Le cinture di sicurezza erano l’unica linea di difesa. stavano lavorando. Queste leggi furono discusse, soprattutto nei settori riguardanti i bambini, ma alla fine prevalsero le leggi coercitive. Le informazioni sono autoesplicative. La schiavitù ha fatto uscire dalla tomba migliaia di persone.
Poi sono arrivati gli airbag. Pensatelo come un morbido cuscino in attesa di essere colpito. Questa idea non è nuova. Durante la seconda guerra mondiale, gli ingegneri brevettarono un carrello di atterraggio gonfiabile per gli aeroplani. Fu solo a partire dagli anni ’80 che queste cose divennero parte della guida quotidiana.
Questo è ormai un requisito. A partire dal 1998, tutte le auto vendute negli Stati Uniti richiedevano doppi airbag frontali. Nel 1999 seguirono i camion. Le statistiche non mentono. Gli airbag frontali riducono il rischio di morte in caso di collisione frontale di circa il 30%. Questo è importante.
Ma non ci siamo fermati qui. Aggiunta anche la protezione dagli impatti laterali. Una borsa che si attacca al sedile. Una borsa da appendere alla porta. Alcuni veicoli moderni ne racchiudono sei, otto o anche di più in un unico telaio. Come le cinture di sicurezza prima di loro, gli airbag hanno incontrato scetticismo. Ora? Questo è il focus di un intenso controllo da parte del governo e dell’industria.
Questa è scienza. E meccanica. C’è ancora un futuro.
Leggi del moto
Dimentica i libri di testo per ora. Guarda la velocità. Questo è il prodotto della massa e della velocità. È abbastanza semplice. Un oggetto in movimento continua a muoversi a meno che qualcosa non lo costringa a fermarsi. Se si tratta di un’auto, sei il proprietario dell’auto. Ci sono oggetti sciolti. Finché esisti, esisti.
Se non indossi la cintura di sicurezza, continua. Anche se l’auto si schianta e si ferma. Il tuo corpo no.
Ci vuole forza per fermare questo slancio. Ma ecco il problema. La corrente deve funzionare per un certo periodo di tempo.
L’incidente è avvenuto rapidamente. L’auto si fermò immediatamente. non lo sai. C’era poco tempo per reagire. L’obiettivo del sistema di ritenuta supplementare (SRS) è ridurre la velocità a zero. Niente può spezzarti in questo processo.
La possibilità di un airbag è piccola. Ci vuole meno di un secondo. E lo spazio tra il viso e la maniglia è limitato. Se lo obblighi a fermarsi, potresti rimanere ferito. Puoi sopravvivere se rallenti costantemente. È tutta una questione di equilibrio.
Successivamente, diamo un’occhiata ai componenti. E come quel cuscino si riempie in pochi millisecondi.
Gonfiaggio dell’airbag
Come funzionano davvero gli airbag
L’obiettivo non è bloccarti. Questo perché rallenta le cose. ugualmente. Meno di 1 secondo.
Tre componenti risolvono questo problema. Questi lavorano insieme per impedire agli utenti di accedere alla dashboard.
La confezione è molto semplice. Tessuto di nylon sottile. Piegalo in modo sicuro in una nuova posizione, come il volante, il cruscotto, il sedile o la portiera. Lì sta aspettando. Silenzio.
Definisce quando viene attivato il sensore. L’espansione inizia quando la forza d’impatto corrisponde a colpire un muro di mattoni ad una velocità di 16-24 km/h. La frizione meccanica cambia. Cambiamento enorme. I contatti elettrici sono chiusi. Il sistema sa che si è verificato un crash.
Si basa sull’accelerometro integrato nel microchip. Misurare la decelerazione. Diventa abbastanza chiaro e il segnale scompare.
Il sistema di gonfiaggio si fa carico del lavoro pesante. Mescolare sodio azide (NaN3) e nitrato di potassio (KNO3). Questa reazione produce azoto. L’aria calda del gas riempie il sacco. Velocemente.
Gli airbag non si limitano ad attivarsi. Lo calcolerà per te.
Cosa succede se lo schianto è troppo morbido? Non è successo niente. E se fosse troppo difficile? Il gas riempie la borsa in millisecondi. Quindi svuotare il sacchetto. Scivoli in avanti. lentamente. controllato.
Ecco perché gli airbag sono progettati per sgonfiarsi in caso di collisione. Non sono scudi. Un cuscino con un timer.
La fisica dello spiegamento
I primi tentativi di installare gli airbag nelle automobili hanno dovuto affrontare sfide tecniche e di costi. Il problema principale è il gas compresso. Memorizzarlo. Rilasciandolo. Farlo in sicurezza.
I ricercatori hanno dovuto porre domande difficili.
È davvero possibile installare un serbatoio di benzina in un’auto senza distruggere gli interni? Il serbatoio può mantenere la pressione per più di un decennio senza perdite o esplosioni? Ancora più importante, come riempire la borsa abbastanza velocemente da salvare una vita senza che un’esplosione mandi in frantumi il parabrezza?
Anche i cambiamenti di temperatura sono un incubo. Il freddo rallenta le reazioni chimiche. Il calore li accelera. Trovare una via di mezzo che funzioni tra -20°F e 120°F può sembrare inizialmente impossibile.
La soluzione non è solo avere un acquario più grande. Questa è chimica. Più specificamente, è un propellente solido che brucia ad alte temperature e ad alta velocità.
I propellenti solidi prendono il sopravvento
I serbatoi del gas erano esauriti. Sono pesanti, costosi e occupano troppo spazio. L’industria è passata ai propellenti solidi. Pensatelo come un petardo all’interno di un modulo.
Quando il sensore rileva una collisione, un segnale elettrico attiva l’accenditore. Lo squib accende il propellente. Questo non è fumare nel senso tradizionale. Ecco una rapida analisi.
La reazione produce gas azoto. azoto puro. Inerte. Rispetto ad altri sottoprodotti, è sicuro inalare in alte concentrazioni.
Il volume del gas si espande immediatamente. La borsa si riempie. Meno di 0,03 secondi.
Perché l’azoto? Non reagisce con altre sostanze. Non supporta la combustione. E’ semplicemente… lì. In espansione.
La sfida è gestire questa espansione. Se il sacchetto si riempie troppo velocemente, potresti ammaccarti le costole. Troppo lento per essere utile.
Gli ingegneri hanno risolto il problema con lo sfiato. Un piccolo foro nella parte posteriore della borsa permette la fuoriuscita del gas quando il passeggero spinge la borsa. Questo attutisce il colpo. Trasforma una barriera rigida in un ammortizzatore dinamico.
Costo e complessità
Il passaggio ai propellenti solidi risolve ben più della semplice fisica. Ha tagliato i costi.
Non sono presenti serbatoi in acciaio ad alta pressione. Non sono necessarie valvole complicate. Tutto ciò che hai è il guscio di plastica, l’unità di gonfiaggio e la borsa stessa.
La produzione è più semplice. I moduli possono essere stampati e assemblati sulla stessa linea di produzione di altri componenti automobilistici.
Ma non è perfetto. Il propellente deve essere misurato accuratamente. Troppo e ottieni una forza eccessiva. Troppo poco e la borsa non si apre.
La coerenza è fondamentale. Ogni singola unità doveva funzionare.
I primi fallimenti hanno dato una lezione al settore. La semplicità vince. E in sicurezza, la semplicità funziona sempre.
Fattore esplosivo
Ricordate il botto assordante temuto dai ricercatori? E’ vero.
Se hai mai guardato un video di crash test, lo senti. Un suono “pop” tagliente. Come uno sparo.
Era il rumore del propellente che si accendeva e del sacchetto che si rompeva attraverso la sua confezione.
Il design moderno smorza questo. Il modulo è rivestito con materiale fonoassorbente. La sequenza di attivazione è stata regolata per ridurre al minimo gli shock acustici.
Ancora. È rumoroso.
Ma come si confronta con una frattura del cranio o una frattura del collo? Il rumore non ha importanza.
L’evoluzione dalle bombole di gas ai dispositivi di gonfiaggio a stato solido è stata un punto di svolta. Ha spostato gli airbag da un prototipo di lusso ad un equipaggiamento standard.
Devono trovare un modo per innescare una reazione chimica che produca azoto per l’espansione. I dispositivi di gonfiaggio a propellente solido hanno soddisfatto questa domanda negli anni ’70.
Questo sistema riflette un solido razzo. Propellente solido si accende e brucia molto rapidamente. Di conseguenza, viene prodotta una grande quantità di gas. Questo gas fa sì che il sacchetto esploda dalla sua posizione di conservazione. Può viaggiare a velocità fino a 200 mph (322 km/h). È più veloce di un batter d’occhio. In un secondo il gas fuoriesce attraverso piccoli fori. La borsa si sgonfia. Puoi muoverti di nuovo.
L’intera sequenza dura solo un venticinquesimo di secondo. Non c’è quasi abbastanza tempo per salvarti la vita. La sostanza polverosa all’interno? È amido di mais o talco. I produttori lo utilizzano per mantenere la borsa flessibile durante lo stoccaggio.
Comprendere le forze e le posizioni degli airbag
Fin dall’inizio gli esperti hanno avvertito che gli airbag richiedono l’uso della cintura di sicurezza. Questa tecnologia funziona solo in caso di collisioni frontali a velocità superiori a 10 miglia orarie (6 km/h). Le cinture di sicurezza proteggono dagli urti secondari, dai tamponamenti e dagli urti secondari. Anche con la tecnologia più recente, funziona solo se utilizzato con la cintura addominale/a spalla.
Se la distanza è troppo ravvicinata, la forza applicata potrebbe causare danni. I ricercatori hanno identificato i primi da 2 a 3 pollici (da 5 a 8 cm) di gonfiaggio della zona di rischio per gli airbag del conducente. Richiede 10 pollici (25 cm) di spazio libero. Misura la distanza dal centro del volante allo sterno.
Se sei seduto più vicino, regola la tua posizione.
- Spingere il sedile il più indietro possibile fino a raggiungere i pedali.
- Inclinare leggermente il sedile all’indietro. La maggior parte delle auto lo consente. Aiuta a raggiungere 10 pollici di spazio libero.
- Se il volante è regolabile, inclinare il volante verso il basso. In questo modo punterai la borsa verso il petto invece che verso la testa.
Norme per la sicurezza dei bambini e la dismissione
Per i bambini le regole cambiano. Un airbag può ferire o uccidere un bambino senza cintura seduto troppo vicino. Esiste inoltre il pericolo se il bambino viene sbalzato in avanti durante una frenata di emergenza.
Segui esattamente queste istruzioni:
- I bambini sotto i 12 anni devono viaggiare sul sedile posteriore. Utilizzare un sistema di ritenuta per bambini correttamente installato e adatto all’età.
- Se un seggiolino per bambini rivolto all’indietro (di età inferiore a 1 anno e di peso inferiore a 10 kg) è dotato di airbag, non sedersi mai sul sedile del passeggero anteriore.
- Se il tuo bambino ha almeno 1 anno sul sedile anteriore, utilizza un seggiolino rivolto in avanti, un rialzo o una cintura di sicurezza adeguata. Spostare il sedile il più indietro possibile.
Alcuni proprietari potrebbero richiedere la disattivazione dell’airbag. Questo viene spiegato di seguito.
Nel 1997, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) dovette affrontare una dura realtà. Gli airbag non salvano solo vite umane. stavano uccidendo persone più piccole. Driver più brevi. La forza di dispiegamento era troppo elevata per tutti i presenti nella cabina. Ecco perché hanno rilasciato la regola finale. Ciò consente ai produttori di depotenziare gli airbag dal 20 al 35%. Meno violento. Meglio per i più vulnerabili.
Ma questo non basta per tutti. Alcune persone non riescono a sedersi abbastanza lontano. Alcuni potrebbero richiedere seggiolini per bambini rivolti all’indietro perché i sedili posteriori non esistono o non sono pratici. hanno aperto la porta per gli interruttori on/off.
Questi non sono standard. Si tratta di strumenti speciali rivolti a specifici gruppi a rischio. Non potevi semplicemente premere un interruttore perché eri nervoso. È necessaria l’autorizzazione.
Chi ha diritto alla disattivazione?
Le regole sono rigide. È necessario inserire uno di questi gruppi per ricevere una lettera di autorizzazione da NHTSA. Senza quella lettera, l’officina non l’avrebbe toccata.
Sia per conducente che per passeggero:
Una condizione di salute in cui il rischio di attivazione dell’airbag supera il rischio di incidente stesso. Pensa a gravi deformità toraciche o ad altre carenze fisiche in cui la forza della borsa è più pericolosa.
Lato conducente:
Questo riguarda la geometria. Se non ti trovi ad almeno 10 pollici (25,4 cm) dal centro della copertura dell’airbag del conducente per poter utilizzare correttamente l’auto, potresti essere coperto. Problemi medici oltre a questo vincolo spaziale.
Lato passeggero:
Ci sono due scenari principali qui.
1. Trasportare i bambini nei seggiolini auto rivolti in avanti e all’indietro. Questo è il caso se l’auto non ha un sedile posteriore, il sedile posteriore è troppo piccolo per il sedile o se è necessario monitorare costantemente la salute del bambino.
2. I bambini di età compresa tra 1 e 12 anni devono viaggiare sul sedile anteriore. Anche in questo caso, solo se non sono presenti i sedili posteriori, il numero di bambini supera la capienza dei sedili posteriori, oppure se è necessaria una costante supervisione medica.
Presta attenzione al modello. Questo non ha nulla a che fare con la comodità. Questo perché i veicoli non sono fisicamente in grado di soddisfare la distanza di sicurezza e le esigenze mediche di emergenza e non hanno lo spazio per soddisfare i protocolli di sicurezza standard.
L’ostacolo delle scartoffie
Se pensi che sia un viaggio facile al banco ricambi, ti sbagli. Sono necessari alcuni processi.
Per prima cosa avrai bisogno dell’opuscolo NHTSA, Airbag e interruttori: informazioni per prendere decisioni informate. Oltre a questo è necessario anche il modulo di Richiesta Accensione-Spegnimento Airbag *.
Dove posso trovarli?
– Il sito web dell’NHTSA.
-Club dell’AAA.
– Concessionari di auto nuove.
– Dipartimento di Stato dei veicoli a motore.
Si prega di compilare il modulo. Inviato a NHTSA per la revisione. Se accettato, riceverai una lettera di accettazione. Porta questa lettera a un’officina riparazioni.
Parla con un rivenditore o un professionista prima di iniziare il lungo processo di documentazione. Controlla se Switch è disponibile per una marca e un modello specifici. In caso contrario, il processo potrebbe essere diverso.
Requisiti di adeguamento
Se desideri installare un interruttore di accensione/spegnimento retrofit, la legge federale non perdona. L’interruttore deve essere azionato da una chiave. Nessuna sciocchezza senza chiave. Dovrebbe anche avere una spia che indichi se le borse sono accese o spente.
Queste funzionalità di sicurezza non sono opzionali. Previene la disattivazione accidentale. Ti assicurano di conoscere lo stato del tuo sistema di sicurezza passiva.
Che dire delle condizioni mediche?
È qui che le persone si confondono. Solo perché hai un problema medico non significa che il tuo airbag debba attivarsi.
Un gruppo di medici della Conferenza nazionale sulle indicazioni mediche per la disattivazione degli airbag ha esaminato la marea di lettere inviate alla National Highway Traffic Safety Administration. Si sono concentrati sulle lamentele comuni. Hanno detto no a molte persone.
I prerequisiti sono:
– pacemaker
– Indossare gli occhiali
– Angina pectoris
– enfisema
– Asma
– Precedente mastectomia
– Hai già subito un intervento chirurgico alla schiena o al collo
– vecchiaia
– Osteoporosi
-artrite
– Gravidanza
Questi non possono essere disabilitati. Il rischio di attivazione dell’airbag è ancora considerato inferiore al rischio di incidente senza airbag. Gli airbag sono progettati per attivarsi con una forza sufficiente a superare la resistenza. Nella maggior parte delle situazioni, questa forza è gestibile.
La regola dei 10 pollici
Anche se l’interruttore è lì, non spegnerlo a meno che non sia necessario. Se riesci a sederti indietro di 10 pollici, resta fermo.
Gli airbag sono dispositivi altamente esplosivi. Questo non è un cuscino. Buffer di gas creato in millisecondi. Se avvicinata, la pressione può causare gravi fratture facciali, lesioni agli occhi e lesioni interne.
Per coloro che non riescono a raggiungere questa distanza, ridurre la distanza è l’unica opzione logica. Il rischio di lesioni causate dal bagaglio è maggiore del rischio di collisione.
Fabbrica e cambiamento
Potresti notare la differenza qui. Gli interruttori installati in fabbrica sono consentiti in circostanze limitate. Solo se il veicolo non è dotato di sedile posteriore o se il sedile posteriore è troppo piccolo per un seggiolino per bambini rivolto all’indietro.
E gli autisti? in nessun modo. I produttori non sono autorizzati a installare interruttori airbag conducente sui nuovi veicoli.
Perché? NHTSA è preoccupata per una violazione del codice. Se ogni nuova auto avesse un interruttore sul cruscotto, la gente lo spegnerebbe per comodità. Avevano i piedi sul cruscotto. Si siedono molto vicini l’uno all’altro. Anche gli airbag sono un’opzione.
Sono anche preoccupati per le risorse ingegneristiche. La combinazione di interruttori e la riprogettazione dei cruscotti distrae dallo sviluppo di sistemi airbag più sicuri e avanzati. È meglio rendere gli airbag più sicuri per tutti piuttosto che facilitare la fuga delle persone.
Eccezioni individuali
E se l’auto è vecchia? Cosa succede se il produttore non offre un interruttore di accensione/spegnimento retrofit?
NHTSA rilascia un permesso caso per caso. Anche se i criteri sono soddisfatti, la licenza può comunque essere concessa se sul mercato non sono disponibili switch approvati. Questa non è una garanzia. Questo è un processo di revisione.
Ma esiste una regola assoluta. Non tentare di disattivare da soli l’airbag.
Questo non è un progetto fai-da-te. Il modulo airbag contiene esplosivi. Se non maneggiato correttamente, potresti ferire te stesso o gli altri. Questo sistema si basa su tempi precisi e integrità elettrica. Non abbiamo gli strumenti per replicarlo.
Gli airbag sono un’ingegneria seria. Può salvare vite umane. Ma per alcune persone è pericoloso. Le regole di disattivazione riflettono questa tensione. C’è una ragione per la sua durezza. Bilanciano le esigenze di protezione di molti con le esigenze di sopravvivenza di pochi.
Il futuro degli airbag
La discussione non si è fermata qui. Man mano che i sensori diventano più intelligenti. Man mano che le fotocamere migliorano. Si sono sviluppati anche gli airbag. Ma questa è un’altra storia.
Millisecond Math per la protezione dagli impatti laterali
Le collisioni laterali causano il 30% di tutti gli incidenti, ma il 40% provoca lesioni gravi. Fino a poco tempo fa, l’industria automobilistica si concentrava sulle collisioni anteriori e posteriori. Questo sta cambiando. Le case automobilistiche hanno rinforzato i telai delle porte e le strutture del tetto, ma la vera innovazione sono gli airbag laterali.
Gli airbag frontali sono facili. Il paraurti, il cofano e il motore assorbono l’energia iniziale. Occorrono 30-40 millisecondi perché questa forza venga trasmessa al passeggero. Gli impatti collaterali sono terribili. Non ci sono zone di deformazione. Ci sono solo porte sottili e pochi centimetri tra te e le altre auto. Gli airbag devono attivarsi entro 5-6 millisecondi. Questa è la differenza tra la vita e la morte.
Design con schienale del sedile e design con montaggio sulla portiera
Gli ingegneri Volvo hanno deciso che il montaggio sullo schienale fosse la soluzione migliore. Protegge i passeggeri di tutte le taglie indipendentemente dalla posizione di seduta. Hanno installato un sensore meccanico nel cuscino del sedile che funge da trigger. Ciò impedisce il gonfiaggio dell’airbag sul lato non interessato. Inoltre impedisce attivazioni inutili dovute a collisioni minori con pedoni o ciclisti. Affinché questi dispositivi si attivino, la collisione deve avvenire a una velocità di circa 12 miglia orarie (19 km/h).
La BMW ha scelto un’altra strada. Hanno scelto gli airbag montati sulle portiere. Il telaio della porta aggiunge volume. Questo può ospitare borse più grandi e copre un’area più ampia.
Protezione della testa: ITS e airbag a tendina
Il rischio maggiore nelle collisioni laterali è il trauma cranico. Gli airbag per la testa sono conosciuti come struttura tubolare gonfiabile (ITS) e sembrano lunghe salsicce. Rimane in aria per circa 5 secondi. Ciò impedisce impatti secondari o terzi. Funziona in combinazione con gli airbag laterali per proteggere i passeggeri.
Un’altra opzione è l’airbag a tendina. Lo scopo di entrambi i sistemi è impedire che le teste colpiscano i finestrini o si intromettano nei componenti del veicolo. La scienza è ancora nuova. I progressi stanno avvenendo rapidamente man mano che i progettisti analizzano i dati sugli incidenti nel mondo reale e migliorano questi vantaggi salvavita.
