Көліктің пассивті қауіпсіздігі: заманауи көліктер апат кезінде сізді қалай қорғайды

Автомобиль қауіпсіздігі әдетте екі түрге бөлінеді — белсенді (активті) және пассивті. Белсенді қауіпсіздік дегеніміз — көлікке соқтығысуды бастапқыда болдырмауға көмектесетін жүйелер мен құрылғылар. Ал пассивті қауіпсіздік — апат шынымен орын алған кезде көліктің ішіндегі адамдардың өмірі мен денсаулығын қорғау қабілеті. Әрбір заманауи көлік соқтығыс кезінде жарақатты азайту үшін негізгі пассивті қауіпсіздік жүйелерінің — қауіпсіздік белдіктері, ауа жастықшалары (airbag) және мыжылу аймақтарының — жиынтығына сүйенеді.

Соқтығыс кезінде көлік пен оның жолаушыларына не болады?

Алдыңғы соқтығыста көлік мыжылып, кенеттен тоқтайды — ал жолаушылар инерция әсерінен алға қарай ұмтыла беріп, рульге, аспап тақтасына және алдыңғы әйнекке соғылады. Салон ішінде қауіпті жылдамдыққа жету үшін орын жеткіліксіз сияқты көрінуі мүмкін, бірақ туындайтын күштер ауқымды. Тежелу ондаған g-ге жетіп, соққы биік ғимараттың төбесінен секіруге тең болады.

Жолаушыларды ауыр апатта тірі әрі жарақатсыз сақтап қалу үшін олардың жылдамдығын мүмкіндігінше біртіндеп әрі бірқалыпты түрде азайту керек — биіктен құлауды жұмсартуға көп қабатты төсеніштер қолданылатыны сияқты. Мұны көлік ішінде іске асыру үшін шанақ құрылымы бір мезгілде өзара қарама-қайшы көрінетін екі нәрсені орындауы тиіс: жолаушыларды қорғайтындай қатты, әрі соқтығыс энергиясын сіңіретіндей икемді болуы керек.

Мыжылу аймақтары және қатты қауіпсіздік ұяшығы

Заманауи көлік шанақтары бұл міндетті екі бөлікті дизайн философиясы арқылы шешеді:

• Қатты жолаушылар ұяшығы: Жүргізуші мен жолаушыларды қоршап тұрған құрылымдық қаңқа мүмкіндігінше қатты етіп жасалады. Онда өте жоғары беріктікті болат қолданылады, ал есіктерге соқтығыс кезінде ішке қарай жаншылып кетпеуі үшін күшейткіш белдеулер орнатылады.
• Бағдарламаланған деформация аймақтары: Көліктің алдыңғы (қозғалтқыш бөлмесі) және артқы (жүк бөлмесі) бөліктері соқтығыс энергиясын салонға жеткенше сіңіріп әрі тарата отырып, басқарылатын түрде мыжылатындай етіп жасалған.

Бұл тәсіл — салыстырмалы түрде жақында пайда болған шешім. Ескі көліктерде мұндай инженерлік шешім болмаған — шанақ түгелдей біркелкі мыжылатын, яғни салон бампер сияқты оңай жаншылатын. Бүгінде алдыңғы бөлігі толық қиратылған, ал жолаушылар бөлмесі негізінен бүтін қалған заманауи көлікті көру жиі кездеседі.

Маңдайдан соқтығыста қозғалтқыш та елеулі қауіп төндіреді. Оның салонға итеріліп кіруіне жол бермеу үшін — бұл өлімге әкелуі мүмкін — заманауи көліктерде ауыр соқтығыс кезінде қозғалтқышты төмен қарай әрі жолаушылардан алыс бағыттайтын арнайы жасалған қозғалтқыш тіреуіштері мен от қалқаны (firewall) құрылымдары қолданылады.

Артқы соққылар және бас тіреуіштері

Артқы соқтығыстардың өзіндік елеулі қаупі бар — әсіресе бастың кенеттен артқа шапшуынан туындайтын «қамшы соққысы» (whiplash) және мойын жарақаттары. Мұны болдырмау үшін бас тіреуіштері технологиясының екі буыны әзірленді:

• Стандартты бас тіреуіштері: Мойынның шектен тыс артқа майысуын (гиперэкстензия) болдырмау үшін бастың артқа қозғалысын шектейді.
• Белсенді бас тіреуіштері: Артқы соққы анықталған сәтте автоматты түрде алға жылжып, басқа лезде тіреу беріп, қауіпті қозғалысты іс жүзінде жояды.

Қауіпсіздік белдіктері: ең маңызды пассивті қауіпсіздік құрылғысы

Апат кезінде жолаушыларды қорғау ісінде қауіпсіздік белдігінен маңыздырақ ешбір құрылғы жоқ. Авиациядан алынған қауіпсіздік белдіктері автомобиль әлеміне енген сәттен бері айтарлықтай дамыды. Бұл даму былайша өрбіді:

• Екі нүктелі белдіктер: Ең алғашқы автомобиль белдіктері жолаушыны бел немесе кеуде тұсынан бір ғана керілу нүктесінде ұстайтын. Жоқтан гөрі жақсы, бірақ мінсіздіктен алыс еді.
• Үш нүктелі белдіктер: Қазір жалпыға ортақ болған бұл дизайн соқтығыс күштерін кеуде, иық және белге біркелкі таратып, омыртқа мен ішкі ағзалардың жарақаттану қаупін айтарлықтай азайтады. Тиімділігі мен қолдану ыңғайлылығының үйлесімі оны бүкіл әлемдегі азаматтық көліктер үшін стандартқа айналдырды.
• Көп нүктелі белдіктер (4, 5 және 6 нүктелі): Экстремалды жағдайларда жүргізушіні орындықта мықтап ұстау үшін автоспортта қолданылады, алайда күнделікті жүргізу үшін тым шектеулі.

Заманауи қауіпсіздік белдіктері жай ғана белбеуден әлдеқайда күрделі. Негізгі жаңалықтарға мыналар жатады:

• Инерциялық катушкалар: Қалыпты жағдайда белдіктің еркін қозғалуына мүмкіндік беріп, кез келген дене өлшеміне автоматты түрде бейімделеді әрі тағушыға ыңғайлы қозғалуға жол береді — бірақ кенеттен тежелу анықталғанда лезде құлыпталады.
• Пиротехникалық керткіштер (преднатяжитель): Соқтығыс кезінде жарылатын шағын зарядтар белдікті миллисекунд ішінде тартып, соққы күштері әсер етпес бұрын жолаушыны орындыққа мықтап тартып қояды.

Ауа жастықшалары: қорғаныстың екінші шебі

Ауа жастықшалары — қауіпсіздік белдіктерінен кейінгі екінші маңызды пассивті қауіпсіздік өнертабысы деуге болады. Соқтығыс кезінде секундтың бөлігінде бүктелген қапты үрлеп толтыру тұжырымдамасы алғаш рет 1953 жылы патенттелген, дегенмен оны сенімді жұмыс істететін технология тағы екі онжылдықтан кейін ғана пайда болды.

Ауа жастықшасы қалай жұмыс істейді?

Ауа жастықшасын тиімді ету кілті — жылдамдық. Инженерлер бүгінде стандарт болып қалған пиротехникалық жүйеге тоқтамас бұрын үрлеудің әртүрлі әдістерін сынап көрді. Ол былайша жұмыс істейді:

• Соқтығыс сенсорлары соқтығысты анықтап, миллисекунд ішінде электр тогын іске қосады.
• Ток ықшам натрий азиді (NaN3) таблеткасын — кристалды қосылысты — 330°C-тан жоғары қыздырады.
• Натрий азиді жылдам ыдырап, азот газы мен натрий металына айналады.
• Бөлінген азот газы ауа жастықшасын небәрі 0,025–0,05 секунд (25–50 миллисекунд) ішінде үрлеп толтырады.
• Қап жолаушыны жұмсартып, содан кейін бірден дерлік желсізденіп, оған соқтығыстан кейін еркін қозғалуға мүмкіндік береді.

Тұйық кеңістікте мұндай жылдам үрленудің бір жанама әсері — құлақ жарғағын зақымдауы немесе ми шайқалуын тудыруы мүмкін күрт қысым секірісі. Өндірушілер бұл қауіпті ауа жастықшасының ашылу жылдамдығын шектеу және салыстырмалы түрде шағын көлемді қаптарды қолдану арқылы басқарады, дегенмен адамға және көлік өлшеміне байланысты белгілі бір қауіп сақталады.

Ауа жастықшасының қысқаша тарихы

Көпшілік ойлағанға қарама-қайшы, ауа жастықшалары еуропалық сәнді брендтерден бастау алған жоқ. 1970 жылдардың орта тұсында Ford пен General Motors 12 000-нан астам көлікке ауа жастықшасы жүйелерін орнатты — бұл автомобиль тарихындағы алғашқы ауқымды қолданыс. Алайда бұл алғашқы америкалық ауа жастықшалары қауіпсіздік белдіктерін толықтыру емес, оларды алмастыру үшін жасалған еді, бұл апатты болып шықты. Ауа жастықшасы белдік таққан жоқ жолаушыға қарай 270–300 км/сағ жылдамдықпен ашылады, ал ауа жастықшасының өзі тудырған мойын омыртқаларының сынуы туралы тіркелген оқиғалар өндірушілерді бұл тәсілден бас тартуға мәжбүр етті.

Бұл тұжырымдаманы Bosch-пен бірлесе жұмыс істеген Mercedes-Benz қайта тірілтіп, жетілдірді. 1980 жылы Mercedes сериялық көлікке — S-Class-қа — ауа жастықшаларын стандартты жабдық ретінде ұсынған алғашқы өндіруші болды, әрі маңызды дизайн қағидасын ұстанды: ауа жастықшалары қауіпсіздік белдіктерінің орнына емес, олармен бірге жұмыс істеуі тиіс. Бұл түсінік ауа жастықшасы технологиясын біз бүгін білетін, өмір сақтайтын жүйеге айналдырды. Шындығында, көптеген көліктер әлі күнге дейін жолаушы белдік таққанша ауа жастықшасы мүлдем ашылмайтындай етіп жасалады.

Заманауи ауа жастықшасы жүйелері: рульден де асады

Бүгінгі ауа жастықшасы жүйелері рульдегі жалғыз қаптан әлдеқайда асып түседі. Толыққанды заманауи жинақ әдетте мыналарды қамтиды:

• Алдыңғы ауа жастықшалары: Жүргізуші мен алдыңғы жолаушы үшін, алдыңғы соқтығыста бас пен кеуде жарақаттарынан қорғайды.
• Бүйірлік ауа жастықшалары (орындыққа орнатылған): Бүйірден соққы кезінде денені қорғау үшін алдыңғы орындықтардың бүйіріне орнатылады.
• Перде тәрізді ауа жастықшалары (curtain): Алдыңғы және артқы жолаушылардың бастарын қорғау үшін шатыр рельсінен ашылады. Алдыңғы ауа жастықшаларынан айырмашылығы, перде жастықшалары аударылу (rollover) оқиғасы бойы қорғаныс беру үшін — және белдік таққан жоқ жолаушылардың сыртқа лақтырылып кетуіне жол бермеу үшін — бірнеше секунд бойы қысымды сақтайды.
• Тізе ауа жастықшалары: Барған сайын кеңінен таралуда, олар тізе мен аяқты аспап тақтасының ішке басып кіруінен қорғайды.
• Артқы жолаушы ауа жастықшалары: Кейбір өндірушілер енді артқы орындықтағы жолаушылар үшін де ауа жастықшасы қорғанысын қосады.

Ауа жастықшасы технологиясының болашағы да бірдей үмітті. Инженерлер соққының ауырлығын азайту үшін ауа жастықшаларын соқтығыс кезінде емес, ол анықталар алдындағы сәттерде ашатын жүйелерді әзірлеп жатыр. Сондай-ақ қауіпсіздік жүйелері соқтығыс сәтінде орындықтағы әр нақты адам үшін ауа жастықшасының ашылуын оңтайландыру мақсатында жеке жолаушы деректерін (бойы, салмағы, отыру қалпы) тануға үйретілуде.

Қорытынды: пассивті қауіпсіздік оны пайдаланғанда ғана жұмыс істейді

Көлігіңіздегі пассивті қауіпсіздік жүйелері қаншалықты жетілдірілген болса да — мыжылу аймақтары, керткіш белдіктер, көп сатылы ауа жастықшалары, перде жүйелері — олардың бәрі бір ғана түбегейлі болжамға негізделіп жасалған: жүргізуші мен әрбір жолаушы қауіпсіздік белдігін тағады деген болжамға. Онсыз осы технологиялардың тиімділігі күрт төмендейді, ал кей жағдайда олар қорғаудың орнына қауіпті бола бастайды. Әрқашан белдік тағыңыз. Әр сапарда, әр жолы.

Бұл — аударма. Түпнұсқасын мына жерден оқи аласыз: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html