Как устроена подушка безопасности автомобиля и как ее делают?
Автомобиль покорил человечество. За последние 30 лет число автомобилей на дорогах утроилось, а увеличение числа автомобилей повлекло и рост числа аварий. Ежегодно получают травмы 20 миллионов человек, более миллиона погибает на дорогах. Это число равно населению Барселоны.
Как устроена подушка безопасности в автомобиле
Однако, несмотря на рост числа аварий, число смертей постепенно снижается. За последние 30 лет оно уменьшилось вдвое в основном благодаря одному устройству – подушке безопасности.
Идея подушки безопасности на первый взгляд кажется простой, однако на самом деле это тонкий и сложный механизм, ведь с момента столкновения у подушки есть только 50 тысячных секунды, чтобы надуться и защитить водителя от выброса через лобовое стекло. Это четверть того времени, которое занимает один взмах крыла колибри.
Однако, это не все. Если подушка сразу же не сдуется за 0,2 секунды, то может сама погубить водителя. Как заставить подушку надуваться на сверхзвуковой скорости и как предотвратить гибель водителя от того, что должно его защищать?
Город Варгада в западной Швеции. Здесь находится компания Autoliv, крупнейший в мире разработчик и производитель подушек безопасности, она производит подушки почти для всех автомобилей на международном рынке, 3,5 миллиона штук в год.
Однако, инженеры и производители – не единственные герои этой компании. В скрытой от глаз комнате находится группы «специалистов», без которых разработка подушек безопасности была бы невозможной. В самом сердце здания группа самоотверженных сотрудников делает свою работу, забывая о собственной безопасности, без жалоб и стонов они выносят все, что сваливается им на голову.
Каждый такой манекен является сложной электронной машиной и стоит 180 тысяч долларов. Манекены можно сравнить с киборгами: их тело представляет собой систему, повторяющую метаболизм человека и имитирующую все ключевые функции и структуру человеческого организма: скелет, органы, нервы и даже вены и артерии. Они напичканы тысячами датчиков для фиксации всех процессов, проходящих в теле человека в момент ДТП.
Благодаря этим манекенам Autoliv Разработал целый ряд подушек безопасности, которые снизили смертность среди водителей и пассажиров, пристегнутых ремнем безопасности, на четверть. Но как подушке удается надуться за столь короткий промежуток времени?
Секрет заключается в том, что в ней находится бомба, точнее помещается она в рулевом колесе. Подушка представляет собой сочетание датчика, исполнительного устройства и нейлоновой подушки. Бомба самая настоящая. Взрыв достигается контролируемым воспламенением взрывчатых веществ, которые имею вид пилюль. В момент взрыва воздух заполняет подушку с невероятной скоростью.
На различные автомобили устанавливают разные модели подушек, причем их конструкция постоянно совершенствуется. Для каждой новой конструкции создается трехмерная виртуальная модель, с нее изготавливается прототип.
Нейлоновая подушка вырезается при помощи лазера и сшивается на автоматизированном швейном станке. Прежде, чем испытывать подушку на манекенах, она проходит предварительные испытания. Стальной груз ударяет о рулевое колесо, чтобы убедиться, что подушка выдержит силу, с которой тело среднестатистического человека давит на нее при скорости 40 км/ч. После завершения испытаний любые недочеты устраняются группой инженеров.
От конструкции подушки зависят жизни людей, поэтому каждый ее аспект рассматривается снова и снова. Если подушка не сдувается достаточно быстро, этот недочет может стоить водителю жизни, при ударе его шея переломится, словно спичка.
После внесения изменений, подушка возвращается в цех, где изготавливают ее модифицированный вариант. После этого проводят финальные испытания.
Наконец, в испытания включаются манекены. Манекен устанавливают в кресло и проверяют датчики. Autoliv изготавливает подушки безопасности на сумму более 320 миллионов долларов ежегодно. Компания не имеет права допускать промахов даже с одной подушкой.
Если манекен уцелел, подушка переходит к следующему циклу разработки. Важно, чтобы она не срабатывала в непредназначенное время, скажем, когда рассерженные водитель колотит по рулю. Проблема в том, чтобы бомба взорвалась в нужный момент.
В левой части подушки имеется датчик, углубленный на десять сантиметров в передней части автомобиля в районе фар с обоих сторон. В случае столкновения эти датчики немедленно передадут информацию в центральную контрольную панель в автомобиле, оттуда сигнал поступит в подушку, и произойдет взрыв.
Однако, даже если датчики приведут подушку в действие в нужный момент, существует другая проблема: подушка помещена в пластиковый корпус, от взрыва осколки пластика могут разлететься по машине и покалечить или даже убить пассажиров, либо повредить саму подушку.
Каждое отделение для подушки имеет фронтальную секцию, которая ослаблена рядом крошечных отверстий, невидимых глазом. В момент столкновения разрушается только ослабленная область, что позволяет подушке расшириться, но не тревожит пластиковый корпус. Воздух выходит из подушки через вентиляционные отверстия, что позволяет ей быстро сдуваться, это защитит водителя от травмы шеи и головы.
После всех дорогостоящих тестов подушку запускают в производство. В готовые подушки помещают взрывное устройство, его фиксируют винтами. Подушка автоматически сворачивается прежде, чем ее поместят в корпус. Корпус затем помещается в рулевое колесо. И вот очередная подушка готова к тому, чтобы сделать езду безопаснее.
За один год завод Autoliv спасает жизни 15 тысяч человек.
Секрет заключается в том, что в ней находится бомба, точнее помещается она в рулевом колесе. Подушка представляет собой сочетание датчика, исполнительного устройства и нейлоновой подушки. Бомба самая настоящая. Взрыв достигается контролируемым воспламенением взрывчатых веществ, которые имею вид пилюль. В момент взрыва воздух заполняет подушку с невероятной скоростью.
