Bir Enzo Ferrari'nin kalıntılarının içinde konuşlandırılmış hava yastığı.
Yıllarca, güvenilir emniyet kemeri arabalarımızda tek pasif kısıtlama biçimini sağladı. Güvenlikleri hakkında, özellikle çocuklarla ilgili tartışmalar vardı, ancak zamanla ülkenin çoğu zorunlu emniyet kemeri yasalarını kabul etti. İstatistikler, emniyet kemerlerinin kullanımının çarpışmalarda kaybolabilecek binlerce hayatı kurtardığını göstermiştir.
Emniyet kemerleri gibi, hava yastığı kavramı - bir kazaya karşı inmek için yumuşak bir yastık - uzun yıllardır var. Uçaklar için şişme bir çarpışma aracının ilk patenti II. Dünya Savaşı sırasında yapıldı. 1980lerde otomobillerde ilk ticari hava yastıkları ortaya çıktı.
1998 model yılından bu yana, Amerika Birleşik Devletleri'nde satılan tüm yeni otomobillerin hem sürücü hem de yolcu taraflarında hava yastıkları olması gerekiyordu. (Light kamyonlar 1999'da kurala girdi.) Bugüne kadar, istatistikler, hava yastıklarının doğrudan bir cephe kazasında ölme riskini yaklaşık yüzde 30 oranında azalttığını göstermektedir. Sonra koltuk monteli ve kapıya monte edilmiş yan hava yastıkları geldi. Bugün, bazı arabalar altı veya hatta sekiz hava yastığına sahip olmak için çift hava yastıklarına sahip olmanın çok ötesine geçiyor. İlk yıllarında emniyet kemeri kullanımını çevreleyen aynı tartışmalardan bazılarını uyandıran hava yastıkları, ciddi hükümet ve endüstri araştırmalarına ve testlerine konu olmuştur.
Bu yazıda, hava yastığının arkasındaki bilimi, cihazın nasıl çalıştığını, sorunlarının ne olduğunu ve teknolojinin buradan nereye gittiğini öğreneceksiniz.
Kategori: Önerge Yasaları
Ayrıntılara bakmadan önce, hareket yasaları hakkındaki bilgimizi gözden geçirelim. İlk olarak, hareketli nesnelerin momentum olduğunu biliyoruz (kitlenin ürünü ve bir nesnenin hızı). Bir dış güç bir nesneye çarpmadıkça, nesne mevcut hızında ve yönünde hareket etmeye devam edecektir. Arabalar, aracın kendisi, arabadaki gevşek nesneler ve tabii ki yolcular da dahil olmak üzere çeşitli nesnelerden oluşur. Bu nesneler kısıtlanmazsa, arabanın çarpışmasıyla durdurulsa bile, arabanın hangi hızda hareket ettiği hızda hareket etmeye devam edeceklerdir.
Bir nesnenin momentumunu durdurmak, bir süre boyunca hareket etmek için kuvvet gerektirir. Bir araba düştüğünde, bir nesneyi durdurmak için gereken kuvvet çok büyüktür, çünkü yolcular yokken aracın momentumu anında değişti - çalışmak için çok fazla zaman yok. Herhangi bir ek kısıtlama sisteminin amacı, yolcunun ona mümkün olduğunca az zarar verirken durdurmasına yardımcı olmaktır.
Bir hava yastığını yapmak istediği, yolcunun hızını çok az hasarla veya hiç zarar görmeden sıfıra yavaşlatmaktır. İçinde çalışması gereken kısıtlamalar çok büyük. Hava yastığı, yolcu ile direksiyon simidi veya gösterge paneli arasındaki boşluğa ve çalışmak için bir saniyenin bir kısmına sahiptir. Bununla birlikte, bu minik miktarda alan ve zaman bile, sistem yolcuyu hareketine ani bir durmaya zorlamak yerine eşit derecede yavaşlatabilirse.
Bir sonraki bölümde, bir hava yastığının parçalarına bakacağız ve nasıl şiştiğini göreceğiz.
Hava yastığı enflasyonu
Bir hava yastığının amacı, yolcunun ileri hareketini bir saniyenin bir kısmında mümkün olduğunca eşit derecede yavaşlatmaktır. Bir hava yastığının bu başarısını gerçekleştirmeye yardımcı olan üç parça vardır:
Çantanın kendisi, direksiyon simidine veya gösterge paneline veya daha yakın zamanda koltuğu veya kapıya katlanmış ince, naylon bir kumaştan yapılmıştır.
Sensör, çantanın şişirilmesini söyleyen cihazdır. Enflasyon, saatte 10 ila 15 mil (saatte 16 ila 24 km) bir tuğla duvara koşmaya eşit bir çarpışma kuvveti olduğunda gerçekleşir. Bir elektrik temasını kapatan bir kütle kayması olduğunda mekanik bir anahtar döndürülür ve sensörlere bir çarpışmanın meydana geldiğini söyler. Sensörler, bir mikroçip içine yerleştirilmiş bir ivmeölçerden bilgi alır.
Hava yastığının enflasyon sistemi, azot gazı üretmek için potasyum nitrat (KNO3) ile sodyum azideyi (NON3) reaksiyona sokuyor. Azotun sıcak patlamaları hava yastığını şişirir.
Direksiyonda depolanan hava yastığı ve enflasyon sistemi.
Hava yastığını otomobillerde kullanılmak üzere uyarlamak için erken çabalar, basınçlı gazın depolanması ve serbest bırakılmasını içeren yasaklayıcı fiyatlara ve teknik engellere karşı çıktı. Araştırmacılar merak etti:
Bir benzin bidonu için arabada yeterli yer varsa
Gazın otomobilin ömrü için yüksek basınçta tutulup tutulmayacağı
Çanta, çeşitli çalışma sıcaklıklarında ve kulak bölmeli bir patlama yaymadan hızlı ve güvenilir bir şekilde genişlemek için nasıl yapılabilir?
Enflasyon sistemi sağlam bir itici ve bir ateşleyici kullanıyor.
Torbayı şişirecek azotu üretecek kimyasal bir reaksiyonu başlatmanın bir yoluna ihtiyaçları vardı. 1970lerde küçük katı itici şişkinler imdada yetişti.
Enflasyon sistemi sağlam bir roket güçlendiriciden farklı değildir (bkz. Roket Motorları detaylar için nasıl çalışır). Hava yastığı sistemi, torbayı şişirmek için büyük miktarda gaz oluşturmak için son derece hızlı bir şekilde yanan sağlam bir itici gücü tutuşturur. Çanta daha sonra kelimenin tam anlamıyla depolama alanından 200 mil / saate (322 km / saat) kadar patlar - bir göz açıp kapayıncaya kadar daha hızlı! Bir saniye sonra, gaz hızla çantadaki minik deliklerden dağılır, böylece çantayı söndürür, böylece hareket edebilirsiniz.
Tüm süreç saniyenin sadece yirmide beşinde gerçekleşse de, ciddi yaralanmayı önlemeye yardımcı olmak için ek süre yeterlidir. Bu arada, hava yastığından salınan tozlu madde, hava yastığı üreticileri tarafından poşetleri sabit tutmak ve depolanırken yağlanmış tutmak için kullanılan düzenli mısır nişastası veya talk pudrasıdır.
Daha sonra, özellikle çocuklar söz konusu olduğunda, hava yastıklarıyla ilgili bazı güvenlik uyarılarına bakacağız.
Hava Yastığı Güvenlik Endişeleri
Oto hava yastıklarının ilk günlerinden bu yana uzmanlar, hava yastıklarının emniyet kemerleriyle birlikte kullanılması gerektiği konusunda uyardı. Koltuk kemerleri hala tamamen gerekliydi, çünkü hava yastıkları sadece 10 mil / saat (6 km / s) daha fazla meydana gelen ön uç çarpışmalarda çalıştı. Sadece emniyet kemerleri yan kaydırmalara ve kazalarda yardımcı olabilir (yarıya monte edilmiş hava yastıkları şimdi daha yaygın hale gelse de), arka uç çarpışmaları ve ikincil darbeler. Teknoloji ilerledikçe bile, hava yastıkları sadece bir tur / omuz emniyet kemeri ile kullanıldığında etkilidir.
Bir hava yastığının, ona çok yakın olanlara zarar verebileceğini öğrenmek uzun sürmedi. Araştırmacılar, sürücü hava yastıkları için risk bölgesinin enflasyonun ilk 2 ila 3 inç (5 ila 8 cm) olduğunu belirledi. Bu nedenle, sürücü hava yastığınızdan kendinize 10 inç (25 cm) yerleştirmek size net bir güvenlik marjı verir. Direksiyonun merkezinden göğüs kemiğinize kadar bu mesafeyi ölçün. Şu anda 10 inçten daha az uzakta oturuyorsanız, sürüş pozisyonunuzu aşağıdaki şekillerde ayarlayabilirsiniz:
- Hala pedallara rahatça ulaşırken koltuğunuzu mümkün olduğunca arkaya taşıyın.
- Koltuğunuzun arkasını hafifçe yaslayın. Araba tasarımları değişse de, çoğu sürücü, koltuğun arkasını hafifçe yaslayarak sürücü koltuğu ile bile 10 inçlik mesafeyi elde edebilir. Koltuğa yaslanmak yolu görmeyi zorlaştırıyorsa, aracınızın koltuk kaldırma sistemini kullanarak kendinizi yükseltebilirsiniz (tüm arabalar buna sahip değildir!) Ya da aynı etkiyi elde etmek için sağlam, kaygan olmayan bir yastık.
- Hava yastığını, başınızın ve boynunuz yerine, direksiyonunuzu aşağı doğru yatırarak göğsünüze doğru işaret edin (bu sadece direksiyonunuz ayarlanabilirse çalışır).
Kurallar çocuklar için farklıdır. Bir hava yastığı, ona çok yakın oturan veya acil brakingfrenleme sırasında çizgiye doğru atılan, tokasız bir çocuğu ciddi şekilde yaralayabilir veya hatta öldürebilir. Uzmanlar aşağıdaki güvenlik noktalarının önemli olduğu konusunda hemfikir:
- 12 yaş ve altındaki çocuklar, arka koltukta uygun bir şekilde monte edilmiş, yaşa uygun bir araba koltuğunda tokalaşmış olmalıdır.
- Arkaya bakan çocuk koltuklarındaki bebekler (bir yaşın altında ve 20 pound / 10 kg ağırlığında) yolcu tarafındaki bir hava yastığına sahip bir arabanın ön koltuğuna asla binmemelidir.
- Bir yaşından büyük bir çocuk, yolcu tarafındaki bir hava yastığı ile ön koltuğa binmelidiryse, ön tarafa bakan bir çocuk güvenlik koltuğunda, güçlendirici bir koltukta veya uygun bir tur / omuz kemerinde olmalı ve koltuk mümkün olduğunca geriye hareket ettirilmelidir.
Çocuk araba koltukları hakkında daha fazla bilgi için, Araba Koltukları: Hızlı Gerçekler okuyun.
Bazı özel durumlarda, araba sahipleri hava yastıklarını devre dışı bırakma olanağı talep edebilir. Bir sonraki bölümde, hava yastığınızın devre dışı bırakılmasını istiyorsanız atılması gereken adımları tartışacağız.
Hava Yastığı Devre Dışı Bırakma
Çocuklarla ilgili endişelere - ve özellikle daha küçük insanlar - arızalı veya aşırı güçlü hava yastıkları tarafından öldürülüyor veya ciddi şekilde yaralananlara yanıt olarak, 1997'de Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi (NHTSA), otomobil üreticilerinin daha düşük güçlü hava yastıklarını kullanmasına izin vermek için son bir kural yayınladı. Bu kural, hava yastıklarının yüzde 20 ila 35 oranında güçlenmesine izin veriyor. Buna ek olarak, 1998'den başlayarak, onarım dükkanlarının ve bayilerin hava yastıklarının devre dışı bırakılmasına izin veren açma / kapama anahtarları kurmasına izin verildi. Araç sahipleri artık (NHTSA tarafından), arabalarındaki (veya arabalarının diğer kullanıcıları) bu özel risk gruplarından birine veya daha fazlasına düşerse, arabalarındaki bir veya her iki hava yastığı için takma / kapama anahtarları alma yetkisine sahip olabilirler:
- Hem sürücü hem de yolcu tarafları için - Hava yastığının konuşlandırılması riskinin bir hava yastığının yokluğunda çarpma riskini aştığı tıbbi durumları olan bireyler
- Sürücü tarafı için (tıbbi koşullara ek olarak) - Sürücü hava yastığı kapağının merkezinden en az 10 inç (25.4 cm) geri dönen arabalarını düzgün bir şekilde çalıştırmak için kendilerini konumlandıramayanlar
- Yolcu tarafı için (tıbbi durumlara ek olarak) - Arabanın arka koltuğu olmadığı için ön koltukta arkaya bakan bir çocuk kısıtlamasında bir bebeği taşıması gereken bireyler, arka koltuğa arkaya bakan bir çocuk koltuğunu barındıracak kadar küçüktür veya bir çocuğun tıbbi durumunu sürekli olarak izlemek gerekli olduğu için
- Yolcu tarafı için (tıbbi koşullara ek olarak) - (a) arabanın arka koltuğu olmadığı için ön koltukta bir ila 12 yaş arasında çocuk taşıması gereken bireyler, (b) araç sahibi arka koltuğa sığabilecekten daha fazla çocuk taşımalı veya (c) çünkü bir çocuğun sağlığını sürekli izlemek gerekir.
Aracınıza bir açma-kapama anahtarı yüklemek istiyorsanız, NHTSA'nın broşürünün bir kopyasına, "havaçaları ve On-Off Anahtarları: Bilgili Bir Karar İçin Bilgi" ve eşlik eden form, Airbag On-Off Switch İsteğiniz gerekir. Bunları NHTSA Web sitesinde, AAA kulüplerinde, yeni otomobil satıcılarında ve devlet motorlu taşıt departmanlarında bulabilirsiniz. NHTSA size bir tamirhaneye götürebileceğiniz bir yetki mektubu gönderecektir. (Tüm bunlarla uğraşmadan önce, arabanız için bir açma işlemi anahtarının mevcut olup olmadığını görmek için oto satıcınıza veya tamirhanenize danışmalısınız.) Bazı güçlendirme açma kapama anahtarları bulunabilir ve federal gereklilikler karşılanırsa kullanılabilir - anahtarlar bir anahtar tarafından çalıştırılmalı ve çantaların kapatılıp kapatılmadığını belirtmek için uyarı ışıkları ile donatılmalıdır.
Açıkçası, kapatma seçeneğiniz bile olsa, en az 10 inç arkada oturabilen sürücüler için hava yastığı bırakılmalıdır. Yapamayanlar için (yukarıda listelenen önerilerle bile), çanta kapatılabilir. Hava yastığı Deaktivasyon Ulusal Tıbbi Göstergeler Konferansı'ndaki bir grup doktor, NHTSA'ya mektuplarda yaygın olarak bildirilen tıbbi durumları, hava yastıklarını kapatmak için olası bir gerekçe olarak değerlendirdi. Bununla birlikte, aşağıdakiler gibi nispeten yaygın koşullar için hava yastıklarını kapatmanızı önermediler:
- Kalp pilleri
- Tenekeler
- Kategori: Ana
- Amfizemi
- Astım
- Mastektomi
- Daha önceki sırt veya boyun ameliyatı
- İleri yaş
- Osteoporoz
- Artrit
- Hamilelik
Genel olarak konuşursak, bir güçlendirme açma düğmesi yüklemeden hava yastığınızı devre dışı bırakamazsınız. Bununla birlikte, bir güçlendirme açma-kapama anahtarı henüz (araç üreticisinden) aracınız için mevcut değilse, NHTSA, uygun koşullar altında vaka bazında hava yastığı devre dışımasına yetki verecektir. Çantayı asla kendiniz devre dışı bırakmaya çalışmayın - unutmayın, bu yumuşak bir yastık değil! Bir duvar örter ve ne yaptığınızı bilmediğinizde size zarar verebilir.
Fabrikada kurulan on-off anahtarlara gelince, NHTSA, otomobil üreticilerinin sınırlı koşullar altında yeni araçlarda yolcu hava yastığı açma hatlarını açmasına izin veriyor - sadece aracın arka koltuğa sahip olmaması veya arka koltuğa arkadan bakan bir çocuk güvenlik koltuğunu barındıracak kadar küçükse. Ve üreticilerin şu anda sürücü hava yastığı için herhangi bir yeni araca açma işlemleri yapmalarına izin verilmiyor. Neden bu kurallar? NHTSA, tüm yeni araçlarda standart ekipman haline geleceklerinden korktukları için yaygın fabrikada kurulan on-off anahtarlara karşı karar verdi - risk altındaki gruplarda olmayan insanlar tarafından satın alınanlar bile. Ayrıca, on-off anahtarların yeni otomobillere (ve daha sonra enstrüman panellerinin yeniden tasarlanması) kaynakları daha güvenli, daha gelişmiş hava yastığı sistemlerinin geliştirilmesinden uzaklaştıracak bir şey olarak entegre edildiğini gördüler.
Hava yastıklarının geleceği
Hava yastıklarının hayat kurtaran faydalarını korumayı ve iyileştirmeyi amaçlayan faaliyetler tüm hızıyla devam ediyor. Yeni NHTSA destekli testler, dummyyeni bilgi ve araştırmaya dayalı olarak geliştirilmiş " kummy" yaralanma kriterlerini kullanır.
Yakın zamana kadar, otomatik güvenlikte yapılan adımların çoğu, kazalardan kaynaklanan tüm ciddi yaralanmaların yüzde 40'ı yan darbelerin sonucu olmasına ve tüm kazaların yüzde 30'u yan çarpma çarpışmaları olmasına rağmen, ön ve arka darbelerdeydi. Birçok otomobil üreticisi bu istatistiklere (ve ortaya çıkan yeni standartlara) kapıları, kapı çerçevelerini ve zemin ve çatı bölümlerini güçlendirerek yanıt verdi. Ancak şu anda yan hava yastıkları sunan otomobiller yeni yolcu koruma dalgasını temsil ediyor. Mühendisler, etkili yan hava yastıkları tasarlamanın ön hava yastıkları tasarlamaktan çok daha zor olduğunu söylüyor. Bunun nedeni, ön darbeli bir çarpışmadan elde edilen enerjinin çoğunun tampon, kapüşon ve motor tarafından emilmesidir ve otomobilin sakinine ulaşmadan önce neredeyse 30 ila 40 milisaniye sürer. Bir yan darbede, sadece nispeten ince bir kapı ve birkaç santim yolcuyu başka bir araçtan ayırır. Bu, kapıya monte edilmiş yan hava yastıklarının sadece beş veya altı milisaniye içinde konuşlanmaya başlaması gerektiği anlamına gelir!
Volvo mühendisleri, yan hava yastıklarını monte etmenin farklı yollarını denediler ve koltuk arkası kurulumunu seçtiler, çünkü bu, koltuğun nasıl konumlandırıldığına bakılmaksızın her boyuttaki yolcuyu korur. Bu düzenleme, sürücü ve ön yolcunun altındaki koltuk minderlerinin yanlarına tetikleyici bir mekanik sensör yerleştirmelerini sağlar. Bu, otomobilin hasarsız tarafındaki hava yastığının şişirilmesini önler. Tüm hava yastığı paketini koltuk sırtına yüklemek, yayalar veya bisikletlerle çarpışmalardan kaynaklanabilecek gereksiz dağıtımları önleme avantajını da sunar. Yan hava yastıklarını tetiklemek için yaklaşık 12 mil (19 kph) çarpışma gerektirir.
BMW mühendisleri kapıya monte edilmiş hava yastıklarını seçti. Kapı daha fazla alana sahiptir ve daha fazla kapsama alanı sağlar.
Baş hava yastığı veya Şişme Boru Yapısı (ITS), biraz büyük bir sosis gibi görünüyor ve diğer hava yastıklarının aksine, ikinci veya üçüncü etkilere karşı koruma sağlamak için yaklaşık beş saniye şişirilmek üzere tasarlanmıştır. Yan hava yastığı ile çalışan ITS'nin bazı yan çarpışmalarda daha iyi koruma sağlaması gerekiyor. Yan etkilerde kafa koruması için bir diğer seçenek perde hava yastığıdır.
Tüm bunlar, hava yastıkları biliminin hala yeni ve hızlı bir şekilde geliştirilmekte olduğunu açıkça ortaya koyuyor. Tasarımcılar yeni fikirler buldukça ve gerçek dünya çökme verilerinden öğrendikçe bu alanda birçok ilerleme bekleyebilirsiniz.
Hava yastıkları ve ilgili konular hakkında daha fazla bilgi için bir sonraki sayfadaki linklere göz atın.
