 sekúndum (25 til 50 millisekúndum).
- Belgurinn mýkir höggið fyrir farþegann og tæmist svo nánast samstundis, sem gerir honum kleift að hreyfa sig frjálst eftir áreksturinn.
Ein aukaverkun þessarar hröðu útblásturs í lokuðu rými er snörp þrýstingsaukning sem getur valdið skemmd á hljóðhimnu eða heilahristingi. Framleiðendur stýra þessari áhættu með því að takmarka útblásturshraða belgsins og nota belgi með tiltölulega litlu rúmmáli, þótt nokkur áhætta sé eftir sem fer eftir einstaklingnum og stærð ökutækisins.
Stutt saga líknarbelgsins
Andstætt almennri trú urðu líknarbelgir ekki til hjá evrópskum lúxusmerkjum. Um miðjan áttunda áratuginn settu Ford og General Motors líknarbelgjakerfi í yfir 12.000 bíla — fyrsta stórtæka beitingin í bílasögunni. Hins vegar voru þessir snemmbúnu bandarísku líknarbelgir hannaðir til að koma í stað öryggisbelta frekar en að bæta þau upp, sem reyndist hörmulegt. Líknarbelgur þenst út í átt að óbeltuðum farþega á 270–300 km/klst, og skjalfest tilvik um brot á hálsliðum af völdum líknarbelgsins sjálfs urðu til þess að framleiðendur hættu við þessa nálgun.
Það var Mercedes-Benz, í samstarfi við Bosch, sem endurvakti og fágaði hugmyndina. Árið 1980 varð Mercedes fyrsti framleiðandinn til að bjóða líknarbelgi sem staðalbúnað í fjöldaframleiddum bíl — S-línunni — með afgerandi hönnunarreglu: líknarbelgir verða að vinna saman með öryggisbeltum, ekki í stað þeirra. Þessi innsýn umbreytti líknarbelgjatækni í það lífbjargandi kerfi sem við þekkjum í dag. Reyndar eru margir bílar enn hannaðir þannig að líknarbelgir blásast alls ekki út nema farþeginn sé með beltið spennt.
Nútíma líknarbelgjakerfi: Lengra en stýrið
Líknarbelgjakerfi nútímans ná langt út fyrir einn belg í stýrinu. Heildstæð nútímauppsetning inniheldur yfirleitt:
- Framlíknarbelgir: Fyrir ökumann og framsætisfarþega, vernda gegn meiðslum á höfði og brjósti í framanárekstrum.
- Hliðarlíknarbelgir (sætisfestir): Byggðir inn í hliðar framsæta til að vernda búkinn í hliðarárekstri.
- Gluggatjaldsbelgir: Blásast út frá þakbita til að vernda höfuð fram- og afturfarþega. Ólíkt framlíknarbelgjum halda gluggatjaldsbelgir þrýstingi í nokkrar sekúndur til að veita vernd alla veltuna — og til að koma í veg fyrir að óbeltaðir farþegar kastist út.
- Hnélíknarbelgir: Sífellt algengari, þessir vernda hné og fætur gegn ásókn mælaborðsins.
- Líknarbelgir fyrir afturfarþega: Sumir framleiðendur bjóða nú einnig líknarbelgjavernd fyrir farþega í aftursæti.
Framtíð líknarbelgjatækninnar er jafn lofandi. Verkfræðingar eru að þróa kerfi sem geta blásið út líknarbelgi augnablikum áður en árekstur greinist — frekar en á meðan á honum stendur — og dregið úr alvarleika höggsins. Öryggiskerfi eru einnig þjálfuð til að þekkja gögn einstakra farþega (hæð, þyngd, sætisstöðu) til að besta útblástur líknarbelgja fyrir hverja tiltekna manneskju í sætinu þegar árekstur verður.
Niðurstaðan: Óvirkt öryggi virkar aðeins þegar þú notar það
Sama hversu fullkomin óvirku öryggiskerfin í ökutækinu þínu eru — kramsvæði, forspennt belti, fjölþrepa líknarbelgir, gluggatjaldskerfi — þau eru öll hönnuð í kringum eina grundvallarforsendu: að ökumaður og hver einasti farþegi séu með öryggisbeltin spennt. Án þess fellur skilvirkni allrar þessarar tækni verulega, og í sumum tilfellum verða þau hættuleg frekar en verndandi. Spenntu alltaf beltið. Í hverri ferð, í hvert sinn.
Þetta er þýðing. Þú getur lesið frumtextann hér: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html
Published January 20, 2022 • 7m to read
