Pasyvioji automobilio sauga: kaip šiuolaikiniai automobiliai apsaugo jus avarijos metu

Automobilių sauga tradiciškai skirstoma į du tipus — aktyvią ir pasyvią. Aktyvioji sauga apima sistemas ir įrenginius, padedančius automobiliui iš viso išvengti susidūrimo. Pasyvioji sauga, priešingai, yra automobilio gebėjimas apsaugoti keleivių gyvybes ir sveikatą, kai avarija vis dėlto įvyksta. Kiekvienas šiuolaikinis automobilis remiasi kelių pagrindinių pasyviosios saugos sistemų deriniu — saugos diržais, oro pagalvėmis ir deformacijos zonomis — siekiant kuo labiau sumažinti traumų riziką avarijos metu.

Kas atsitinka su automobiliu ir jo keleiviais susidūrimo metu?

Frontalinio susidūrimo metu automobilis deformuojasi ir staiga sustoja — tačiau keleiviai inercijos jėga toliau juda į priekį, artėdami prie vairo, prietaisų skydelio ir priekinio stiklo. Gali atrodyti, kad salone neužtenka vietos pavojingam greičiui išsivystyti, tačiau veikiančios jėgos yra milžiniškos. Stabdymo perkrova gali siekti dešimtis g, todėl smūgis tampa lygiavertis šuoliui nuo aukšto daugiaaukščio namo stogo.

Kad keleiviai išliktų gyvi ir nesužaloti per rimtą avariją, jų greitis turi būti mažinamas kuo tolygiau ir sklandžiau — panašiai kaip daugiasluoksniai čiužiniai sušvelnina kritimus iš aukščio. Automobilio viduje tai pasiekti galima tik tuomet, kai kėbulo konstrukcija vienu metu atlieka dvi, regis, viena kitai prieštaraujančias funkcijas: yra pakankamai tvirta, kad apsaugotų keleivius, ir pakankamai lanksti, kad sugertų avarijos energiją.

Deformacijos zonos ir standžioji saugos ląstelė

Šiuolaikiniai automobilių kėbulai šią problemą sprendžia dviejų dalių projektavimo filosofija:

• Standžioji keleivių ląstelė: Struktūrinis rėmas, supantis vairuotoją ir keleivius, suprojektuotas kuo standžiausias. Jame naudojamas ypač aukšto stiprumo plienas, o į duris įmontuotos sustiprintos sijos, neleidžiančios joms susispausti smūgio metu.
• Programuotos deformacijos zonos: Priekinė (variklio skyriaus) ir galinė (bagažinės) automobilio dalys suprojektuotos taip, kad kontroliuotai deformuotųsi, sugerdamos ir išsklaistydamos avarijos energiją, kol ji pasieks saloną.

Šis metodas yra palyginti nauja tendencija. Senesniai automobiliai tokios inžinerijos neturėjo — visas kėbulas deformuodavosi tolygiai, todėl salonas buvo lygiai taip pat linkęs sugriūti kaip ir bamperis. Šiandien įprasta matyti šiuolaikinį automobilį su visiškai suniokota priekine dalimi, kai keleiviams skirtas skyrius išlieka beveik nepažeistas.

Variklis taip pat kelia rimtą pavojų galvos į galvą susidūrimo metu. Kad jis nebūtų įstumiamas į saloną — kas galėtų būti lemtinga — šiuolaikiniuose automobiliuose naudojami specialiai suprojektuoti variklio atramų ir ugniasienos konstrukcijos elementai, kurie stiprios avarijos atveju nukreipia variklį žemyn ir nuo keleivių.

Galiniai smūgiai ir galvos atramos

Užpakaliniai susidūrimai kelia savitų rimtų pavojų — visų pirma, kaklo plakimo traumas ir kaklo sužalojimus, kuriuos sukelia staigus galvos atmetimas atgal. Šiai problemai spręsti buvo sukurtos dviejų kartų galvos atramų technologijos:

• Standartinės galvos atramos: Riboja galvos judėjimą atgal ir neleidžia per daug ištempti kaklo.
• Aktyviosios galvos atramos: Automatiškai pasislenka į priekį tą pačią akimirką, kai aptinkamas galinis smūgis, suteikdamos momentinę atramą galvai ir beveik visiškai panaikindamos pavojingą judėjimą.

Saugos diržai: svarbiausias pasyviosios saugos įrenginys

Kalbant apie keleivių apsaugą avarijos metu, nė vienas įrenginys nėra svarbesnis už saugos diržą. Pasiskolintas iš aviacijos, saugos diržas nuo pat savo atsiradimo automobilių pasaulyje patyrė didelę evoliuciją. Štai kaip ji vyko:

• Dvitaškiai diržai: Pirmieji automobiliniai saugos diržai laikė keleivį per pilvą arba krūtinę viename įtempimo taške. Geresni nei nieko, tačiau toli gražu ne idealūs.
• Tritaškiai diržai: Šiandien visuotinai paplitęs modelis, tolygiai paskirstantis smūgio jėgas per krūtinę, petį ir klubų sritį, ženkliai sumažindamas stuburo ir vidaus organų sužalojimų riziką. Efektyvumo ir patogumo derinys pavertė jį standartu civiliniams automobiliams visame pasaulyje.
• Daugiataškiai diržai (4, 5 ir 6 taškų): Naudojami automobilių sporte, siekiant tvirtai išlaikyti vairuotoją sėdynėje ekstremaliausiomis sąlygomis, tačiau per varžantys kasdieniam vairavimui.

Šiuolaikiniai saugos diržai yra daug sudėtingesni nei paprastas dirželis. Pagrindinės inovacijos apima:

• Inerciniai ritinėliai: Leidžia diržui laisvai judėti įprastomis sąlygomis, automatiškai prisitaikant prie bet kokio kūno sudėjimo ir leidžiant nešiotojui patogiai keisti padėtį — tačiau akimirksniu užsirakina, kai aptinkamas staigus stabdymas.
• Pirotechniniai įtempikliai: Mažos sprogstamosios užtaisos, detonuojančios avarijos metu, per milisekundes įtempiančios diržą ir prieš smūgio jėgoms įsigalint tvirtai pritraukiančios keleivį prie sėdynės.

Oro pagalvės: antroji gynybos linija

Oro pagalvės yra, ko gero, antrasis svarbiausias pasyviosios saugos išradimas po saugos diržų. Koncepcija — per sekundės dalį išpūsti sulankstytą maišelį susidūrimo metu — pirmą kartą buvo užpatentuota 1953 m., nors technologijos, leidžiančios jai veikti patikimai, atsirado tik praėjus dar dviems dešimtmečiams.

Kaip veikia oro pagalvė?

Oro pagalvės efektyvumo raktas yra greitis. Inžinieriai išbandė įvairius pūtimo metodus, kol apsistojo ties pirotechnine sistema, kuri išlieka standartu iki šiol. Štai kaip tai veikia:

• Avarijos jutikliai per milisekundes aptinka susidūrimą ir suduoda elektros impulsą.
• Srovė kaitina kompaktišką natrio azido (NaN3) — kristalinės junginys — tabletę iki 330 °C.
• Natrio azidas greitai skyla į azoto dujas ir natrio metalą.
• Išsiskyrusios azoto dujos per vos 0,025–0,05 sekundės (25–50 milisekundžių) pripučia oro pagalvę.
• Maišelis amortizuoja keleivio smūgį ir beveik iš karto susitraukia, leidžiant jam laisvai judėti po avarijos.

Vienas šio greito išsipūtimo uždaroje erdvėje šalutinis poveikis yra staigus slėgio šuolis, galintis sukelti ausies būgnelio pažeidimą ar smegenų sukrėtimą. Gamintojai šią riziką valdo ribodami oro pagalvės išsiskleidimo greitį ir naudodami palyginti nedidelio tūrio maišelius, nors tam tikra rizika išlieka priklausomai nuo žmogaus ir automobilio dydžio.

Trumpa oro pagalvių istorija

Priešingai nei manoma, oro pagalvės atsirado ne Europos prabangių automobilių gamintojų dėka. Aštuntojo dešimtmečio viduryje „Ford” ir „General Motors” įmontavo oro pagalvių sistemas daugiau nei 12 000 automobilių — tai buvo pirmasis didelio masto jų diegimas automobilių istorijoje. Tačiau šios ankstyvosios amerikietiškos oro pagalvės buvo suprojektuotos pakeisti saugos diržus, o ne papildyti juos, ir tai pasirodė esą pražūtinga. Oro pagalvė išsiskleidžia link neprisijuosusio keleivio 270–300 km/h greičiu, o dokumentuoti kaklinių slankstelių lūžiai, sukelti pačios oro pagalvės, privertė gamintojus atsisakyti šio požiūrio.

Koncepcijos atgaivinimą ir tobulinimą atliko „Mercedes-Benz” bendradarbiaudama su „Bosch”. 1980 m. „Mercedes” tapo pirmuoju gamintoju, pasiūliusiu oro pagalves kaip standartinę įrangą serijiniame automobilyje — S klasės modelyje — su esminiu projektavimo principu: oro pagalvės turi veikti kartu su saugos diržais, o ne vietoj jų. Šis atradimas pavertė oro pagalvių technologiją gyvybę gelbstinčia sistema, kurią žinome šiandien. Tiesą sakant, daugelis automobilių vis dar suprojektuoti taip, kad oro pagalvės visai neišsiskleistų, jei keleivis nebūtų prisijuosęs diržo.

Šiuolaikinės oro pagalvių sistemos: už vairo ribų

Šiuolaikinės oro pagalvių sistemos toli peržengia vieną maišelį vaire. Išsami šiuolaikinė sistema paprastai apima:

• Frontalinės oro pagalvės: Vairuotojui ir priekiniam keleiviui, apsaugančios galvą ir krūtinę frontalinių susidūrimų metu.
• Šoninės oro pagalvės (sėdynėje sumontuotos): Įmontuotos priekinių sėdynių šonuose, apsaugančios liemenį šoninio smūgio metu.
• Užuolaidinės oro pagalvės: Išsiskleidžia iš stogo balkšo, saugodamos priekinių ir galinių keleivių galvas. Skirtingai nuo frontalinių oro pagalvių, užuolaidinės oro pagalvės išlaiko slėgį kelias sekundes, užtikrinant apsaugą visą apsivertimo laiką — ir neleidžiant neprisijuosusiems keleiviams būti išsviestiems.
• Kelių oro pagalvės: Vis labiau paplitusios, jos apsaugo kelius ir kojas nuo prietaisų skydelio įsiskverbimo.
• Galinių keleivių oro pagalvės: Kai kurie gamintojai šiandien taip pat įtraukia oro pagalvių apsaugą galinės eilės keleiviams.

Oro pagalvių technologijos ateitis taip pat žadanti. Inžinieriai kuria sistemas, gebančias išskleisti oro pagalves prieš pat aptinkant susidūrimą — o ne jo metu — susilpninant smūgio stiprumą. Saugos sistemos taip pat mokosi atpažinti individualius keleivio duomenis (ūgį, svorį, sėdimą padėtį), siekiant optimizuoti oro pagalvių išskleidimą kiekvienam konkrečiam žmogui, sėdinčiam tą akimirką.

Išvada: pasyvioji sauga veikia tik tada, kai ja naudojatės

Nesvarbu, kokios pažangios pasyviosios saugos sistemos yra jūsų automobilio viduje — deformacijos zonos, diržai su įtempikliais, daugiapakopės oro pagalvės, užuolaidinės sistemos — visos jos suprojektuotos remiantis viena fundamentalia prielaida: vairuotojas ir kiekvienas keleivis yra prisijuosęs saugos diržą. Be to, visų šių technologijų efektyvumas smarkiai sumažėja, o kai kuriais atvejais jos tampa pavojingos, o ne apsauginės. Visada prisijuoskite diržą. Kiekvienoje kelionėje, kiekvieną kartą.

Tai yra vertimas. Originalą galite perskaityti čia: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e337d.html