Poduszka powietrzna - Polski Serwis Naukowy

Poduszka powietrzna po zderzeniu

Poduszka powietrzna (ang. airbag) – samochodowy element pasywnego systemu bezpieczeństwa. Ma na celu zamortyzowanie uderzenia o elementy pojazdu ciała (w szczególności głowy) pasażerów i kierowcy w wypadku zderzenia (czołowego lub bocznego).

Poduszka powietrzna ma trzy podstawowe elementy:

Pasami bezpieczeństwa w samochodzie lub samolocie nazywamy pasy z tkaniny lub tworzywa sztucznego, które po zapięciu częściowo chronią ludzi przed uszkodzeniami ciała w razie zderzenia lub gwałtownego hamowania samochodu, lub wpadnięcia samolotu w turbulencje. Ścisłe powiązanie pasażerów ze szkieletem kabiny samochodu tworzącym klatkę bezpieczeństwa za pomocą ciasno dopasowanych pasów bezpieczeństwa pozwala użytkownikom pojazdu wytracić prędkość podczas zderzenia wraz z samochodem. Dzięki temu mniejsze są działające na nich przyspieszenia (opóźnienia). Dorośli pasażerowie „związani” są z kabiną 3-punktowym, automatycznym pasem barkowo–biodrowym lub 2-punktowym pasem biodrowym. Kierowcy rajdowi używają 5- a nawet 6-punktowych pasów.
Zderzenie boczne (pojazdów mechanicznych) – zderzenie dwóch pojazdów (dotyczy to zazwyczaj samochodów i statków), w którym przód jednego z nich - w sposób niezaplanowany (oprócz testów zderzeniowych) - uderza w bok (dochodzi do kontaktu) drugiego pojazdu; zjawisku temu towarzyszy wyzwolenie dużej (ogromnej) niszczącej siły zagrażającej uczestnikom utratą zdrowia lub życia.

układ uaktywniający (czujnik piezoelektryczny i cyfrowy układ mikroprocesorowy),

generator gazu (napełnia poduszkę; zawiera zapalnik i stałe paliwo),

elastyczny pojemnik (właściwa poduszka wykonana jest z tkaniny nylonowo - bawełnianej lub poliamidowej impregnowanej kauczukiem neopreonowym).

Rozmiary poduszki powietrznej w Europie dla kierowcy to (35 - 45) dm³, (60 - 75) dm³ dla pasażera. W Stanach Zjednoczonych gdzie nie ma obowiązku zapinania pasów bezpieczeństwa, mają one odpowiednio pojemność: (60 - 80) dm³ i (100 - 160) dm³.

Test zderzeniowy (ang. crash test) - test zderzenia samochodu przeprowadzany w warunkach laboratoryjnych, którego celem jest sprawdzenie systemów bezpieczeństwa biernego samochodu. Podczas testu rejestrowany jest obraz wideo (1000 kl/s) oraz sygnały z czujników umieszczonych na pokładzie samochodu oraz zamontowanych w manekinach. Po wykonaniu testu dane te są szczegółowo analizowane.
Głowa (caput) – część ciała zwierząt, zajmująca u człowieka i u innych ssaków szczytowe umiejscowienie (ewentualnie przednie). Szyja (collum) stanowi podporę dla głowy oraz drogę łączącą ją z tułowiem i kończyną górną.

Poduszka powietrzna to specjalnie ukształtowany worek napełniany gazem wystrzelanym pirotechnicznie podczas zderzenia. Wybuch poduszki inicjowany jest czujnikami (zwykle bezwładnościowymi) rozmieszczonymi w różnych miejscach pojazdu. Zadaniem czujników jest rozpoznanie siły i kierunku zderzenia a w konsekwencji aktywacja odpowiednich poduszek. Poduszka otwiera się kilka tysięcznych części sekundy po rozpoczęciu zderzenia. Uderzające w poduszkę ciało pasażera wypycha z niej gaz (najczęściej azot, rzadziej dwutlenek węgla), który ucieka przez boczne otwory. Zapewnia to właściwą amortyzację oraz zapobiega ewentualnemu uduszeniu poszkodowanego, który stracił przytomność oraz przede wszystkim po to, by kierowca bądź pasażer nie uderzyli w twardą, napełnioną w pełni poduszkę, dlatego konieczne jest zapinanie pasów celem zwiększenia opóźnienia uderzenia głowy osób z kabiny w poduszki powietrzne.

Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny z grupy niemetali. Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0019%. Stabilnymi izotopami azotu są 14N i 15N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości). Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotany oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).
Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.

Poduszki powietrzne kierowcy i pasażera są już niemal standardowym wyposażeniem instalowanym w większości samochodów. Poduszki boczne i kurtynowe stają się standardem w samochodach średniej klasy. Pasażerów siedzących na tylnej kanapie zwykle chronią poduszki boczne zamontowane w tylnych oparciach bądź drzwiach oraz poduszki kurtynowe zamontowane w słupkach dachowych. Jest to wyposażenie dodatkowe nawet w samochodach wyższych klas. Nie montuje się poduszek czołowych dla pasażerów tylnych foteli, choć przez moment firma Brabus w jednym ze swych modeli opartych na Mercedesie W140 montowała deskę pomiędzy przednimi a tylnymi fotelami zbliżoną kształtem do deski rozdzielczej tego Mercedesa wraz z dwiema poduszkami czołowymi. Jednak z racji licznych problemów i ograniczeń ilości pasażerów tylnej kanapy do dwóch zrezygnowano z tego rozwiązania.

Bezwładność – właściwość wszystkich ciał materialnych, polegająca na tym, że w inercjalnym układzie odniesienia, jeśli na ciało nie działa siła lub działające siły równoważą się, to porusza się ono ruchem jednostajnym lub pozostaje w spoczynku. Zmiana prędkości ciała wymaga działania siły. Bezwładność ciał postulowana jest przez zasady dynamiki Newtona. Miarą bezwładności ciała jest jego masa, natomiast jej odpowiednikiem w ruchu obrotowym - moment bezwładności.
Czujnik (Sensor) - fizyczne, bądź biologiczne narzędzie, będące najczęściej elementem składowym większego układu, którego zadaniem jest wychwytywanie sygnałów z otaczającego środowiska, rozpoznawanie i rejestrowanie ich.

Boczna poduszka powietrzna

Boczna poduszka powietrzna to poduszka powietrzna umieszczona najczęściej w bocznej zewnętrznej krawędzi fotela lub w okładzinie drzwi. Jej zadaniem jest amortyzacja ciała pasażera w wypadku zderzenia bocznego.

Poduszka boczna - Porsche 911 Carrera

Pojemność poduszki bocznej wynosi ok. (12 - 15) dm³. Z uwagi na niewielką odległość fotela (a tym samym kierowcy lub pasażera) od ściany bocznej pojazdu, czas jej zadziałania (od momentu uderzenia do jej całkowitego napełnienia) wynosi od (5 - 10) ms; poduszka powietrzna kierowcy i pasażera potrzebuje na to ok. (50 - 55) ms. Boczna poduszka powietrzna jest wyposażeniem dodatkowym w autach średniej klasy. W wyższych klasach jest standardem.

Twarz – przednia część głowy człowieka. Składa się z czoła, brwi, oczu, nosa, policzków, ust i podbródka. Jako najbardziej indywidualna część ciała, jest ważnym elementem tożsamości człowieka - jej zdjęcie znajduje się zazwyczaj w dokumentach takich jak dowód osobisty. Charakterystyczne cechy twarzy są często wyolbrzymiane w karykaturach. Twarz jest również niezbędna do mimiki.
Brabus - przedsiębiorstwo tuningowe i producent pojazdów z Niemiec. Produkuje limuzyny eksportowane często do USA. Główna siedziba przedsiębiorstwa znajduje się w Bottrop w samym sercu Zagłębia Ruhry bezpośrednio obok autostrady A2 i mieści obok okazałych sal wystawowych również działy projektowania i produkcji.

Kurtyna powietrzna

Kurtyna powietrzna to dodatkowa poduszka powietrzna wystrzeliwana z krawędzi dachu samochodu. Osłania ona głowę i twarz pasażera podczas zderzenia bocznego oraz dachowania.

Kurtyna boczna po wystrzeleniu

Kurtyny powietrzne są uruchamiane jednocześnie z poduszkami bocznymi. Wyróżnia się dwa sposoby ich rozwiązania technicznego.

) ITS - Inflatable Tubular Structure (Kurtyny tego typu są mocowane jednym końcem - wraz z wytwornicą gazu - z przednim słupkiem, drugim zaś na połączeniu tylnego słupka i dachu); po napełnieniu gaz nie ma prawa się ulatniać.
) Kurtyna rozciąga się wzdłuż obu bocznych szyb lub od przedniego do środkowego słupka; schowana jest ona wzdłuż krawędzi dachu. Gaz ulatnia się z niej stopniowo.

Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia.
Europa – część świata (określana zwykle tradycyjnym, acz nieścisłym mianem kontynentu), leżąca na półkuli północnej, na pograniczu półkuli wschodniej i zachodniej, stanowiąca wraz z Azją kontynent Eurazję.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)