СРЕДСТВА ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ИЗОБРЕТЕНИЯХ
СРЕДСТВА ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ИЗОБРЕТЕНИЯХ
БЕНЗИН ВАШ - ИДЕИ НАШИ
СРЕДСТВА ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ИЗОБРЕТЕНИЯХ
...Обычный автомобиль, предназначенный, по мысли пешеходов, для мирной перевозки людей и грузов, принял суровые очертания братоубийственного снаряда.
И. Ильф, Е. Петров
"Золотой теленок"
Юрий НЕЧЕТОВ
Как скорость автомобиля перевалила за 5 км в час и под его колесами оказались 1-ые "смиренные и умные пешеходы", население земли сообразило, что необходимо принимать конструктивные меры. Авто конструкторы решали эту делему различными методами, но с схожим усердием. Свидетельство тому - тыщи и 10-ки тыщ патентов на изобретения в области пассивной безопасности. Попробуем проследить логику их развития.
В фронтальной части паровозов к тому времени крепко основалась мощная конструкция, предназначением которой было отбрасывать лежащие на пути препятствия. Подходящим образом модернизированная, она перешла и на авто - так появился бампер. При маленьких скоростях он был довольно эффективен. Но скорости росли, и к середине 20-х годов у него осталась фактически единственная настоящая функция - сохранять носовую часть автомобиля при столкновении с беспризорными домашними питомцами размером менее свиньи. При этом с фатальными для их по-
следствиями. Пешеходу же металлической брус, висячий в полметре над дорогой, просто разламывал ноги, далее шли в ход острые кромки радиатора, фар и крыльев, а уже довершали дело колеса.
Как здесь быть? До боли просто - если уж прохожий не уберегся от авто и оказался на земле, то почему бы не вынудить машину "перепрыгнуть" через него? Сказано - изготовлено, и возникает мысль автомобиля со металлической рамой, подвешенной под днищем на параллелограммных рычагах. При ударе в бампер она падает на землю - и рычаги переносят "убивца" через пострадавшего. Кстати, на всякий случай можно обтянуть мягенькой резиной острые углы на носу автомобиля. Чуток позднее появилась мысль установить впереди деформируемую трубчатую конструкцию наподобие современных "кенгурятников". Она защищает задремавшего пешехода от угловатых кузовных деталей, наращивает площадь контакта и, сминаясь, уменьшает перегрузки, а означает, и силу удара.
Другое решение - выдвинуть бампер практически на метр вперед, натянув за ним горизонтальную сетку, куда и упадет подкошенный зевака. Вобщем, сетку можно расположить и вертикально, оборудовав ее особыми ремнями-захватами, в каких злосчастный пешеход повиснет, как муха в сети. И кожаные полотнища, и подушки с воздухом, и чуть не пружинные матрасы предлагали установить впереди автомобиля неугомонные изобретатели.
А если испытать как-то "вписать" средства безопасности в конструкцию автомобиля? Можно и так. Скажем, установить фары на креплениях, складывающихся при ударе, либо оформить носовую часть, как композицию из эластичных частей. Увлекателен дугообразный отбойник, набранный из мягеньких крутящихся валиков. Есть варианты и с несколькими надувающимися матрасами, спрятанными за бампер. При наезде либо перед ним они высвобождаются, покрывая носовую часть машины и даже участок асфальта впереди. Более жизнестойким оказалось решение очень "облизать" автомобиль, спрятав все выступающие части. Тем паче что это было в русле тогдашней моды.
Шли годы. "Поголовье" автомобилей росло, росли и скорости. Тут-то и выяснилось, что при столкновении со столбом либо с другим автомобилем шансы водителя и пассажиров выжить либо хотя бы отвертеться "наименее тяжкими телесными повреждениями" ничтожно малы. Как отлично замедлить томную громаду с маломощными, по нынешним меркам, тормозами? Лобовое решение - соединить бампер впрямую с тормозными колодками, а заодно и размыкателем системы зажигания. Наехал на что-то - тормоза заблокировались, движок заглох. Правда, не поздно ли? Так ведь бампер можно вынести подальше вперед, да еще установить его на амортизаторах. Заодно и привод аварийного тормоза усовершенствовать, сделав его пневматическим либо вообщем с пиропатронами.
В предстоящем конструкторская идея оставила в покое аварийный тормоз, справедливо полагая, что после удара тормозить поздно. Ну и рабочие тормоза обрели усилитель и стали довольно эффективны. Появились сотки вариантов самых различных энергопоглощающих устройств. Простые представляли собой мягенькие накладки на бампер либо кузов: цельные, ячеистые, пневматические, заполненные жидкостью, выдавливаемой через отверстия, и даже просто "бутерброд" из запасок. Один изобретатель предложил смонтировать на бампере огромное количество массивных, идиентично нацеленных магнитов. При сближении с другим таким же автомобилем они должны были предупредить либо, по последней мере, ослабить удар. Правда, вопрос "отношений" с металлическими фонарными столбами и канализационными лючками остался открытым.
Не было позабыто и крепление бампера. Обилие конструктивных решений этого, казалось бы, обычного узла просто поражает: газовые, гидравлические, фрикционные, механические рессоры, пружины, энергопоглощающие вставки. А чтоб бампер не смотрелся очень сиротливо, на нем можно установить липовый "нос", который при ударе надвигается на реальный как футляр.
Не обойдены вниманием и устройства, "взводящиеся" перед столкновением: в предвидении неминуемой аварии шофер надавливает подобающую кнопку и бампер "выстреливается" вперед на метр-два, увеличивая дистанцию деформации. Вариантов и тут предостаточно: телескопические штанги, параллелограммные механизмы, просто надувные подушки. Была предложена и конструкция недвижного либо выдвигающегося углом вперед, наподобие тарана, бампера. По мысли создателя, это обеспечивало перевоплощение лобового столкновения в касательное. Но, слава Богу, это устрашающее "средство безопасности" не стало массовым - очень уж оно похоже на топор.
Не по другому как конкретному бильярдисту принадлежит мысль округленного автомобиля, который должен рикошетить от всех препятствий. В развитие этой идеи был предложен округленный силовой контур, от которого, в случае удара и следующих "рикошетов", должны были отпадать выступающие колеса, крылья, фары и т. д. Не были обойдены вниманием и "ломающиеся" рамы и подвижные капсулы безопасности. "Сверхбезопасные" машины, снабженные "по максимуму" настолько конструктивными средствами, часто походили на спец снаряды для аварий. В конце концов, выкристаллизовалась современная концепция пассивной безопасности автомобиля: крепкая "капсула" пассажирского салона и сравнимо мягенькие моторный отдел и багажник, которые, деформируясь, гасят энергию соударения. В ближайшее время получили распространение массивные брусья в дверцах, предохраняющие от боковых ударов.
Хватит ли всех этих мер, чтоб обезопасить жизни водителя и пассажиров? Практика указывает, что нет. Представьте для себя автомобиль, врезающийся в бетонную стену на скорости, скажем, 70 км/ч. При полном смятии его моторного отдела метровой длины перегрузка, действующая на пассажиров, составит 20 единиц - в 20 раз больше ускорения свободного падения, другими словами человека, весящего 75 кг, "приложит" о приборную доску с силой в полторы тонны! Здесь упираться руками и ногами никчемно. Кстати, легкий расчет указывает, почему крепкие джипы более небезопасны для пассажиров. В подобных критериях мощная рамная конструкция сомнется всего на 0,3-0,4 м. Соответственно, перегрузки и силы, действующие на пассажиров, возрастут раза в три со всеми вытекающими последствиями.
Одним из первых и более действенных приспособлений для удержания автомобилистов стали привязные ремни, дошедшие до наших дней с наименьшими переменами. Правда, сейчас они уже инерционные, обрели натяжители, срабатывающие при ударе. Для "ленивых" была выдумана масса конструкций с автоматическим "пристегиванием". Но при всех плюсах ремней у их есть значимый недочет: удерживая тело пассажира, они никак не фиксируют голову. А ведь двадцатикратная перегрузка, умноженная на 5 кг "мозгов", даст силу в 100 кг! Конкретно с таким усилием голова стремится "обогнать" тело, удерживаемое ремнем. Не любая шейка выдержит такую нагрузку.
Конструкторская идея не дремала в борьбе и с этой порухой. Различные выдвигающиеся сетки, экраны, мягенькие маты призваны были спасти головы автомобилистов. Встречались и очень любознательные конструкции. К примеру, мягенькая обшивка потолка, соскальзывающая по направляющим полозьям на ветровое стекло. Либо особый колпак, выскакивающий из-за подголовника и накрывающий голову наподобие шлема. Более революционным изобретением оказались надувные подушки безопасности, срабатывающие от баллона со сжатым газом либо пиропатрона. Сначало они защищали только лицо водителя от удара о управляющую колонку и имели объем 10-15 л. Доказав свою эффективность, они выросли в объеме до 40-70 л и количестве - до трех-четырех штук на каждого "члена экипажа": одна подушка держит голову и тело, в другую упираются колени, а другие защищают от бокового удара. Особые ультразвуковые датчики отключают подушки на свободных местах. Секундное заполнение нескольких подушек в ограниченном объеме закрытого салона вызывает резкий скачок давления, грозящий баротравмой. Чтоб ее избежать, в двери монтируют особые молоточки, похожие на взведенные бойки. За миг до срабатывания подушек они освобождаются и разбивают боковые окна.
Как быть если автомобиль перевернулся? При наличии жесткой крыши пассажиры просто повиснут вниз головой. А если машина открытая? Очевиднее решение - вмонтировать в рамку ветрового стекла сильную дугу безопасности. Но "корма" все равно ляжет на асфальт, и пассажирам, скажем, задних сидений при всем этом не позавидуешь. Чтоб их уберечь, в сидение можно вмонтировать механизм, наклоняющий вперед-вниз спинку, а заодно и "седоков". Более удачное решение - "выстреливающаяся" сзади 2-ая дуга безопасности. При этом ее роль может делать усиленная крышка багажника либо расположенные на ней крепкие надувные подушки.
Современные авто все почаще оборудуют не отдельными средствами пассивной безопасности, а единой системой. Время ее функционирования исчисляется десятыми толиками секунды, но успевает она почти все: отключить зажигание, подтянуть ремни, "укоротить" управляющую колонку, надуть и потом "сдуть" подушки, разблокировать двери, а не считая того - отправить на "полицейской волне" кодированное сообщение с указанием четких координат аварии (для этого машины оборудуются навигационным приемником), включить радиомаяк и, по мере надобности, систему пожаротушения, да еще сохранить в памяти бортовика все характеристики движения за десяток секунд до аварии. Эффективность таких систем повсевременно вырастает, но лучше все-же ограничиться заочным с ними знакомством.
Один из первых "интегральных" бамперов. Пострадавший, по идее, должен просто соскользнуть с носовой части, имеющей минимум выступающих деталей (1936).
По мысли создателя, при наезде на пешехода тот должен скатиться в сторону по округленной панели из мягеньких крутящихся валиков (1940).
При ударе о препятствие вынесенный вперед на гидроамортизаторах пустотелый липовый "нос" надвигается на реальный наподобие футляра (1937).
Основная мысль этого изобретения - перевоплощение лобового удара в касательный при столкновении 2-ух машин, снаряженных такими приспособлениями. Правда, обыкновенному автомобилю при "встрече" с таким "тараном" не позавидуешь (1940).
"Ломающаяся" рама не только лишь гасит энергию удара, да и уводит водителя из небезопасной зоны (1983).
При боковом ударе дверь, делая поворот вокруг горизонтальной оси, наклоняет кресло, выводя пассажира из зоны столкновения (1992).
Для предохранения пассажиров при опрокидывании автомобиля с откидным верхом сзади установлены автоматом надувающиеся подушки безопасности (1986).
Роль 2-ой дуги безопасности играет открывающаяся при переворачивании мощная крышка багажника (1996).
БЕНЗИН ВАШ - ИДЕИ НАШИ
СРЕДСТВА ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ИЗОБРЕТЕНИЯХ
...Обычный автомобиль, предназначенный, по мысли пешеходов, для мирной перевозки людей и грузов, принял суровые очертания братоубийственного снаряда.
И. Ильф, Е. Петров
"Золотой теленок"
Юрий НЕЧЕТОВ
Как скорость автомобиля перевалила за 5 км в час и под его колесами оказались 1-ые "смиренные и умные пешеходы", население земли сообразило, что необходимо принимать конструктивные меры. Авто конструкторы решали эту делему различными методами, но с схожим усердием. Свидетельство тому - тыщи и 10-ки тыщ патентов на изобретения в области пассивной безопасности. Попробуем проследить логику их развития.
В фронтальной части паровозов к тому времени крепко основалась мощная конструкция, предназначением которой было отбрасывать лежащие на пути препятствия. Подходящим образом модернизированная, она перешла и на авто - так появился бампер. При маленьких скоростях он был довольно эффективен. Но скорости росли, и к середине 20-х годов у него осталась фактически единственная настоящая функция - сохранять носовую часть автомобиля при столкновении с беспризорными домашними питомцами размером менее свиньи. При этом с фатальными для их по-
следствиями. Пешеходу же металлической брус, висячий в полметре над дорогой, просто разламывал ноги, далее шли в ход острые кромки радиатора, фар и крыльев, а уже довершали дело колеса.
Как здесь быть? До боли просто - если уж прохожий не уберегся от авто и оказался на земле, то почему бы не вынудить машину "перепрыгнуть" через него? Сказано - изготовлено, и возникает мысль автомобиля со металлической рамой, подвешенной под днищем на параллелограммных рычагах. При ударе в бампер она падает на землю - и рычаги переносят "убивца" через пострадавшего. Кстати, на всякий случай можно обтянуть мягенькой резиной острые углы на носу автомобиля. Чуток позднее появилась мысль установить впереди деформируемую трубчатую конструкцию наподобие современных "кенгурятников". Она защищает задремавшего пешехода от угловатых кузовных деталей, наращивает площадь контакта и, сминаясь, уменьшает перегрузки, а означает, и силу удара.
Другое решение - выдвинуть бампер практически на метр вперед, натянув за ним горизонтальную сетку, куда и упадет подкошенный зевака. Вобщем, сетку можно расположить и вертикально, оборудовав ее особыми ремнями-захватами, в каких злосчастный пешеход повиснет, как муха в сети. И кожаные полотнища, и подушки с воздухом, и чуть не пружинные матрасы предлагали установить впереди автомобиля неугомонные изобретатели.
А если испытать как-то "вписать" средства безопасности в конструкцию автомобиля? Можно и так. Скажем, установить фары на креплениях, складывающихся при ударе, либо оформить носовую часть, как композицию из эластичных частей. Увлекателен дугообразный отбойник, набранный из мягеньких крутящихся валиков. Есть варианты и с несколькими надувающимися матрасами, спрятанными за бампер. При наезде либо перед ним они высвобождаются, покрывая носовую часть машины и даже участок асфальта впереди. Более жизнестойким оказалось решение очень "облизать" автомобиль, спрятав все выступающие части. Тем паче что это было в русле тогдашней моды.
Шли годы. "Поголовье" автомобилей росло, росли и скорости. Тут-то и выяснилось, что при столкновении со столбом либо с другим автомобилем шансы водителя и пассажиров выжить либо хотя бы отвертеться "наименее тяжкими телесными повреждениями" ничтожно малы. Как отлично замедлить томную громаду с маломощными, по нынешним меркам, тормозами? Лобовое решение - соединить бампер впрямую с тормозными колодками, а заодно и размыкателем системы зажигания. Наехал на что-то - тормоза заблокировались, движок заглох. Правда, не поздно ли? Так ведь бампер можно вынести подальше вперед, да еще установить его на амортизаторах. Заодно и привод аварийного тормоза усовершенствовать, сделав его пневматическим либо вообщем с пиропатронами.
В предстоящем конструкторская идея оставила в покое аварийный тормоз, справедливо полагая, что после удара тормозить поздно. Ну и рабочие тормоза обрели усилитель и стали довольно эффективны. Появились сотки вариантов самых различных энергопоглощающих устройств. Простые представляли собой мягенькие накладки на бампер либо кузов: цельные, ячеистые, пневматические, заполненные жидкостью, выдавливаемой через отверстия, и даже просто "бутерброд" из запасок. Один изобретатель предложил смонтировать на бампере огромное количество массивных, идиентично нацеленных магнитов. При сближении с другим таким же автомобилем они должны были предупредить либо, по последней мере, ослабить удар. Правда, вопрос "отношений" с металлическими фонарными столбами и канализационными лючками остался открытым.
Не было позабыто и крепление бампера. Обилие конструктивных решений этого, казалось бы, обычного узла просто поражает: газовые, гидравлические, фрикционные, механические рессоры, пружины, энергопоглощающие вставки. А чтоб бампер не смотрелся очень сиротливо, на нем можно установить липовый "нос", который при ударе надвигается на реальный как футляр.
Не обойдены вниманием и устройства, "взводящиеся" перед столкновением: в предвидении неминуемой аварии шофер надавливает подобающую кнопку и бампер "выстреливается" вперед на метр-два, увеличивая дистанцию деформации. Вариантов и тут предостаточно: телескопические штанги, параллелограммные механизмы, просто надувные подушки. Была предложена и конструкция недвижного либо выдвигающегося углом вперед, наподобие тарана, бампера. По мысли создателя, это обеспечивало перевоплощение лобового столкновения в касательное. Но, слава Богу, это устрашающее "средство безопасности" не стало массовым - очень уж оно похоже на топор.
Не по другому как конкретному бильярдисту принадлежит мысль округленного автомобиля, который должен рикошетить от всех препятствий. В развитие этой идеи был предложен округленный силовой контур, от которого, в случае удара и следующих "рикошетов", должны были отпадать выступающие колеса, крылья, фары и т. д. Не были обойдены вниманием и "ломающиеся" рамы и подвижные капсулы безопасности. "Сверхбезопасные" машины, снабженные "по максимуму" настолько конструктивными средствами, часто походили на спец снаряды для аварий. В конце концов, выкристаллизовалась современная концепция пассивной безопасности автомобиля: крепкая "капсула" пассажирского салона и сравнимо мягенькие моторный отдел и багажник, которые, деформируясь, гасят энергию соударения. В ближайшее время получили распространение массивные брусья в дверцах, предохраняющие от боковых ударов.
Хватит ли всех этих мер, чтоб обезопасить жизни водителя и пассажиров? Практика указывает, что нет. Представьте для себя автомобиль, врезающийся в бетонную стену на скорости, скажем, 70 км/ч. При полном смятии его моторного отдела метровой длины перегрузка, действующая на пассажиров, составит 20 единиц - в 20 раз больше ускорения свободного падения, другими словами человека, весящего 75 кг, "приложит" о приборную доску с силой в полторы тонны! Здесь упираться руками и ногами никчемно. Кстати, легкий расчет указывает, почему крепкие джипы более небезопасны для пассажиров. В подобных критериях мощная рамная конструкция сомнется всего на 0,3-0,4 м. Соответственно, перегрузки и силы, действующие на пассажиров, возрастут раза в три со всеми вытекающими последствиями.
Одним из первых и более действенных приспособлений для удержания автомобилистов стали привязные ремни, дошедшие до наших дней с наименьшими переменами. Правда, сейчас они уже инерционные, обрели натяжители, срабатывающие при ударе. Для "ленивых" была выдумана масса конструкций с автоматическим "пристегиванием". Но при всех плюсах ремней у их есть значимый недочет: удерживая тело пассажира, они никак не фиксируют голову. А ведь двадцатикратная перегрузка, умноженная на 5 кг "мозгов", даст силу в 100 кг! Конкретно с таким усилием голова стремится "обогнать" тело, удерживаемое ремнем. Не любая шейка выдержит такую нагрузку.
Конструкторская идея не дремала в борьбе и с этой порухой. Различные выдвигающиеся сетки, экраны, мягенькие маты призваны были спасти головы автомобилистов. Встречались и очень любознательные конструкции. К примеру, мягенькая обшивка потолка, соскальзывающая по направляющим полозьям на ветровое стекло. Либо особый колпак, выскакивающий из-за подголовника и накрывающий голову наподобие шлема. Более революционным изобретением оказались надувные подушки безопасности, срабатывающие от баллона со сжатым газом либо пиропатрона. Сначало они защищали только лицо водителя от удара о управляющую колонку и имели объем 10-15 л. Доказав свою эффективность, они выросли в объеме до 40-70 л и количестве - до трех-четырех штук на каждого "члена экипажа": одна подушка держит голову и тело, в другую упираются колени, а другие защищают от бокового удара. Особые ультразвуковые датчики отключают подушки на свободных местах. Секундное заполнение нескольких подушек в ограниченном объеме закрытого салона вызывает резкий скачок давления, грозящий баротравмой. Чтоб ее избежать, в двери монтируют особые молоточки, похожие на взведенные бойки. За миг до срабатывания подушек они освобождаются и разбивают боковые окна.
Как быть если автомобиль перевернулся? При наличии жесткой крыши пассажиры просто повиснут вниз головой. А если машина открытая? Очевиднее решение - вмонтировать в рамку ветрового стекла сильную дугу безопасности. Но "корма" все равно ляжет на асфальт, и пассажирам, скажем, задних сидений при всем этом не позавидуешь. Чтоб их уберечь, в сидение можно вмонтировать механизм, наклоняющий вперед-вниз спинку, а заодно и "седоков". Более удачное решение - "выстреливающаяся" сзади 2-ая дуга безопасности. При этом ее роль может делать усиленная крышка багажника либо расположенные на ней крепкие надувные подушки.
Современные авто все почаще оборудуют не отдельными средствами пассивной безопасности, а единой системой. Время ее функционирования исчисляется десятыми толиками секунды, но успевает она почти все: отключить зажигание, подтянуть ремни, "укоротить" управляющую колонку, надуть и потом "сдуть" подушки, разблокировать двери, а не считая того - отправить на "полицейской волне" кодированное сообщение с указанием четких координат аварии (для этого машины оборудуются навигационным приемником), включить радиомаяк и, по мере надобности, систему пожаротушения, да еще сохранить в памяти бортовика все характеристики движения за десяток секунд до аварии. Эффективность таких систем повсевременно вырастает, но лучше все-же ограничиться заочным с ними знакомством.
Один из первых "интегральных" бамперов. Пострадавший, по идее, должен просто соскользнуть с носовой части, имеющей минимум выступающих деталей (1936).
По мысли создателя, при наезде на пешехода тот должен скатиться в сторону по округленной панели из мягеньких крутящихся валиков (1940).
При ударе о препятствие вынесенный вперед на гидроамортизаторах пустотелый липовый "нос" надвигается на реальный наподобие футляра (1937).
Основная мысль этого изобретения - перевоплощение лобового удара в касательный при столкновении 2-ух машин, снаряженных такими приспособлениями. Правда, обыкновенному автомобилю при "встрече" с таким "тараном" не позавидуешь (1940).
"Ломающаяся" рама не только лишь гасит энергию удара, да и уводит водителя из небезопасной зоны (1983).
При боковом ударе дверь, делая поворот вокруг горизонтальной оси, наклоняет кресло, выводя пассажира из зоны столкновения (1992).
Для предохранения пассажиров при опрокидывании автомобиля с откидным верхом сзади установлены автоматом надувающиеся подушки безопасности (1986).
Роль 2-ой дуги безопасности играет открывающаяся при переворачивании мощная крышка багажника (1996).