Подушки безопасности

Подушка безопасности — это устройство пассивной безопасности транспортного средства, предназначенное для смягчения удара водителя и пассажиров о элементы салона (руль, панель приборов, стёкла, стойки) при столкновении. Подушка безопасности представляет собой эластичную оболочку, которая в момент аварии наполняется газом за доли секунды, образуя упругую преграду между телом человека и твёрдыми частями кузова. Входит в состав системы пассивной безопасности автомобиля наряду с ремнями безопасности, преднатяжителями и ограничителями усилия ремней.

История

Первые патенты на надувные устройства для защиты пассажиров при авариях появились ещё в 1950-х годах. В 1951 году американский изобретатель Джон Хетрик получил патент на «надувную подушку для защиты от ударов», однако практического применения его конструкция не нашла из-за сложности быстрого наполнения газом.

В 1960-х годах работы над подушками безопасности активизировались в США и Европе. В 1967 году инженер компании Ford Motor Аллен Брид создал прототип с электромеханическим датчиком удара. В 1971 году Ford выпустила экспериментальную партию автомобилей Ford Taunus с подушками безопасности, но серийное производство не началось из-за высокой стоимости и несовершенства системы.

Первым серийным автомобилем с подушкой безопасности для водителя стал Mercedes-Benz W126 (S-класс), представленный в 1980 году. В 1987 году компания Porsche установила подушки безопасности для водителя и переднего пассажира на модель Porsche 944 Turbo. В 1990-х годах подушки безопасности стали обязательным элементом оснащения новых автомобилей в США, а затем и в Европе. В России требования к обязательному оснащению подушками безопасности были введены для всех новых легковых автомобилей с 2007 года.

Устройство и принцип действия

Система подушки безопасности состоит из трёх основных компонентов:

• Датчики удара (акселерометры, контактные датчики, датчики давления) — фиксируют резкое замедление автомобиля или деформацию кузова. Располагаются в передней части автомобиля, по бокам, а также в блоке управления.
• Блок управления (электронный модуль) — обрабатывает сигналы от датчиков, определяет силу и направление удара, принимает решение о срабатывании конкретных подушек. Современные блоки способны различать типы столкновений (фронтальное, боковое, опрокидывание) и регулировать силу раскрытия.
• Газогенератор (пиропатрон) — устройство, которое при подаче электрического импульса воспламеняет твёрдое топливо (обычно азид натрия NaN₃), выделяя большой объём газа (преимущественно азота). Газ мгновенно заполняет свёрнутую оболочку подушки.

Время срабатывания подушки безопасности составляет от 20 до 50 миллисекунд после начала удара. Скорость раскрытия — до 300 км/ч. После наполнения подушка начинает стравливать газ через специальные отверстия, чтобы смягчить удар и не допустить травмирования человека отскоком. Полное сдувание происходит за 0,1–0,3 секунды.

Классификация

Подушки безопасности классифицируются по месту установки, по направлению раскрытия и по типу транспортного средства.

По месту установки

• Фронтальные подушки — для водителя (встроена в ступицу рулевого колеса) и переднего пассажира (встроена в панель приборов). Могут быть одноступенчатыми (раскрываются с полной силой) или двухступенчатыми (регулируют силу раскрытия в зависимости от тяжести удара и веса пассажира).
• Боковые подушки — защищают грудную клетку и таз при боковом ударе. Устанавливаются в спинках передних и задних сидений, реже — в дверных панелях.
• Шторки безопасности (надувные шторки) — защищают голову пассажиров при боковом ударе и опрокидывании. Раскрываются вдоль боковых стёкол от передней до задней стойки. Могут оставаться надутыми до 6 секунд для защиты при многократных ударах.
• Коленные подушки — расположены под рулевой колонкой или перед панелью приборов, защищают колени и голени водителя и переднего пассажира.
• Центральная подушка — устанавливается между передними сиденьями (в спинке или подлокотнике), предотвращает столкновение голов водителя и пассажира при боковом ударе.
• Подушки для задних пассажиров — могут быть фронтальными (в спинках передних сидений) или боковыми (в задних дверях или стойках).

По типу транспортного средства

• Автомобильные — наиболее распространённый тип.
• Мотоциклетные — встраиваются в куртку или в мотоцикл (например, подушка на баке).
• Авиационные — устанавливаются в самолётах (например, на ремнях безопасности в бизнес-классе) и вертолётах.
• Для спецтехники — применяются в гоночных автомобилях, военной технике, строительных машинах.

Применение и эффективность

Подушки безопасности являются обязательным элементом пассивной безопасности для всех новых легковых автомобилей, продаваемых в большинстве стран мира. Согласно исследованиям Национальной администрации безопасности дорожного движения США (NHTSA), фронтальные подушки безопасности снижают риск гибели водителя при лобовом столкновении на 29 %, а риск гибели переднего пассажира — на 32 %. Боковые подушки и шторки снижают риск смертельного исхода при боковом ударе на 37–52 % в зависимости от типа транспортного средства.

Эффективность подушек безопасности напрямую зависит от использования ремней безопасности. Без пристёгнутого ремня подушка может нанести серьёзные травмы (переломы шеи, сотрясение мозга, ожоги от газов), так как тело человека не фиксировано и ударяется о раскрывающуюся подушку с большой силой. В большинстве стран эксплуатация автомобиля с отключёнными подушками безопасности запрещена.

Ограничения и недостатки

• Подушки безопасности рассчитаны на одноразовое использование. После срабатывания требуется замена всего модуля (газогенератора и оболочки).
• Срабатывание подушки сопровождается громким хлопком (до 160 дБ) и выбросом порошкообразных продуктов сгорания (тальк, крахмал, оксиды металлов), что может вызвать временное ухудшение слуха и раздражение дыхательных путей.
• Подушки неэффективны при столкновениях на малой скорости (до 15–20 км/ч) и при ударах сзади.
• При неправильной посадке (например, водитель сидит слишком близко к рулю) подушка может нанести травмы лица, глаз и грудной клетки.
• Дети до 12 лет не должны находиться на переднем сиденье с активной подушкой безопасности — при раскрытии она может нанести смертельные травмы. Для перевозки детей используются специальные кресла, устанавливаемые на заднем сиденье, а при необходимости установки детского кресла спереди подушка отключается.

Интересные факты

• Первая в мире подушка безопасности для мотоциклиста была разработана шведской компанией Hövding в 2005 году и представляла собой надувной воротник, раскрывающийся при падении.
• В 2012 году компания Mercedes-Benz представила подушку безопасности, встроенную в ремень безопасности заднего пассажира — она раскрывается вдоль груди и таза, снижая нагрузку на рёбра.
• В 2020 году компания ZF Friedrichshafen разработала подушку безопасности для пешеходов, которая раскрывается снаружи автомобиля при неизбежном наезде, смягчая удар головы о капот и лобовое стекло.
• В некоторых моделях автомобилей (например, Toyota Mirai) подушки безопасности могут срабатывать при опрокидывании, даже если не было удара — на основе данных датчиков крена.

Правовое регулирование в России

В Российской Федерации требования к оснащению автомобилей подушками безопасности регулируются Техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011). Согласно регламенту, все новые легковые автомобили, выпускаемые в обращение на территории Евразийского экономического союза, должны быть оснащены фронтальными подушками безопасности для водителя и переднего пассажира. Для автомобилей, произведённых до вступления регламента в силу, обязательность не установлена, но при проведении технического осмотра наличие и исправность подушек безопасности проверяются в соответствии с конструкцией транспортного средства.

Эксплуатация автомобиля с неисправными или отключёнными подушками безопасности не является прямым нарушением ПДД, однако при ДТП отсутствие сработавшей подушки может быть расценено как техническая неисправность, влияющая на безопасность, что влечёт административную ответственность по статье 12.5 КоАП РФ.