کیسه هوا | Airbag
ایربگ (Airbag) یا کیسه هوا در کنار ترمز ضد قفل (ABS) و کمربند ایمنی یکی از استانداردهای اجباری موجود در خودروهای امروزی است. در این نوشته مروری خواهیم داشت بر تاریخچه ایربگ و انواع و نحوه عملکرد کیسه هوا.
کیسهٔ هوا یا ایربگ یک وسیلهٔ ایمنی مدرن در خودروها است که در زمان تصادف خودرو پرباد شده و به شکل بالش میان سرنشین و بدنه خودرو در نقش حفاظی نرم قرار می‌گیرد. برخی از پژوهش‌ها نشان می‌دهد که اگر کمربند ایمنی بسته شود کیسهٔ هوا تا ۸ درصد امکان مرگ سرنشین را می‌کاهد. کیسه‌های هوا هرساله درحال ارتقا کارایی می‌باشد. امروزه کیسه‌های هوا بعد از برخورد خودرو با موانع سخت در کسری از ثانیه باد شده و میان سر و بدن سرنشینان با اجزاء درون خودرو حائل می‌شود. در این میان کمربند ایمنی با ایجاد شتاب منفی روی بدن مسافرین، باعث کاهش یافتن ضربه وارده می‌شود.
در دو دهه گذشته ، ایربگ یا کیسه های هوا به یکی از اصلی ترین و بنیادی ترین بخش های سیستم ایمنی خودروهای مدرن تبدیل شده‌اند. استفاده از این سیستم ایمنی موجب شده که جان بسیاری از سرنشینان خودرو ها در این مدت حفظ شده و یا آسیب های وارده کاهش یابد.
بر اساس گزارش آژانس ملی ایمنی بزرگراه‌های ایالات متحده آمریکا (National Highway Traffic Safety Administration یا به اختصار NHTSA) در سال 2014 میزان تلفات در تصادفات در بخش‌های جانبی خودرو در اتومبیل‌هایی که مجهز به کیسه هوای یا ایربگ جانبی و پرده‌ای بودند بیش از 41 درصد کمتر از مواردی بود که از این ویژگی سود نمی‌بردند.
بر اساس نتایج این گزارش، صدمات منجر به مرگ در تصادفات از جلو نیز در اتومبیل‌هایی که مجهز به کیسه هوای جلویی بودند، 63 درصد کمتر از خودروهایی بود که از ایربگ سود نمی‌بردند. این اعداد و آمار امیدوار کننده بوده و موجب دلگرمی دارندگان خودرو های مجهز به این قابلیت مهم و حیاتی خواهند شد. اما نحوه کار کیسه هوا یا ایربگ چیست و چه اتفاقی در کسری از ثانیه می افتند که موجب کاهش چشمگیر آسیب ها و تلفات وارده به راننده و سرنشینان می گردد؟ در این نوشته با توضیح اجمالی نحوه عملکرد کیسه های های موجود در خودروها و مرور تاریخچه ایربگ پاسخ مناسبی برای این سوالات و پرسش های مشابه خواهیم یافت.
قوانین حرکت
قبل از اینکه به جزئیات بپردازیم، بگذارید دانش خود را در مورد قوانین حرکت مرور کنیم. نخست می دانیم که اجسام در حال حرکت دارای مومنتوم یا تکانه هستند که حاصل ضرب جرم و سرعت آن جسم است. تا زمانی که یک خارجی به جسمی وارد نشود، آن جسم با سرعت و جهت فعلی خود حرکت می کند. اتومبیل ها از چندین جزء از جمله شاسی یا بدنه، اشیاء داخل اتومبیل و البته مسافر را تشکیل می دهند. اگر این اشیاء مهار نشوند، آنها با هر سرعتی که خودرو در حال حرکت است، به حرکت خود ادامه می دهند، حتی اگر ماشین با برخورد متوقف شود.
متوقف کردن حرکت یک شیء نیاز به اعمال نیرو در یک دوره زمانی خاص دارد. هنگامی که یک اتومبیل تصادف می کند، نیروی مورد نیاز برای متوقف کردن اجسام درون آن بسیار بزرگ است زیرا سرعت خودرو به دلیل تصادف در یک بازه زمانی خیلی کوتاه تغییر کرده است در حالی که این اتفاق برای سرنشینان خودرو رخ نداده است؛ همچنین زمان زیادی نیز برای این کار وجود ندارد. هدف از هر سیستم مهار اضافی، کمک به متوقف کردن مسافر و کاهش حداکثری صدمه وارده به آنهاست.
کاری که یک کیسه هوا یا ایربگ می خواهد انجام دهد این است که سرعت مسافر را با صدمه اندک یا بدون آسیب رساندن به وی به صفر برساند. محدودیت هایی که کیسه هوا در هنگام عمل باید در درون خود داشته باشد بسیار زیاد است. کیسه هوا در فاصله ای به اندازه فاصله بین مسافر و فرمان یا مسافر و داشبورد قرار دارد و در کسری از ثانیه، فرصت انجام وظیفه دارد. این محدودیت هم به لحاظ مکان و هم به لحاظ زمان در هنگام وقوع حادثه بسیار با ارزش است.
تاریخچه ایربگ
گواهی ثبت اختراع کیسه هوا در ۱۹۱۹ و با هدف «محافظت از هواپیما و دیگر قطعات آن» توسط دو دندان‌پزشک با نام‌های هارولد روند و آرتور پروت از برمینگام انگلستان، در آمریکا ثبت شده و در سال ۱۹۲۰ تأیید شد.
در دهه ۱۹۸۰ نخستین کیسه هوا برای خودروها ساخته شد. پس از سال ۱۹۹۸، تمام خودروهای تولیدشده ملزم به داشتن کیسه‌های هوا در سمت راننده و مسافر گردیدند. آمارها نشان می‌دهد، استفاده از کیسه هوا در خودروها باعث کاهش ۳۰ درصدی خطر مرگ در تصادف‌های رو در رو می‌گردد.
طراحی کیسه هوا برای خودروهای سواری اولین بار و به صورت ابتدایی در اوایل دهه 1950 میلادی ساخته شد.
در سال 1953 مهندس آمریکایی جان هتریک (John W. Hetrick) محفظه‌هایی پر شده با هوا را طراحی نمود و اندکی پس آن نیز یک مهنس آلمانی به نام والتر لیندرر (Walter Linderer) سیستم مشابهی را طراحی کرد.
هر دوی این ایربگ‌های اولیه از کیسه‌های هوای پر شده با هوای فشرده شده تشکیل شده بودند که با فشار وارده بر روی سپرها و یا به وسیله خود راننده فعال می‌شدند. با کشف این نکته که هوای فشرده شده برای فعال کردن کیسه هوا سرعت کافی برای امنیت کامل و حفظ جان سرنشینان را ندارد، مواد شیمیایی جایگزین آن شدند.
در اواخر دهه 1960 میلادی و با پیشرفت تکنولوژی و استفاده از سنسورهای مختلف اعلام وقوع تصادف رانندگی تاریخچه ایربگ وارد مرحله جدید شد و مهندس آمریکایی آلن برید (Allen K. Breed) با ابداع حسگرهای جدید مبتنی بر واکنش شیمیایی سدیم و تولید گاز، زمان عملکرد و واکنش این سیستم را به 30 میلی ثانیه کاهش داد. این سیستم برای اولین بار در محصولات شرکت آمریکایی کرایسلر (Chrysler) به کار گرفته شد.
در اوایل دهه 1970 میلادی نیز شرکت های خودروساز پیشرو آمریکایی از این سیستم مدرن کاهش تلفات سوانح رانندگی در محصولات خود استفاده نمودند و نمونه‌های فورد و جنرال موتورز استفاده نمودند. اولین خودرویی نیز که از ایربگ سرنشین سود می برد، الدزموبیل تورونادو (Oldsmobile Toronado) مدل سال 1974 میلادی بود.
علم در خدمت ایمنی
در هنگام بروز هر گونه تصادف، خودرو با شتاب منفی بسیار زیادی روبرو شده و در زمان بسیار کوتاهی سرعت آن به صفر می رسد. این شتاب منفی، اثر نامطلوبی را بر سرنشینی و هرآنچه که در اتومبیل وجود دارد، خواهد گذاشت.
بر اساس قوانین فیزیک کلاسیک (قانون f=ma نیوتون)، در هنگام بروز همچین وضعیتی (رسیدن سرعت یک جسم متحرک به صفر) اجسام در حال حرکت بر اساس قانون اینرسی یا لختی (Inertia)، تمایل به ادامه حرکت در سمت و مسیر قبلی دارند. بر اساس این قانون سرنشینان و اجسام موجود به اولین مانع پیش رو (بخش عقبی صندلی جلو برای سرنشینان عقب، داشبورد برای سرنشین جلو و غربیلک فرمان برای راننده) برخورد خواهند کرد.
این برخورد موجب آسیب زیادی برای سرنشینان خواهد شد و باعث بروز تلفات و صمات جانی می گردد. در صورت استفاده از کمربند ایمنی (Seatbelt) موجود در خودرو، بخشی از این فشار گرفته شده و آسیب های جانی کمتری را متوجه راننده و سرنشینان خواهد کرد. اما کمربند ایمنی توانایی کم کردن بخشی از این فشار را دارد. در اینجاست که کیسه های هوا وارد عمل شده و نقش حیاتی خود را ایفا خواهند کرد.
چه احساسی در هنگام باز شدن کیسه هوا یا ایربگ به سرنشینان دست می دهد؟
حس انسان هنگام باز شدن کیسه های هوا حسی نا مطلوب و آزار دهنده خواهد بود. با باز شدن کیسه های هوا و ضربه ای که در اثر باز شدن آن به سرنشینان وارد می گردد گوش ها دچار آسیب شده و به اصطلاح زنگ می زنند، ضربه واره به صورت مانند اصابت مشت بوده و شما احتمالا حسی شبیه به یک دلقک له شده را خواهید داشت و تمامی صورتتان با پودر تالکی که بدلیل روانکاری در کیسه های هوا جاسازی شده پوشیده شده و سفید خواهید شد! البته در مقابل جلوگیری از آسیبی که این سیستم موجب آن می گردد این اثرات جانبی تقریبا هیچ بوده برآیند آن حفظ سلامتی شما خواهد بود.
کیسه های هوای اولیه در بخش جلویی در داخل غربیلک فرمان و بخش جلویی داشبورد در مقابل صندلی سرنشین جلویی قرار داشتند. این چیدمان در خودروهای مدرن امروزی نیز وجود داشته و هنوز به همان صورت قدیم استفاده می گردند. اما آنچه که تغییر کرده است، اضافه شدن کیسه های هوای اضافی در بخشهایی مانند بخش های جانبی صندلی ها و یا درهای خودرو، ستون های بخش بالایی درها (ایربگ های پرده ای) و بخش زیرین غربیلک فرمان به منظور جلوگیری از آسیب دیدگی زانو ها و پاهای راننده است.
انواع کیسه های هوای طراحی شده
مختص مشترکین دیزاین کلاب. شما به این سطح محتوا دسترسی ندارید و یا وارد اکانت خود نشده‌اید.
ورود🔗 | نام‌نویسی🔗 | خرید یا تمدید اشتراک🔗
جمع‌بندی
محققین، دانشمندان، افراد خلاق و نوآور، شرکت‌های فناور و حتی مردم عادی، در همه جای دنیا، به دنبال دسترسی به تجهیزات و فناوری‌هایی هستند که به کمک آنها، زندگی آسان‌تر و لذت‌بخش‌تر را برای خودشان و دیگران، به ارمغان بیاورند؛ چیزهایی را تجسم می‌کنند و سپس آنها را خلق می‌کنند، از چرخ گرفته تا پنی‌سیلین و کامپیوتر. اختراعات، راه خود را برای تغییر زندگی ما ادامه می‌دهند.
امروزه، پیشرفت‌هایی زیادی در صنعت کیسه‌های هوا صورت گرفته و خودروهایی وجود دارند که تا بیست عدد کیسه هوا درون خود دارند و همچنین، علاوه بر سرنشینان، برای عابر پیاده هم کیسه هوا در نظر گرفته شده است. این فناوری، به حوزه‌ها و صنایع دیگر به غیر از خودروسازی نیز وارد شده است. هوندا، در سال ۲۰۰۶، اولین موتورسیکلت با کیسه هوا را معرفی نمود که سیستم مخصوص خود را دارد. در صنایع هوا و فضا نیز، سالیان متمادی است که از این فناوری استفاده می‌شود. جالب است بدانیم که این فناوری، به صنعت گوشی‌های هوشمند نیز وارد شده و یک دانشجوی خوش‌فکر آلمانی، سیستم کیسه هوا برای گوشی‌های هوشمند طراحی نموده که از گوشی هنگام زمین افتادن محافظت می‌کند.
مفید بود؟
آدرس مطلب
داشبورد
ارتقاء سطح و اشتراک
بخشی از مطالب دیزاین کلاب مختص مشترکین و کاربران پیشرفته تر می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع سطح و محتوا اینجا
کلیک کنید و یا: