Безопасность – задача №1

Попасть в аварию и выжить

(Продолжение. Начало в №23)

В истории создания автомобилей можно встретить множество изобретений, так и не воплотившихся в жизнь из-за какой-нибудь случайности во время испытаний или хорошей «поддержки» противников-конкурентов. К счастью, это не произошло с надувными подушками безопасности (AirBag, или НПБ), хотя попытки установить шлагбаум на их пути встречались не один раз. Но число спасенных человеческих жизней (2 тысячи за 10 лет только в США) в итоге склонило чашу весов в пользу НПБ. Согласно статистическим исследованиям, шансы уцелеть в автомобиле с НПБ во время автокатастрофы увеличиваются на 10-13%.

Подушка безопасности представляет

собой специальный мешок, который надувается во время столкновения, образуя

«прокладку» между водителем или пассажиром и элементами салона, тем самым

смягчая удар и предохраняя их от серьезной травмы, например от удара головой

о руль или о приборную панель.

Отделением концерна Daimler Benz было изучено 2700 дорожно-транспортных

происшествий за последние 25 лет с участием Mercedes`ов. Сравнение последствий

для оборудованных и необорудованных НПБ автомобилей ясно показало, что риск

травм водителя и пассажиров при серьезном лобовом столкновении существенно

снижен благодаря данным устройствам. Кроме того, установлено, что доля легких

травм при незначительных авариях увеличилась, средних — осталась

неизменной, а тяжелых — уменьшилась на 20%. Но наиболее впечатляет снижение

смертельных исходов в результате лобовых столкновений, часть которых в общем

количестве аварий составляет 7%. Среди автомобилей Е-класса с НПБ не зарегистрировано

ни одного такого случая.

Положительный эффект от внедрения НПБ неоспорим, однако существуют и противоречивые

факты, указывающие на небезопасность надувных подушек. Так, за десятилетний

период НПБ стали причиной гибели 62-х человек —

38 детей и 24 взрослых. Объяснение этому существенному недостатку — в принципе

работы данного элемента пассивной безопасности.

Дело в том, что НПБ — это целая система, работой которой

руководит электронный блок управления, получающий информацию о складывающейся

обстановке от датчиков «аварийности». Время на принятие решения составляет

от 6 до 20 миллисекунд (!), а время полного срабатывания НПБ составляет не

более 150 миллисекунд. Естественно, что заполнить специальным газом подушку

до объема, например, 70 л (стандарт США) за такой короткий промежуток времени

очень тяжело. Для этого скорость газа при наполнении подушки должна составлять

примерно 320 км/ч. Из-за такой скорости наполнения подушки (а особенно двух)

водитель и пассажиры в салоне машины с плотно закрытыми окнами получают аэродинамический

удар, который может вызвать контузию (иногда даже лопаются барабанные перепонки).

К этому добавляется еще и механический удар подушки во время раскрытия, который

и являлся в большинстве указанных случаев источником смертельных травм. Эти

обстоятельства заставили конструкторов усовершенствовать конструкцию НПБ.

Для уменьшения травматизма в момент срабатывания НПБ скорость ее наполнения

была снижена на 22-25%. А сейчас уже появились так называемые «интеллектуальные»,

или «умные», подушки, скорость раскрытия которых зависит от роста и веса

человека, которого «охраняет». Срабатывают такие НПБ только при наличии

«подзащитного» пассажира. В настоящее время ведутся испытания систем, обеспечивающих

полную разгерметизацию салона при аварии. Это даст возможность не только

предотвратить контузии пассажиров, но и облегчит доступ к пострадавшим в

салоне автомобиля.

Рассмотрим подробнее устройство и работу системы надувных подушек безопасности.

Как уже отмечалось, она включает в себя электромеханические или электронные

датчики «аварийности». Конструкция электромеханических

датчиков довольно-таки проста: в трубке находится прижатый пружиной шарик,

который может перемещаться только вперед под действием силы инерции, преодолевая

сопротивление пружины. Если в момент столкновения сила инерции превышает

силу упругости пружины, шарик перемещается и замыкает контакты цепи, тем

самым подавая информацию блоку управления. Такие датчики являются более

надежными из-за своей простоты, но имеют ограниченную чувствительность и,

соответственно, точность определения «степени аварийности ситуации». Электронные

датчики построены на пьезоэлектрических элементах и имеют большую точность.

На автомобиле обычно устанавливается от трех до пяти датчиков. Они срабатывают

при лобовом столкновении под углом не более 30 град. к продольной оси автомобиля

на скорости не менее 25 км/ч.

Датчики «аварийности» передают информацию о складывающейся

обстановке электронному блоку управления, который обрабатывает ее и определяет

тяжесть вероятного столкновения. Блок управления «принимает решение» о необходимости

применения НПБ и выбирает количество и момент их срабатывания, а затем обеспечивает

воспламенение заряда для наполнения подушки газом. В конструкции системы имеются

также дополнительные датчики, сигналы от которых, поступая в блок управления,

препятствуют случайному или ложному срабатыванию НПБ.

Электрический сигнал о необходимости наполнения подушки поступает от блока

управления на газогенератор, который расположен непосредственно за сложенной

подушкой. В рассматриваемом здесь примере (см. рис.) камера сгорания газогенератора

заполнена твердым топливом в виде таблеток NaN3 (азид натрия, или натриевая

соль азотистоводородной кислоты), которое поджигается с помощью электровоспламенителя

и сгорает за 30-55 миллисекунд. В результате горения происходит выделение

азота, которым и наполняется подушка. Остальные продукты сгорания — углекислый газ (СО2), окись углерода (СО), вода

(Н2О) и твердые частички — задерживаются специальными фильтрами. Это необходимо

потому, что после того как подушка сработала и раскрылась, она сразу же

«сдувается», чтобы освободить «подопечного», а рабочий газ, который при

этом выходит в салон, не должен наносить вреда здоровью человека (напомним,

что в обычном воздухе содержится 80% азота).

Система с надувной подушкой безопасности: 1 — крышка надувной подушки; 2 — линия разрыва крышки при раскрытии надувной подушки; 3 — надувная подушка; 4 — газогенератор.	Газогенератор системы НПБ: 1 — камера сгорания; 2 — заряд твердого топлива; 3 — боковые каналы выхода газообразных продуктов сгорания; 4 — воспламенитель.

Некоторые фирмы в качестве топлива для получения рабочего газа используют

нитроцеллюлозу, которая при полном сгорании превращается в рабочий газ, не

требуя установки специальных фильтров. К тому же, вместо 50 г азида натрия

требуется всего 8 г нитроцеллюлозы. Некоторые фирмы производят НПБ объемом

50 л, которые заполняются сжатым воздухом, хранящимся в резервуаре 0.2 л при

давлении 250 бар. Достоинством таких подушек является отсутствие сложной «пиротехники» и фильтров, которые в первую очередь влияют

на стоимость и надежность данных систем. Такие подушки даже планируется

устанавливать на ВАЗы — «девятки» и «десятки».

Сами же подушки изготавливают из прочной тонкой ткани, с двух сторон покрытой

неопреном. В сложенном виде НПБ занимают очень мало места и всегда спрятаны

под панелями салона автомобиля (в панели приборов, в дверных панелях, в подголовниках

и спинках сидений, в обшивке потолка салона).

Боковые подушки безопасности начали активно внедряться относительно недавно,

хотя в ходе проведения анализа последствий боковых столкновений установлено,

что их наличие привело к снижению травматизма на 50%. Однако из-за несовершенства

конструкций боковых НПБ риск травмирования головы от удара об элементы кузова

оставался достаточно высоким. Именно на решение этой проблемы и были брошены

все силы конструкторов. Например, результатом усилий специалистов фирмы BMW

стала оригинальная трубчатая конструкция боковой подушки, спрятанная в боковой

стойке лобового стекла и части каркаса крыши над передними сидениями. В ходе

испытаний эта «подушка-труба» показала семикратное уменьшение силы бокового

удара, чего вполне хватает для защиты головы.

Системы НПБ представляют собой сложную, дорогостоящую конструкцию. Это обстоятельство

привело к появлению в США и других развитых странах (особенно там, где НПБ

являются обязательными) нового вида воровства. Подушки безопасности воруют «квалифицированные специалисты», ведь их конструкция, как

вы могли убедиться, отнюдь не проста. Затем «добыча» повторно устанавливается

на автомобили в небольших частных СТО, мастерских за более низкую цену.

Так что у нас есть повод для радости — пока на один вид воровства меньше!

Юрий Дацык