Как работают подушки безопасности?
Во время столкновения автомобиля подушка безопасности выстреливает из приборной панели и смягчает удар и помогает уменьшить повреждение вашего тела. Подушки безопасности очень просты, но также удивительно умны, потому что они должны открываться со скоростью более 300 км / ч! Давайте подробнее рассмотрим, как они работают.
Проблема с импульсом
Как и все остальное в мире, автокатастрофы контролируются законами физики — и, более конкретно, законами движения. Все, что движется, имеет массу и скоростью. Все, что имеет массу и скорость, имеет кинетическую энергию, и чем тяжелее ваш автомобиль и чем быстрее вы идете, тем больше будет его кинетическая энергия. Это нормально, пока вы вдруг не захотите остановиться. Тогда вся энергия должна куда-то деться. Несмотря на то, что автомобили могут сминаться и поглощать удары, их энергия по-прежнему представляет большой риск для водителя и пассажиров. Особенно опасны лобовые столкновения с другим автомобилем при выезде на встречную полосу. По этому выезд на встречку карается большими штрафами, вплоть до лишения.
Линейная диаграмма, показывающая, как кинетическая энергия автомобиля 1500 кг увеличивается по мере увеличения его скорости.
Диаграмма: чем быстрее вы идете, тем труднее остановиться. Это потому, что ваша кинетическая энергия увеличивается с квадратом вашей скорости. Чем больше у вас кинетической энергии, тем больше вам нужно потерять, прежде чем вы остановитесь. Если столкновение приводит к остановке вашего автомобиля в определенное время, чем больше энергии у вас есть, тем более сильным является столкновение, и тем больше вероятность того, что вы будете ранены или убиты. Подушки безопасности помогают вашему телу остановиться медленнее, уменьшая риск получения травмы и смерти.
Беда в том, что люди в движущейся машине тоже имеют массу и скорость, и даже если машина остановится, они будут продолжать двигаться. Это основной закон физики (известный как первый закон Ньютона), что движущиеся тела, как правило, продолжают двигаться, пока что-то (какая-то сила) не остановит их. У автомобилей были ремни безопасности на протяжении десятилетий, но они были довольно грубой формой защиты. Самая большая проблема заключается в том, что они ограничивают только ваше тело. Ваша голова весит 3-6 кг и вообще не сдерживается. Так что, даже если ваше тело крепко затянуто, тот же самый основной закон физики говорит, что ваша голова будет продолжать двигаться и врезаться в рулевое колесо или лобовое стекло. Вот где нужны подушки безопасности.
Как помогают воздушные подушки
Подушка безопасности более точно известна как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительное надувное удерживающее устройство (SIR). Слово «дополнительная» означает, что подушка безопасности спроектирована таким образом, чтобы ремни безопасности защищали вас, а не заменяли их (полагаясь на подушку безопасности, чтобы защитить вас, не застегивая ремень безопасности, очень опасно).
Основная идея заключается в том, что подушка безопасности надувается, как только машина начинает замедляться при аварии и сдувается, когда ваша голова прижимается к ней. Это важно: если бы подушка не сдувалась, ваша голова просто отскочила бы от нее, и вам было бы не лучше.
Насколько эффективны подушки безопасности?
Есть ли доказательства того, что они уменьшают число погибших? В 1995 году Адриан Лунд и Сьюзан Фергюсон опубликовали крупное исследование дорожно-транспортных происшествий в течение восьми лет с 1985 по 1993 год. Они обнаружили, что подушки безопасности сократили число погибших на 23-24 процента при лобовом столкновении и на 16 процентов в авариях всех видов, по сравнению с автомобилями, оборудованными только ремнями безопасности.
Это, безусловно, огромное улучшение, но важно отметить, что подушки безопасности — это сильно взрывоопасные вещи, которые представляют опасность. Самый большой риск для маленьких детей, хотя взрослые также сталкиваются с небольшим риском повреждения глаз и потери слуха. Если подушка безопасности спасает вашу жизнь, вы, вероятно, считаете небольшой риск получения травмы ценой, которую стоит заплатить. Тем не менее, очевидно, что важно изучить потенциальные опасности подушек безопасности, чтобы мы могли сделать их максимально безопасными и эффективными. Современные подушки безопасности (установленные с конца 1990-х годов) стреляют с меньшей силой, чем старые конструкции, и есть убедительные доказательства того, что это уменьшило случайную смерть, особенно среди детей, без ущерба для безопасности пассажиров.
Принцип действия подушек безопасности
1. При аварии автомобиль начинает быстро замедляться (терять скорость).
2. Акселерометр (электронный чип, который измеряет ускорение или силу) обнаруживает изменение скорости.
3. Если торможение достаточно велико, акселерометр запускает контур подушки безопасности. Нормальное торможение не создает достаточной силы для этого.
4. Контур подушки безопасности пропускает электрический ток через нагревательный элемент.
5. Нагревательный элемент зажигает химическое взрывчатое вещество. Старые подушки безопасности использовали азид натрия в качестве своего взрывчатого вещества; более новые используют разные химикаты.
6. Взрыв генерирует огромное количество безвредного газа (как правило, азота или аргона), который наводняется в нейлоновый мешок, упакованный за рулевым колесом.
7. По мере того, как сумка расширяется, он удаляет пластиковую крышку с рулевого колеса и раздувается перед водителем. Мешок покрыт меловым веществом, таким как порошок талька, чтобы облегчить его разворачивание.
8. Водитель (движется вперед из-за удара). Это заставляет мешок сдуваться, поскольку содержащийся в нем газ проходит через небольшие отверстия вокруг его краев. Когда машина остановится, сумка должна полностью сдуться.
Добавить комментарий