Подушки безопасности являются важным атрибутом современного автомобиля. Они способны спасти жизнь человека даже в серьезной аварии. По современным канонам безопасности автомобиль, не оснащенный подобным спасательным средством становится опасным даже для опытного автовладельца.
Как работают подушки безопасности с точки зрения физики
Первое сообщение об изобретении так называемой «воздушной подушки» появилось в далеком 1969 году. Казалось бы, это новомодное изобретение должно было бы произвести революцию в области безопасности автомобилей. Однако этого не произошло. Потребовалось почти два десятилетия, чтобы прекратились споры о необходимости установки подушки безопасности во все автомобили.
Идея подушки безопасности заключается в использовании физических законов. При лобовом столкновении происходит быстрая остановка автомобиля, а тело водителя продолжает движение по инерции. Из второго закона Ньютона следует, что его импульс тела сохраняется до тех пор, пока не подействует внешняя сила. Такой внешней силой является воздействие со стороны рулевого колеса, лобового стекла или приборной панели. Подушка безопасности не просто смягчает удар, а увеличивает время воздействия, распространяя его на большую площадь тела. Она очень быстро надувается, а затем также быстро сдувается, уменьшая постепенно скорость тела водителя до нуля.
Механизм работы подушек безопасности
В комплект системы подушки безопасности входит: акселерометр, электронный блок, нагревательный элемент, заряд взрывчатого вещества и надувной мешок.
При лобовом столкновении происходит быстрое изменение скорости автомобиля за очень короткое время, и акселерометр отслеживает быстроту изменения скорости автомобиля. Он запускает электронный блок, который в свою очередь замыкает цепь с нагревательным элементом. Далее воспламеняется заряд и при взрыве выделяется газообразный азот, который надувает пластиковую подушку безопасности, встроенную в рулевую колонку, приборную панель или в автомобильную дверь. Весь этот процесс занимает 0,04 секунды.
Сразу после раскрытия, подушка начинает сдуваться, так как газ выходит через небольшие отверстия в ее оболочке. Важно, чтобы подушка начала сдуваться до касания ее головой, чтобы смягчить удар. В противном случае голова человека отскочит от надутой подушки и позвоночник в шейном отделе получит серьезную травму.
Иногда из подушки начинают выходить струйки белого порошка. Это тальк, который сохраняет эластичность подушки во время длительного хранения. Но большинство современных автомобилей оснащаются подушкой безопасности с силиконовым покрытием, что делает ненужным использование талька.
