Безопасность авто. От истоков и до наших дней
О том, как уберечь водителя и пассажиров от травм при катастрофах, изобретатели автомобилей задумались довольно давно. Но общие принципы конструирования безопасного кузова были запатентованы исключительно в 1951 году прошедшего ека. Кстати, ими пользуются и по сей день: жесткая «клетка» салона и сминаемые передняя и задняя части, поглощающие энергию удара.
До этого более опасным элементом машины остается управляющая колонка, удары о которую часто кончались переломами ребер и смертью водителя. Уже в 30-х годах появились конструкции травмобезопасных рулей, но распространения они не получили из-за мирового кризиса. Вновь интерес к пассивной безопасности вспыхнул исключительно в 50-х годах. Предложенная конструкция кузоа за счет деформации сминаемых зон «растягивала» время удара и заметно уменьшала действующие на водителя перегрузки по сравнению с жесткой рамной схемой. Но при деформации передка вместе с управляющим механизмом уходила назад и управляющая колонка, припечатывая водителя к сиденью, поэтому фактически сходу появились телескопические управляющие колонки, у каких при ударе части управляющего вала вдвигались по шлицам одна в другую. Но наибольшую пользу такая конструкция приносила только при фронтальном ударе, а при наезде со смещением или под углом (на которые по статистике приходится больше половины ударов в переднюю часть кузова) шлицы нередко заклинивало и подходящего эффекта не выходило. Более эффективными оказались, знакомые владельцам ВАЗ-2105, управляющие валы, состоящие из нескольких частей, соединенных карданными шарнирами. Не оставили изобретатели в покое и само управляющее колесо: например, по американскому патенту 1952 года его обод был разбит на несколько упруго соединенных секций.
Но более массовой стала конструкция «баранки» типа «тюльпан», когда ступица специально утапливалась по отношению к ободу и вприбавок нередко закрывалась эластичной накладкой, в конечном итоге часть энергии поглощалась при деформации обода и спиц. Тогда же пространное распространение получили мягкая обивка панели устройств и травмобезопасные ручки дверей. В 70-х годах ступицы рулей стали оснащать податливыми элементами, смягчающими удар. С массовым распространением подушек безопасности процесс грядущего совершенствования руля фактически застопорился. Но интерьер продолжал совершенствоваться - приборная панель «отодвинулась» от пассажира, чтобы при так называемом кивке автомобиля он ее не доставал головой, из зоны коленей убрали травмоопасные элементы (замок зажигания, ручки регулировки руля и открывания капота и т. п.). Многие компании, к , употребляют фирменный узел крепления педалей, который при трагедии «отстегивается», опуская их на пол, чтобы не причинить травмы ступням водителя.
Другое довольно «древнее» устройство - ремни. Предложены они были фактически 100 лет назад, но сначало не прижились - в то время даже летчики не пристегивались. В стандартное оборудование автомобиля они вошли исключительно в 1959 году на Volvo. Есть несколько ариантов ремней. Самые простые - поясные двухточечные, знакомые большинству по пассажирским самолетам. Они не позволяют вылететь при трагедии через ветровое стекло, но не способны защитить голову и грудь от ударов о панель устройств и руль. На автомобилях их нередко употребляют в качестве средних на задних сиденьях - при ударе голова среднего пассажира попадает как раз меж передних сидений, поэтому кивок не будет иметь фатальных последствий. Более распространены трехточечные диагонально-поясные ремни, удерживающие все тело человека и снижающие травматизм на 60%.
Четырехточечные «гоночные» ремни еще эффективнее, но пока не имеют массового распространения, потому что пользоваться ими неудобно, в особенности когда пристегиваешься сам. Нечто похожее употребляют только для малыша в авто детских креслах. Сейчас всюду употребляются инерционные, но свободный ход у их больше, чем у ремней с ручной регулировкой.
Поэтому появились преднатяжители, при трагедии натягивающие нижний конец ремня, выбирая слабину и плотно прижимая водителя или пассажира к креслу. По конструкции они могут быть либо механические (с предварительно сжатой пружиной), либо более распространенные пиротехнические, где пороховые газы поступают в пневмоцилиндр, шток которого перемещает назад замок и натягивает ремень. Но тут подстерегает другая напасть - при сильных ударах нагрузки от лямок на грудь могут оказаться чрезмерными. Из 2-ух зол приходится выбирать меньшее - либо смириться с возможными переломами ребер, либо при перегрузке малость ослабить ремень и допустить несильный удар о руль. С появлением подушек безопасности эта неувязка в конце концов была разрешена в пользу второго варианта, так как даже при ослабленном ремне жесткого удара благодаря подушке все равно не будет.
Соответственно поменялась и конструкция ремней, у их появились ограничители усилия: на данный момент либо часть лямки складывают «гармошкой» и прострачивают нитками, которые рвутся при перегрузке, либо делают деформируемые крепления крепления. Работу ремней и подушки согласовывают так, б в срабатывания ограничителя и ослабления нагрузки от ремней подушка была готова принять на себя водителя и пассажира.
А вот подушки безопасности (airbag) устроены намного сложнее ремней. Сама подушка представляет собой мешок из крепкого нейлона, сложенного в контейнере внутри ступицы руля, парашют в ранце. Там же установлен пиропатрон, который при трагедии взрывается и надувает подушку, «выстреливающую» навстречу водителю. В ней предусмотрено отверстие, через которое газы умеренно стравливаются и подушка опадает. Сделано это для облегчения эвакуации и лучшего поглощения энергии удара - ведь подушка должна плавно «принять» голову водителя в свои объятия, а не «отфутболить» ее . В экологически незапятнанных системах пиропатрон служит только для «откупоривания» резервуара, в каком находится сжатый газ - вот он-то и заполняет подушку.
Подушки безопасности появились в качестве дополнительного оборудования поначалу 80-х и уже через 10 лет стали взаправду массовыми. Все чаще их стали ставить не только напротив водителя, ну и переднего пассажра. Сходу появились и трудности.
Во-1-х, их надежность, ведь сработавшая невпопад подушка делает автомобиль неуправляемым и просто может стать предпосылкой грозной трагедии. Во-2-х, удар подушки по силе не уступает боксерскому, и если шофер или пассажир при ее срабатывании сидят в неправильной позе, то она просто отправит их в нокдаун. Для подростков и низких пассажиров удар подушки приходится очень высоко в голову и может привести к перелому шеи. Известны случаи погибели детей, которых перевозили впереди в детских креслах. В особенности много жертв было в США, что просто объяснимо. Дело в том, что по тому законодательству разрешалось не пристегиваться ремнями, если в машине имелись подушки (это очень импонировало свободолюбивым янки), поэтому их объем приходилось делать в 3-4 раза больше, чем в Европе, соответственно и удар оказывался еще сильнее. Резкое сжатие воздуха в салоне при срабатывании огромных американских подушек вызывало образование ударной волны, нередко приводившей к контузии или даже глухоте человека. Чтобы этого избежать, в двери некоторых автомобилей встраивали особенные молоточки, разбивающие при трагедии боковые стекла и выпускающие лишний воздух наружу.
В-3-х, срабатывающие от легких аварий, подушки приводили к более тяжелым последствиям из-за утраты управления автомобилем. Кстати, это основная причина, по которой их не ставят на многие модели грузовиков и автобусов: считается, что травмы водителя меньшее зло, чем несущаяся по дороге неуправляемая многотонная громадина. В общем, снова подтвердилась рядовая правда, что подушки не панацея и не замена ремней, а их эффективное дополнение. Вобщем, на данный момент подушки выпускаются миллионами, от «детских болезней» их худо-бедно вылечили, а на новых моделях появились умные двухступенчатые, объединенные с ремнями в одну систему безопасности под управлением микропроцессора. Например, при слабых ударах срабатывает только преднатяжитель; при более сильных - подушки надуваются наполовину; и, в конце концов, при грозных – «раскрываются» полностью.
Очень скоро количество подушек в автомобиле стало возрастать. В 1991 году Тоета предложила подобные функции для защиты тела при боковом ударе, и скоро мешки, встроенные в двери или спинки передних сидений, стали массовым явлением. Для защиты головы появились надувные «занавески» повдоль бортов (Volvo) или похожие на их «трубы» (Бмв), «выстреливающие» из крыши. При Всем Этом защищают они не только лишь при боковом ударе, как может показаться на 1-ый взгляд. Дело в том, что после удара следует «отскок» автомобиля, при котором водителя и пассажиров натянутые ремни с силой отбрасывают назад. Если нет подголовника или голова промахнулась мимо него (а такое временами случается при кософронтальных ударах), то она запрокидывается, приводя к жестоким травмам шеи вплоть до ее перелома. Бывает голова ударяется о среднюю стойку (при скрытом окне), что тоже малоприятно.
Надувные «занавески» выбирают зазор меж подголовником и стойкой и направляют голову куда необходимо. Фактически у подголовника две функции - задерживать голову при ударе сзади и обеспечить комфортную посадку пассажиру. В то же время принципно, чтобы они как можно меньше ограничивали обзорность. Не уникальность «рамочные» подголовники, через которые видно все, но исходя из убеждений комфорта это не самый лучший вариант. Поэтому на задних сиденьях их часто делают выдвижными, а на самых «продвинутых» автомобилях - к тому же автоматическими, выдвигающими подголовник, либо опускающими его при движении задним хом, когда требуется хороший обзор назад. Чтобы травмы головы и шеи были меньшими, подголовник должен быть как можно ближе к голове. Все чаще предусматривается их регулировка по высоте и углу наклона. А компании Опель и Saab запатентовали активный подголовник, достаточно обыденный по конструкции: при ударе сзади спина водителя или пассажира из-за инерции давит на нижний конец рычага в спинке сиденья, к верхнему концу которого прикреплен подголовник, и он приближается к голове, понижая силу удара. Есть и более замысловатые конструкции. К , соединенные меж собой два воздушных «пузыря», один из которых мещен в спинке сиденья, а другой - в передней части подголовника. При ударе сзади воздух вытесняется спиной из нижнего «пузыря» в верхний, который раздувается и амортизирует удар головы о подголовник. Компания Рено применяет сдвоенные подголовники, в каких передняя часть упруго соединена у верхней кромки с задней, крепящейся к сиденью - при наезде сзади сначала выбирается зазор меж ними, что смягчает удар. // www.autonet.ru
ремонт автомобиля
До этого более опасным элементом машины остается управляющая колонка, удары о которую часто кончались переломами ребер и смертью водителя. Уже в 30-х годах появились конструкции травмобезопасных рулей, но распространения они не получили из-за мирового кризиса. Вновь интерес к пассивной безопасности вспыхнул исключительно в 50-х годах. Предложенная конструкция кузоа за счет деформации сминаемых зон «растягивала» время удара и заметно уменьшала действующие на водителя перегрузки по сравнению с жесткой рамной схемой. Но при деформации передка вместе с управляющим механизмом уходила назад и управляющая колонка, припечатывая водителя к сиденью, поэтому фактически сходу появились телескопические управляющие колонки, у каких при ударе части управляющего вала вдвигались по шлицам одна в другую. Но наибольшую пользу такая конструкция приносила только при фронтальном ударе, а при наезде со смещением или под углом (на которые по статистике приходится больше половины ударов в переднюю часть кузова) шлицы нередко заклинивало и подходящего эффекта не выходило. Более эффективными оказались, знакомые владельцам ВАЗ-2105, управляющие валы, состоящие из нескольких частей, соединенных карданными шарнирами. Не оставили изобретатели в покое и само управляющее колесо: например, по американскому патенту 1952 года его обод был разбит на несколько упруго соединенных секций.
Но более массовой стала конструкция «баранки» типа «тюльпан», когда ступица специально утапливалась по отношению к ободу и вприбавок нередко закрывалась эластичной накладкой, в конечном итоге часть энергии поглощалась при деформации обода и спиц. Тогда же пространное распространение получили мягкая обивка панели устройств и травмобезопасные ручки дверей. В 70-х годах ступицы рулей стали оснащать податливыми элементами, смягчающими удар. С массовым распространением подушек безопасности процесс грядущего совершенствования руля фактически застопорился. Но интерьер продолжал совершенствоваться - приборная панель «отодвинулась» от пассажира, чтобы при так называемом кивке автомобиля он ее не доставал головой, из зоны коленей убрали травмоопасные элементы (замок зажигания, ручки регулировки руля и открывания капота и т. п.). Многие компании, к , употребляют фирменный узел крепления педалей, который при трагедии «отстегивается», опуская их на пол, чтобы не причинить травмы ступням водителя.
Другое довольно «древнее» устройство - ремни. Предложены они были фактически 100 лет назад, но сначало не прижились - в то время даже летчики не пристегивались. В стандартное оборудование автомобиля они вошли исключительно в 1959 году на Volvo. Есть несколько ариантов ремней. Самые простые - поясные двухточечные, знакомые большинству по пассажирским самолетам. Они не позволяют вылететь при трагедии через ветровое стекло, но не способны защитить голову и грудь от ударов о панель устройств и руль. На автомобилях их нередко употребляют в качестве средних на задних сиденьях - при ударе голова среднего пассажира попадает как раз меж передних сидений, поэтому кивок не будет иметь фатальных последствий. Более распространены трехточечные диагонально-поясные ремни, удерживающие все тело человека и снижающие травматизм на 60%.
Четырехточечные «гоночные» ремни еще эффективнее, но пока не имеют массового распространения, потому что пользоваться ими неудобно, в особенности когда пристегиваешься сам. Нечто похожее употребляют только для малыша в авто детских креслах. Сейчас всюду употребляются инерционные, но свободный ход у их больше, чем у ремней с ручной регулировкой.
Поэтому появились преднатяжители, при трагедии натягивающие нижний конец ремня, выбирая слабину и плотно прижимая водителя или пассажира к креслу. По конструкции они могут быть либо механические (с предварительно сжатой пружиной), либо более распространенные пиротехнические, где пороховые газы поступают в пневмоцилиндр, шток которого перемещает назад замок и натягивает ремень. Но тут подстерегает другая напасть - при сильных ударах нагрузки от лямок на грудь могут оказаться чрезмерными. Из 2-ух зол приходится выбирать меньшее - либо смириться с возможными переломами ребер, либо при перегрузке малость ослабить ремень и допустить несильный удар о руль. С появлением подушек безопасности эта неувязка в конце концов была разрешена в пользу второго варианта, так как даже при ослабленном ремне жесткого удара благодаря подушке все равно не будет.
Соответственно поменялась и конструкция ремней, у их появились ограничители усилия: на данный момент либо часть лямки складывают «гармошкой» и прострачивают нитками, которые рвутся при перегрузке, либо делают деформируемые крепления крепления. Работу ремней и подушки согласовывают так, б в срабатывания ограничителя и ослабления нагрузки от ремней подушка была готова принять на себя водителя и пассажира.
А вот подушки безопасности (airbag) устроены намного сложнее ремней. Сама подушка представляет собой мешок из крепкого нейлона, сложенного в контейнере внутри ступицы руля, парашют в ранце. Там же установлен пиропатрон, который при трагедии взрывается и надувает подушку, «выстреливающую» навстречу водителю. В ней предусмотрено отверстие, через которое газы умеренно стравливаются и подушка опадает. Сделано это для облегчения эвакуации и лучшего поглощения энергии удара - ведь подушка должна плавно «принять» голову водителя в свои объятия, а не «отфутболить» ее . В экологически незапятнанных системах пиропатрон служит только для «откупоривания» резервуара, в каком находится сжатый газ - вот он-то и заполняет подушку.
Подушки безопасности появились в качестве дополнительного оборудования поначалу 80-х и уже через 10 лет стали взаправду массовыми. Все чаще их стали ставить не только напротив водителя, ну и переднего пассажра. Сходу появились и трудности.
Во-1-х, их надежность, ведь сработавшая невпопад подушка делает автомобиль неуправляемым и просто может стать предпосылкой грозной трагедии. Во-2-х, удар подушки по силе не уступает боксерскому, и если шофер или пассажир при ее срабатывании сидят в неправильной позе, то она просто отправит их в нокдаун. Для подростков и низких пассажиров удар подушки приходится очень высоко в голову и может привести к перелому шеи. Известны случаи погибели детей, которых перевозили впереди в детских креслах. В особенности много жертв было в США, что просто объяснимо. Дело в том, что по тому законодательству разрешалось не пристегиваться ремнями, если в машине имелись подушки (это очень импонировало свободолюбивым янки), поэтому их объем приходилось делать в 3-4 раза больше, чем в Европе, соответственно и удар оказывался еще сильнее. Резкое сжатие воздуха в салоне при срабатывании огромных американских подушек вызывало образование ударной волны, нередко приводившей к контузии или даже глухоте человека. Чтобы этого избежать, в двери некоторых автомобилей встраивали особенные молоточки, разбивающие при трагедии боковые стекла и выпускающие лишний воздух наружу.
В-3-х, срабатывающие от легких аварий, подушки приводили к более тяжелым последствиям из-за утраты управления автомобилем. Кстати, это основная причина, по которой их не ставят на многие модели грузовиков и автобусов: считается, что травмы водителя меньшее зло, чем несущаяся по дороге неуправляемая многотонная громадина. В общем, снова подтвердилась рядовая правда, что подушки не панацея и не замена ремней, а их эффективное дополнение. Вобщем, на данный момент подушки выпускаются миллионами, от «детских болезней» их худо-бедно вылечили, а на новых моделях появились умные двухступенчатые, объединенные с ремнями в одну систему безопасности под управлением микропроцессора. Например, при слабых ударах срабатывает только преднатяжитель; при более сильных - подушки надуваются наполовину; и, в конце концов, при грозных – «раскрываются» полностью.
Очень скоро количество подушек в автомобиле стало возрастать. В 1991 году Тоета предложила подобные функции для защиты тела при боковом ударе, и скоро мешки, встроенные в двери или спинки передних сидений, стали массовым явлением. Для защиты головы появились надувные «занавески» повдоль бортов (Volvo) или похожие на их «трубы» (Бмв), «выстреливающие» из крыши. При Всем Этом защищают они не только лишь при боковом ударе, как может показаться на 1-ый взгляд. Дело в том, что после удара следует «отскок» автомобиля, при котором водителя и пассажиров натянутые ремни с силой отбрасывают назад. Если нет подголовника или голова промахнулась мимо него (а такое временами случается при кософронтальных ударах), то она запрокидывается, приводя к жестоким травмам шеи вплоть до ее перелома. Бывает голова ударяется о среднюю стойку (при скрытом окне), что тоже малоприятно.
Надувные «занавески» выбирают зазор меж подголовником и стойкой и направляют голову куда необходимо. Фактически у подголовника две функции - задерживать голову при ударе сзади и обеспечить комфортную посадку пассажиру. В то же время принципно, чтобы они как можно меньше ограничивали обзорность. Не уникальность «рамочные» подголовники, через которые видно все, но исходя из убеждений комфорта это не самый лучший вариант. Поэтому на задних сиденьях их часто делают выдвижными, а на самых «продвинутых» автомобилях - к тому же автоматическими, выдвигающими подголовник, либо опускающими его при движении задним хом, когда требуется хороший обзор назад. Чтобы травмы головы и шеи были меньшими, подголовник должен быть как можно ближе к голове. Все чаще предусматривается их регулировка по высоте и углу наклона. А компании Опель и Saab запатентовали активный подголовник, достаточно обыденный по конструкции: при ударе сзади спина водителя или пассажира из-за инерции давит на нижний конец рычага в спинке сиденья, к верхнему концу которого прикреплен подголовник, и он приближается к голове, понижая силу удара. Есть и более замысловатые конструкции. К , соединенные меж собой два воздушных «пузыря», один из которых мещен в спинке сиденья, а другой - в передней части подголовника. При ударе сзади воздух вытесняется спиной из нижнего «пузыря» в верхний, который раздувается и амортизирует удар головы о подголовник. Компания Рено применяет сдвоенные подголовники, в каких передняя часть упруго соединена у верхней кромки с задней, крепящейся к сиденью - при наезде сзади сначала выбирается зазор меж ними, что смягчает удар. // www.autonet.ru
ремонт автомобиля