Подушка безопасности
Поду́шка безопа́сности, надуваемая газом подушка, встроенная в рулевое колесо, приборную панель, дверь, крышу и/или сиденье автомобиля, использует датчик удара, чтобы вызвать быстрое расширение газообразного азота, содержащегося внутри подушки, который выскакивает при ударе, создавая защитный барьер между пассажирами и твёрдыми поверхностями. Механизм надувания подушки безопасности скрыт внутри выступа рулевого колеса или приборной панели за пластиковыми клапанами или дверцами, которые предназначены для открывания под действием силы надувания тканевого мешка. Как только достигается необходимый порог, блок управления запускает подушку безопасности с помощью воспламенения газогенераторного топлива для быстрого надувания тканевого мешка. При столкновении пассажира с подушкой безопасности мешок сжимается и газ выходит через небольшие вентиляционные отверстия. Размер вентиляционных отверстий и объём подушки безопасности разрабатываются отдельно для каждого типа транспортного средства, для того чтобы обеспечить безопасное распределение замедления и усилия, испытываемое пассажиром по всему телу по сравнению с ремнём безопасности. Сигналы от датчиков поступают в блок управления подушки безопасности, который определяют угол удара, силу столкновения, а также другие переменные. Блок управления подушкой безопасности может запускать до 32 контуров срабатывания и управлять 12 интерфейсами датчиков. В премиум-сегменте предусмотрена возможность расширения блоков управления для запуска до 48 контуров срабатывания и управления до 18 интерфейсами датчиков. Срабатывание подушки безопасности при лобовом столкновении осуществляется в течение 15–30 мс после начала столкновения. Расстояние между пассажиром и приборной панелью обычно большее, поэтому габариты подушки безопасности и объём газа для пассажира больше. Обычная подушка безопасности со стороны водителя содержит примерно 50–80 г NaN3, а большая подушка безопасности со стороны пассажира содержит около 250 г. В течение примерно 40 мс после удара все эти компоненты вступают в три отдельные реакции, в результате которых образуется газообразный азот.
Подушки безопасности делятся на два основных типа, предназначенных для фронтального и бокового удара. Усовершенствованные системы фронтальных подушек безопасности автоматически определяют, будут ли они надуваться со стороны водителя и со стороны пассажира и с каким уровнем мощности. Соответствующий уровень мощности основан на показаниях датчиков, которые определяют размер пассажира, положение сиденья, использование ремня безопасности пассажиром и серьезность аварии.
Подушки безопасности при боковом ударе – это надувные устройства, предназначенные для защиты головы и/или грудной клетки в случае серьёзной аварии, связанной с ударом о борт транспортного средства. Существует три основных типа защиты: от удара грудью (или туловищем), удара головой и комбинация голова – грудь.
На заре развития индустрии подушек безопасности американский изобретатель А. Брид получил патент на единственную доступную в то время технологию обнаружения столкновений. Брид изобрёл «датчик и систему безопасности», это была первая в мире электромеханическая автомобильная система подушек безопасности. Однако патенты предшественников датируются 1950-ми гг. Заявки на патент были поданы немецким инженером В. Линдерером и американским инженером Дж. Хетриком еще в 1951–1952 гг.
Подушка безопасности Линдерера была основана на системе сжатого воздуха, выпускаемого либо при контакте с бампером, либо водителем. Хетрик получил патент в 1953 г. на то, что он назвал «подушкой безопасности в сборе для автомобильных транспортных средств», также основанной на сжатом воздухе. Более поздние исследования, проведённые в 1960-х гг., доказали, что сжатый воздух не способен надувать подушки безопасности достаточно быстро.
В 1964 г. японский инженер Кобори Ясудзабуру разработал систему «защитной сетки» подушек безопасности, в которой использовалось взрывное устройство для запуска надувания подушек безопасности, за что он получил патенты в 14 странах. К сожалению, Кобори умер в 1975 г., так и не увидев, как его идеи нашли практическое или широкое применение.
В 1971 г. Ford Motor Company построила экспериментальный парк подушек безопасности. Автомобиль Oldsmobile Toronado 1973 г. выпуска был первым автомобилем с пассажирской подушкой безопасности, проданным широкой публике. В 1975–1976 гг. General Motors предложила вариант подушек безопасности со стороны водителя. В те годы также стали доступны кадиллаки с подушками безопасности водителя и пассажира.
Впоследствии Ford и General Motors потратили годы на лоббирование требований к подушкам безопасности, утверждая, что эти устройства просто нежизнеспособны. Однако в конце концов автомобильные гиганты поняли, что подушка безопасности никуда не пропадёт.
Несмотря на то что Chrysler ввел стандартную подушку безопасности со стороны водителя для своих моделей 1988–1989 гг. выпуска, подушки безопасности появились в большинстве американских автомобилей только в начале 1990-х гг. В 1994 г. TRW Automotive Holdings Corp. начала производство первой надуваемой газом подушки безопасности. В США подушки безопасности являются обязательными во всех новых автомобилях с 1998 г.
С развитием технологий автоматического вождения в транспортных средствах, ориентация сиденья, скорее всего, не будет фиксированной, а будет выполнена с возможностью поворота, например вперёд, назад, влево и вправо. Кроме того, пассажир, скорее всего, сможет принимать различные позы для сидения, такие как расслабленная поза с сильно откинутым сиденьем, и в таких ситуациях пассажир должен быть надлежащим образом защищен. Хорошо известны устройства боковых подушек безопасности, установленные на сиденьях транспортных средств, имеющих конструкцию, которая разворачивает подушки безопасности с одной или обеих сторон сиденья вперёд, позволяя удерживать пассажиров только в ограниченном диапазоне, и надлежащая защита пассажиров в различных положениях затруднена.