Предните въздушни възглавници са задължително оборудване в новите пътнически автомобили още от 1999 година. Въпреки че страничните въздушни възглавници невинаги са строго задължителни по закон, производителите на автомобили ги монтират масово, за да отговорят на високите съвременни изисквания за защита при страничен удар. Според Националната агенция за безопасност на движението по пътищата в САЩ (NHTSA), тези устройства са спасили над 70 000 човешки живота от въвеждането си до днес. Те са сред най-важните елементи за оцеляване на пътя, но как точно успяват да свършат своята работа толкова светкавично?

Време за реакция – по-бързо от мигване на окото

Въздушните възглавници са част от пасивната система за безопасност на автомобила. Една средна катастрофа се случва за около 200 милисекунди – това е по-малко от една пета от секундата. За да бъде ефективна, системата за безопасност трябва да засече удара, да реагира и да се надуе много по-бързо от това време. Обикновено целият процес отнема между 10 и 30 милисекунди, което е по-бързо от едно човешко мигване.

Самият процес на задействане често се описва от инженерите като „контролирано насилие“. Причината е, че за да се постигне тази невероятна скорост, системата на практика предизвиква и насочва истински контролиран взрив вътре в купето.

Химията зад взрива: Защо това не е просто „въздух“?

Името „въздушна възглавница“ всъщност не е съвсем точно, тъй като в тях не се използва обикновен въздух. Съвременните системи разчитат на химическото съединение гуанидин нитрат, комбинирано с меден нитрат като окислител. Когато гуанидин нитратът се запали, той бързо се разпада на чист азотен газ, вода и въглерод.

Ролята на медния нитрат е изключително важна – той помага за намаляване на температурата на отделяния газ, за да се избегнат сериозни изгаряния по ръцете и лицето на пътниците. По-старите системи в миналото са използвали амониев нитрат. Това вещество обаче реагира много зле на влага и промени в температурата, което с времето доведе до дефекти, опасни наранявания и дори смъртни случаи при някои изтеглени от пазара модели. Новият състав с гуанидин нитрат е напълно безопасен и не се влияе от влагата в атмосферата.

Различен подход при предни и странични удари Как въздушните възглавници се задействат толкова бързо при катастрофа? Обяснение на физиката и химията зад тях

Въздушните възглавници са програмирани да се задействат при различни скорости в зависимост от ситуацията на пътя:

При удар в тесен обект (например дърво или стълб): възглавниците могат да се задействат дори при сравнително ниска скорост от около 13 км/ч. При удар в по-голям обект (например друг автомобил): системата обикновено се задейства при скорост над 29 км/ч.

Технологията, която се използва в предната част на купето, се различава коренно от тази в страничните части на колата. Предните системи използват малки електронни сензори за ускорение, наречени микроелектромеханични системи (MEMS). Тези вградени компютърни сензори улавят внезапното спиране и за части от секундата изчисляват промяната в скоростта на автомобила, първоначалната му скорост, вида на обекта и дали хората в колата са поставили своите предпазни колани.

Ако пътниците са с поставени колани, те се считат за по-защитени и предните въздушни възглавници няма да се отворят, освен ако скоростта на сблъсъка не надвишава 26 км/ч. За хората без предпазни колани рискът е много по-голям, затова при тях системата е по-чувствителна и се задейства много по-рано – при скорост на сблъсъка между 16 и 19 км/ч.

Страничните въздушни възглавници работят по малко по-различен начин, тъй като разполагат с много по-малко пространство за реакция. При челен или заден удар автомобилът има предвидени зони за деформация (двигателния отсек или багажника), които поемат голяма част от силата. При страничен удар разстоянието от външния обект до пътника е минимално. Затова, освен сензори за ускорение във вратите, се използват и специални датчици за налягане. Те измерват изключително прецизно колко бързо и до каква степен се деформира ламарината на вратата при самия сблъсък.

Какво се случва при преобръщане и как се надува възглавницата?

При преобръщане на автомобила се включват допълнителни сензори за наклон и странично движение. Те веднага улавят занасянето на купето, за да предвидят дали колата ще се обърне настрани или по таван. Страничните въздушни възглавници тип „завеса“ често използват сгъстен хелий (или аргон), а понякога и комбинация от твърдо химическо гориво и сгъстен газ. Те се надуват само за 20 милисекунди и остават пълни значително по-дълго време от предните, за да предпазят главите на пътниците при неколкократно преобръщане на превозното средство.

Когато компютърът на колата активира електрическата верига, токът преминава през нагревателен елемент и запалва химикала гуанидин нитрат. Последвалият миниатюрен взрив освобождава азотен газ директно в найлоновата възглавница. Тя е фабрично посипана с фин слой талк, който не позволява на плата да се залепи, да се оплете или да се заклещи при рязкото разгъване. Накрая разширяващият се газ изхвърля предпазния пластмасов капак на таблото или волана. Всичко това отнема едва 10 милисекунди. Важно е да се знае, че макар кола с отворени въздушни възглавници технически да може да запали и да се движи, тя в никакъв случай не трябва да се използва преди пълна поправка на системата за сигурност в специализиран сервиз.

Еволюция на безопасността през годините Как въздушните възглавници се задействат толкова бързо при катастрофа? Обяснение на физиката и химията зад тях

В ранните години на масовото навлизане на технологията имаше и някои сериозни рискове. Статистиката показва, че между 1990 и 2008 година прекалено силното и рязко надуване на предните въздушни възглавници при ниски скорости е причинило над 290 смъртни случая. Около 90% от тези инциденти са станали с автомобили, произведени преди 1998 година. Жертвите са били предимно деца и бебета (над 90%), а над 80% от хората в тези автомобили са били без предпазни колани или са били неправилно обезопасени в купето.

Днес сериозните наранявания от самите въздушни възглавници са изключително редки. Благодарение на модерните технологии, промените в международните стандарти и по-умните многостепенни сензори, дефектите в тези системи намаляват постоянно. Можете да следите най-новите технологични постижения и сигурността при превозните средства в секцията за технологии в Kaldata.com, където редовно се отразяват всички актуални новини от света на автомобилната индустрия и електрониката. Модерните автомобили днес са по-безопасни от всякога, но най-важното и основно правило на пътя остава непроменено: винаги поставяйте предпазния си колан, независимо колко сигурна е колата ви.