Co to jest i jak działa poduszka powietrzna (Airbag)?
Poduszka powietrzna (Airbag) ma za zadanie pochłaniać energię z jaką poruszają się bezwładnie pasażerowie pojazdu podczas zderzenia. Zamiast uderzyć w twarde elementy konstrukcyjne, ciało ma wstępnie wyhamować na wypełnionej powietrzem poduszce.
Budowa poduszki powietrznej
Poduszka powietrzna przypomina wyglądem torbę, która została zaprojektowana tak, aby energia pochodząca z wystrzału ładunku wybuchowego napompowała ją w błyskawicznym tempie. Po wyhamowaniu ciała pasażera ma się szybko opróżnić. System airbag składa się z poduszki powietrznej wykonanej z elastycznej tkaniny, modułu do napełniania i czujnika uderzenia, który zdetonuje ładunek w chwili wykrycia zderzenia.
Zadaniem poduszki powietrznej (airbag) jest pochłonięcie energii pomiędzy pasażerami pojazdu, a elementami konstrukcyjnymi np. kierownicą, przednią szybą, częściami karoserii (słupkami), boczkami drzwi, deską rozdzielczą itp. W autach nowoczesnych mogą znajdować się różne konfiguracje poduszek działające w różnych strefach pojazdu:
- poduszka kierowcy
- poduszka pasażera
- kurtyn bocznych
- poduszki bocznej w siedzeniach (zderzak chroniący przed uderzeniem w boczek drzwi)
- ochraniacze kolan
- moduł poduszki powietrznej dla pieszych (rzadko spotykane rozwiązanie)
W momencie uderzenia czujniki przyspieszenia przekazują do modułu airbag informacje na temat zarejestrowanego zdarzenia:
- przeciążenie
- kierunek uderzenia
- siła uderzenia
- kąt uderzenia
Oprogramowanie w sterowniku poduszek na podstawie zadanego algorytmu ocenia czy należy uruchomić obwody zapłonowe ładunków pirotechnicznych poduszek. Dzięki informacji o zajętości fotela ECU podejmuje decyzję które konkretnie poduszki muszą zostać zdetonowane.
Każda poduszka powietrzna jest jednorazowym urządzeniem. Dotychczas wykorzystywało się do detonacji jedynie ładunki pirotechniczne wyzwalające nagłe ciśnienie pompujące worek, dziś zdarza się użycie butli ze sprężonym powietrzem pod wysokim ciśnieniem.
Pierwsze systemy airbag zostały wprowadzone w latach 70. Niestety zamiast ratować pasażerów doprowadziły do wielu wypadków śmiertelnych. Szersze zastosowanie komercyjne pojawiło się dopiero wraz z rozwojem technologii na przełomie lat 80. i 90. Na dzień dzisiejszy standardem jest zastosowanie minimum 6 poduszek (przednia kierowcy, przednia pasażera, boczne w siedzeniach lub boczkach drzwi i kurtyny powietrzne w słupkach A).
Airbag to bierny (pasywny) system bezpieczeństwa
Systemy bezpieczeństwa są projektowane do zapobiegania wypadkom i zminimalizowania skutków po ich wystąpieniu. Dzieli się je na dwa typy aktywne i pasywne (bierne), tutaj występuje pewne zamieszanie, dlatego specjaliści o bezpieczeństwa uważają na słowa które są przedstawiane w marketingu kierowanym do konsumentów.
Uważa się, że poduszki są systemem biernym tak samo jak pasy bezpieczeństwa pomimo, że sposób ich działania jest aktywny. Warto wspomnieć, że pasy również wyposażone są w napinacze pirotechniczne, których zadaniem jest odciągnięcie ciała pasażera i zmniejszenie odległości przebytej w bezwładzie.
Dla kontrastu w branży lotniczej poduszka powietrzna uważana jest za system bierny podczas gdy pasy są aktywne bo wymagają ingerencji pasażera do aktywacji.
Historia poduszek powietrznych
1919 – Harold Round & Arthur Parrott of Birmingham w Anglii patentują rozwiązanie poduszek napełnianych powietrzem, które urząd patentowy USA dopuścił 17 lutego 1920r.
1951 – niemiecki inżynier Walter Linderer i amerykanin Jahn Hetrick patentują w podobnym czasie rozwiązanie poduszek powietrznych dedykowanych konkretnie dla motoryzacji, obecna technologia niestety nie pozwoliła cieszyć się z korzyści finansowych
1964 – japoński inżynier Yasuzaburou Kobori (小堀保三郎) projektuje pierwszą siec bezpieczeństwa, która wykorzystuje ładunki wybuchowe do napełniania, na nieszczęście zmarł w 1975 i nie miał możliwości zobaczyć komercyjnego użycia swojego projektu
1968 – Allen Breed patentuje system ochrony pasażerów dla motoryzacji, jest to pierwszy patent, który obejmuje pełen system ochrony wraz z czujnikiem wyzwalającym napełnienie się poduszki. Breed stworzył czujnik wyzwalający wybuch, był to czujnik mechaniczny bezwładnościowy. Jego wynalazek pozwalał na napełnienie się poduszki w czasie 30 ms. Breed wiedział, że zbyt długi czas może zagrażać życiu pasażerów dlatego zmodyfikował projekt poduszki dodając w niej dodatkowe otwory dzięki temu po kontakcie z ciałem pasażera poduszka opróżniała się zamiast ranić.
1971 – pierwsze eksperymentalne użycie poduszek przez Forda
1973 – GM wypuścił na rynek pierwsze auto z poduszka powietrzną, Oldsmobile Tornado
1989 – obowiązek montażu pasów lub poduszek w każdym aucie osobowym w USA
1998 – obowiązek montażu minimum dwóch poduszek w każdym aucie osobowym w Europie
