Пасивната безопасност

През последните десетилетия автомобилите са станали несравнимо по-безопасни, отколкото в миналото. Много от разработките, които вече се смятат за задължителна част от оборудването на всяко модерно возило, са плод на горчивия опит, натрупан с цената на човешки животи. Специалистите разглеждат безопасността в два аспекта - активен и пасивен. Така се категоризират и различните системи в конструкцията на колата. Към активните спадат тези, които спомагат за избягването на стълкновение. Пасивните пък се грижат за живота и здравето на пътниците, ако катастрофата е неизбежна. В арсенала на съвременния автомобил има цял куп средства за смегчаване на последствията от катастрофа - колани, въздушни възглавници, деформируеми зони и т.н.

Какво се случва с колата и хората в нея при челен удар? Возилото забавя скоростта си до пълен покой изключително бързо, а пътуващите в него продължават да се движат по инерция напред към волана, арматурното табло и ветроупорното сткло. Мястото в салона сякаш не е достатъчно за голямо ускорение на телата на пасажерите, но всъщност съвсем не е така. В действителност за съвсем кратко време се генерират
натоварвания от по няколко десетки G и ударът след тях може да се сравнява със скок от многоетажен блок.

За да оцелеят пасажерите, скоростта на телата им трябва да бъде намалена възможно най-плавно. При това се налага в салона на колата да остане жизнено пространство, което поставя конструкторите пред взаимоизключващи се изисквания. Каросерията хем трябва да е достатъчно здрава, хем да може да поема и гаси енергията от евентуален удар. Инженерите се справят със задачата, като проектират силов скелет около пътническия отсек. Тази клетка се изработва от свръхяка стомана, а във вратите се монтират мощни щанги, които не им позволяват да се огъват. От по-слаби материали се изработват онези специални зони от конструкцията, чиято деформация "гаси" скоростта - моторния осек и багажника. Автомобили, проектирани по такава схема, се произвеждат от относително отскоро. Преди това никой не се замисля за този вариант и на здравината на каросерията се гледа в общ план.

Сериозен проблем и при челен удар може да създаде двигателят. За да не влиза в салона (това не вещае нищо добро), опорите и напречният щит се проектират така, че да го насочват максимално надолу и по възможност под автомобила.

Не по-малка заплаха представляват стълкновенията отзад. Най-уязвими при такива удари по правило са вратовете на пътниците. За избягване на нараняванията на шията са измислени подглавниците, които в последните години все по-често са активни. При катастрофа те се изместват светкавично напред, осигурявайки опора за главата.

Всъщност системите и конструкциите, предназначени за "гасене" на опасно високата скорост на човешкото тяло при колизия се усъвършенстват непрекъснато. Това важи дори за едно от най-старите изобретения за предпазване - коланите. Както и много други полезни решения, те преминават в автомобила от авиацията. Отначало са двуточкови и фиксират тялото в областта на корема или гъдрите. На инженерите обаче им трябва съвсем кратко време, за да установят, че за по-равномерно разпределение на натоварването по тялото са нужни повече опорни точки. Така намалява значително рискът от травми на гръбначния стълб и вътрешните органи. Със същата цел в автомобилния спорт, например, се използват четири-, пет- и дори шестточкови колани. Заради простотата и удобството обаче в ежедневието са се наложили триточковите.

За да бъде ефективен, коланът трябва да приляга по тялото, което налага регулирането му. С появата на инерционните ремъци обаче тази необходимост отпада. В много от съвременните автомобили се използват и пиропатрони. Малките детонации пристягат колана за части от секундата и фиксират тялото към облегалката.

Предпазните ремъци са едни от най-ефикасните средства за защита при катастрофа. Имат повече от половинвековна история в автомобила (първият сериен модел с триточков колан е Volvo PV 544 от 1959 г.), но конструкцията им не престава да се усъвършенства. Истинска нова ера в безопасността обаче настъпва чак след въвеждането на въздушните възглавници.

Пъврообразът на съвременния еърбег е патентован още през 1953 г., когато идеята изглежда повече от смела. Необходимите технологии за осъществяването й в онези години просто липсва. Първите опити да се създаде действаща въздушна възглавница се провалят. Отначало инженерите изпробват бутилки със сгъстен газ, които да пълнят еърбеговете, но в крайна сметка се налага пиротехническият принцип. Контролираната експлозия позволява надуването на възглавницата мигновено, за 30-50 хилядни от секундата. Докато открият подходящ заряд за взрива, конструкторите опитват какво ли не - включително и ракетно гориво.

В днешните еърбегове се използват компактни и леки таблетки натриев азид (NaN3). При подаване на електрически ток това вещество се нагрява до 330 градуса и се разлага на азот и натрий със скорост, която позволява увеличаването на налягането във възглавницата до работна стойност за едва 0.025–0.05 секунди.
Толкова рязко нарастване на налягането може да доведе до спукване на тъпанчетата и контузии по тялото. Тези проблеми се решават чрез ограничаване на максималната скорост до определена стойност и по-малък обем на еърбега. В някои случаи обаче нараняванията са неизбежни. Всичко зависи от индивидуалните особености на човека и големината на автомобила.

Първите въздешни възглавници не се появяват в автомобилите на Mercedes-Benz, както мнозина смятат. В средата на 70-те години Ford и General Motors пускат на пазара над 12 000 коли с еърбегове. Американците обаче го правят, за да елиминират нуждата от колани. Възглавниците обаче се разгъват със скорост 270-300 км/ч и ако водачът не е обезопасен с колан, последствията са меко казано неприятни. Това кара Ford и General Motors да се откажат от идеята.

Възраждат я малко по-късно инженерите на Mercedes-Benz с помощта на Bosch. През 1980 S-Klasse започва да се оборудва с еърбегове. Немците разбират, че за да бъдат ефективни, възглавниците трябва да се използват само в комбинация с колани. Така всичко си идва на мястото и технологията започва да спасява животи.

Независимо от огромния напредък, надуваемите технологии все още изглеждат далеч от върховата точка в развитието си. Вече се разработват системи за активиране преди, а не след удара, за да се намали пневматичния шок. Съвременната електроника умее да установява наличието на пътник на седалката, но бъдещите разработки ще могат да разпознават индивидуалните особености на тялото му (тегло, ръст и т.н.).

Системите за "надуваема" защита отдавна не се ограничават с арматурното табло и волана. Еърбегове се монтират във вратите, седалките, в областта на краката и глезените и къде ли още не. Какъвто и внушителен брой да са възглавниците, добрият стар колан си остава задължителен. Дори при проектирането на най-иновационните системи за сигурност инженерите задължително изхождат от предположението, че пътниците са се пристегнали.