كيف تحمي الوسائد الهوائية الجانبية للستائر الرأس في منطقة الزجاج؟

في الاصطدام الجانبي، لحظة تحطم الزجاج، لا يفصل بين رأسك وبين السيارة القادمة سوى ذلك الستارة القماشية المنسدلة على طول السقف.
في الاصطدام الجانبي، لحظة تحطم الزجاج، لا يفصل بين رأسك وبين السيارة القادمة سوى ذلك الستارة القماشية المنسدلة على طول السقف.

شارك هذه الصفحة

الوسادة الهوائية الستائرية الجانبية هي ستارة قماشية طويلة تمتد على طول سقف السيارة، تمنع انطلاق الرأس خارج نافذة السيارة عند الاصطدام الجانبي. ولأن الزجاج قابل للتحطم، فإن هذه الستارة غالباً ما تكون الشيء الوحيد بين رأسك وبين السيارة المصدمة أو عمود كهرباء؛ وتؤدي وظيفة مختلفة عن الوسادة الهوائية الجانبية الموجودة داخل الباب، وتعمل بمنطق مختلف تماماً. وإليك تفاصيل ذلك المنطق، في موضوع أزعجني بقدر ما أدهشني.

النقاط البارزة

  • تنتشر الوسادة الهوائية الستائرية خلال أول 10-20 ميلي ثانية من الاصطدام الجانبي؛ وهو أبطأ من طرفة عين بـ 5-7 أضعاف.
  • تقلل الوسادة الهوائية الجانبية الواقية للرأس خطر الوفاة في الاصطدام الجانبي بنسبة 37% لدى سائقي السيارات، و 52% لدى سائقي سيارات الدفع الرباعي.
  • الستائر التي تُفعَّل عند انقلاب السيارة يمكن أن تظل منتفخة لمدة أطول بكثير من المعتاد - 10 ثوانٍ وأكثر.
  • في سيناريو الانقلاب، تقلل التركيبة المكوّنة من الستارة وحزام الأمان احتمال انبعاث الراكب من السيارة بنسبة 99%.
  • حد التفعيل عند الاصطدام بأجسام ضيقة كالأشجار أو الأعمدة يبلغ حوالي 13 كم/س، وحوالي 29 كم/س في الاصطدامات الجانبية بين المركبات.

كيف تُفعَّل الوسادة الهوائية الستائرية الجانبية؟

في الاصطدام الأمامي، يسير كل شيء وفق نظام محدد: ينضغط مقدمة السيارة، وتؤدي منطقة التشوه وظيفتها، وتدير الحساسات العملية. أما في الاصطدام الجانبي فلا يتوفر هذا الترف. فالمسافة بين الراكب والسيارة المصدمة تكون أحياناً في حدود راحة اليد؛ وهنا تكون منطقة الانضغاط هي الباب تقريباً فقط. لذلك يجب أن يتصرف منطق تفعيل الوسادة الستائرية بسرعة وانتقائية، بشكل مختلف جذرياً عن الوسادة الأمامية.

تقيس حساسات الاصطدام الجانبي المدمجة في هيكل السيارة شدة الاصطدام وسرعته وزاويته وترسلها إلى وحدة التحكم. تقيّم وحدة التحكم هذه البيانات خلال أجزاء من الثانية، وإذا تجاوز الاصطدام الحد المحدد تُطلق الستارة. بالإضافة إلى ذلك، يوجد مُفعِّل آخر للعملية: حساس الانقلاب. يراقب هذا الحساس الحركة الجانبية للسيارة وزاوية ميلها؛ حتى لو لم يبدأ انقلاب حقيقي بعد، يمكنه نفخ الستارة عندما يتجاوز انحراف الجانب والميل حدي الإدراك. أي أن الوسادة الستائرية تعرف أن تنفجر حتى عند مجرد احتمال حدوث انقلاب - وهذا سلوك غير موجود في الوسائد الهوائية الأمامية.

تختلف الحدود حسب نوع الاصطدام

أدق مهمة تقوم بها وحدة التحكم هي تحديد أي اصطدام يستحق تفعيل الستارة. الاصطدام من الجانب بجسم ضيق كشجرة أو عمود كهرباء أكثر فتكاً من اصطدام واسع بين مركبتين، لأنه يركز القوة في نقطة واحدة؛ لكنه يبعث بالتناقض قوة أقل إلى الحساسات. لذلك يُبقى حد التفعيل للاصطدامات بالأجسام الضيقة منخفضاً، حوالي 13 كم/س (8 ميل/س)؛ وفي الاصطدامات الجانبية الموزعة بين المركبات يبلغ هذا الرقم حوالي 29 كم/س (18 ميل/س). وللمقارنة: تنفخ الوسائد الهوائية الأمامية عند ارتداء الحزام عند حوالي 26 كم/س، وحوالي 16-19 كم/س بدون حزام. أما الجانب، فيجب أن يتخذ القرار مبكراً أكثر.

ومن هنا تنتج النتيجة العملية التالية: من الطبيعي تماماً أن تسأل بعد وقوع الحادث: "لماذا لم تنفخ الوسادة الهوائية؟" الاصطدامات بزاوية أقل من زاوية معينة، السرعات المنخفضة، الاصطدامات التي تمر فوق السيارة، أو الصدمات التي تتركز في نقطة واحدة ولا تنقل القوة الكاملة إلى المستشعرات، قد لا ينفخ فيها الستارة. هذا ليس عطلاً، بل نتيجة طبيعية لمنطق العتبة. وفي بعض الحوادث يُطلق مشدّ أحزمة الأمان الأمامي دون أن ينفخ الستارة؛ المحدد دائماً هو تقييم العتبة من قبل وحدة التحكم.

امتلاء يتنافس مع أجزاء الألف من الثانية: كيف تعمل معايرة السرعة؟

أبرز ميزة في ستارة الـairbag هي سرعتها. وصول رأس الراكب إلى حافة الزجاج في اصطدام جانبي يستغرق عشرات أجزاء الألف من الثانية، لذلك يجب أن تكون الستارة في وضعها الكامل قبل أن تتدخل بين الراكب والجانب الجانبي للسيارة. ستارة airbag جانبية نموذجية تنفخ خلال أول 10-20 جزءاً من الألف من الثانية من الاصطدام. بالنسبة لستائر الـairbag، بلغت أوقات الامتلاء في القياسات المخبرية حوالي 20 ms، ووصلت سرعات الانتشار إلى 7.77 متراً في الثانية. شركة Autoliv، وهي مصنّع ستائر، تقول إن ستارتها تكون في وضعها خلال وقت أقل من 30 ms ؛ ولو رمشت بعينك لمرّ وقت أكبر من ذلك بـ5-7 أضعاف. جرب فعلاً مرة واحدة وفكر: خلال تلك اللحظة القصيرة، ستارة قماشية تغطي فتحة الزجاج الممتدة من الباب إلى السقف بالكامل.

ورغم أن وقت الامتلاء قد يُعتبر إعداداً مصنعياً ثابتاً، إلا أنه في الواقع يُصمم وفق خصائص الصدمة. في اصطدام سريع بعمود رفيع، يتقدم الرأس أسرع، ويجب أن تنفخ الستارة مبكراً وبقوة أكبر؛ وفي تلامس موزّع بين سيارتين، يستغرق انتقال الركاب بضعة أجزاء إضافية من الألف من الثانية. يُعاير مولّد غاز الستارة وصلابة النسيج وأحجام فتحات تسرب الهواء بحيث تغطي جميع هذه السيناريوهات. أي أنه داخل ذلك الشريط القماشي الرقيق يكمن نظام قرار مكتوب بفيزياء الاصطدام.

الهندسة الخفية خلف العمودين B وC

Yan perde airbagi camı perde gibi örterken B direğinin önünden iner; çünkü direğin içindeki kablolama, açılımı bozabilir.

هل تساءلت يوماً أين تُخزن ستارة الـairbag؟ كيس قماشي طويل ينتظر مطوياً فوق الأبواب على طول سكة السقف، خلف تبطين السقف وأغطية الأعمدة. وبما أنه يقع فوق الأبواب الأمامية والخلفية على كلتا سكّتي السقف، فإنه يحمي رأس الركاب في المقاعد الأمامية والخلفية معاً. وعند تفعيله ينفتح نحو الأسفل ويتوسع جسمه القماشي كستارة بلا زجاج ليغطي فتحة الزجاج.

وأدق تفصيل في الأمر يكمن في العمود B. تنزل الستارة نحو الأسفل من أمام العمود B؛ وليس من خلفه. والسبب بسيط: تمر تمديدات الكابلات من داخل العمود B، وإذا اختلطت الستارة ب تلك التمديدات انضرب انفتاحها. وطوّر المهندسون حلولاً خاصة لذلك؛ مثل هياكل "pillar ramp" الحاصلة على براءة اختراع والتي تُبعد قناة انفتاح الستارة عن الكابلات. وفي المرة القادمة التي تلمس فيها عمود B في سيارتك، اعلم أنه يخفي نظاماً يبدو سلبياً لكنه مخطط لأجزاء الألف من الثانية.

لماذا تظل الستارة منفوخة 10 ثوانٍ في سيناريو الانقلاب؟

في اصطدام جانبي عادي تهبط الستارة خلال ثوانٍ؛ انتهت مهمتها. أما في الانقلاب فالوضع مختلف تماماً. إذا انقلبت السيارة، لا يكفي أن يوفر الستارة اللحظة الأولى من التلامس فقط، لأن الانقلاب يستمر ثوانٍ وقد تنقلب السيارة عدة مرات. لذلك تنفخ الستائر الهوائية التي تُفعَّل عند الانقلاب خلال أول 10-20 ميلي ثانية من الاصطدام، لكنها تبقى منفوخة 10 ثوانٍ أو أكثر بعد ذلك. وهي تنفخ بأصلب من المعتاد حتى في الانقلابات متعددة الدورات، للحفاظ على إغلاق فتحة النافذة ومنع الركاب المربوطين بأحزمة الأمان من التطاير عبر الزجاج.

ما مدى فاعلية هذه القدرة؟ في الاختبارات الفيدرالية القياسية التي قُيِّمت فيها الستائر الهوائية المفعَّلة عند الانقلاب مع أحزمة الأمان، حُسِب انخفاض احتمال تطاير الركاب في حوادث الانقلاب بنسبة 99%. قراءة هذا الرقم في ذلك القماش الرقيق خلف عمود السقف، في رأيي، من أبرز إنجازات هندسة السيارات. تفصيل آخر مثير للاهتمام: هذا السلوك عند الانقلاب لم يُفرَض بشكل خاص في الولايات المتحدة، لكن السيارات تستوفي منذ عام 2018 شرط منع تطاير الركاب من النوافذ الجانبية بواسطة هذه الستائر أصلاً. أي أن التنظيم فتح الباب قليلاً، والهندسة ملأت داخله.

ولصدق القول، فإن جانب الانقلاب له حدوده أيضاً. أظهرت اختبارات الدوران والانقلاب الكامل أن الستائر المفعَّلة عند الانقلاب لا يمكنها منع حركة الركاب المربوطين بالأحزمة صعوداً وخارجاً بشكل كامل؛ كما أن مستشعر الانقلاب قد يُفعَّل بلا داعٍ حتى في الميلان الخفيفة. ونظراً لأن الوسائد مصممة لانفخاح واحد، فإنها في حادث متعدد المراحل لا تستطيع توفير نفس حماية الستارة للاصطدام الثاني.

ما مدى فاعلية الستارة الهوائية - وهل تكفي بمفردها؟

دع الأرقام تتحدث. الوسائد الهوائية الجانبية ذات الحماية الرأسية تقلل خطر الوفاة في الاصطدامات الجانبية بنسبة 37% لسائق السيارة، و 52% لسائق سيارة الدفع الرباعي SUV. مزيج الستارة ووسادة الجسم يقلل خطر الوفاة في الاصطدامات الجانبية القريبة بنسبة 31%، والوسائد المدمجة الرأس/جسم بنسبة 25%. في الولايات المتحدة وحدها، قُدِّر أن الوسائد الهوائية الجانبية أنقذت 2252 حياة حتى عام 2012. ومنذ عام 2003، جميع المركبات التي حصلت على أفضل تقييم في اختبارات الاصطدام الجانبي مجهزة بوسائد هوائية جانبية ذات حماية رأسية؛ ومنذ عام 2008، تُعَد الستارة الهوائية شرطاً أساسياً في برامج الاختبار الأسترالية. وفي الجانب الأوروبي، يُجرى اختبار العمود بسرعة 32 كم/س ، وتُقيَّم مناطق امتصاص الطاقة المنفوخة في المركبات المزودة بستائر هوائية بشكل منفصل.

لكن الجملة الحاسمة في الأمر هي: ستائر الوسائد الهوائية وحدها لا تكفي؛ يجب أن يحافظ هيكل المقصورة على سلامته عند الاصطدام. الوسادة تضع فراشة بين الرأس والعالم الخارجي؛ لكن إذا انبعج الجدار خلف تلك المرتبة وتقدم إلى الداخل، فلن ينفع أي قماش. كما أن بيانات اختبار العمود لم تُظهر أن الوسائد الجانبية المركبة على المقعد للصدر/الرأس فعالة بقدر الستارة. الستارة هي الصيغة الأكثر إثباتاً للحماية الجانبية.

نوع الوسادةسيناريو التفعيلمدة بقائها منفوخة
الوسادة الهوائية الأماميةالاصطدام الأماميقصيرة، لا تُفعَّل عند الانقلاب
الستارة الهوائية الجانبية القياسيةالاصطدام الجانبيتنفغر خلال ثوانٍ
الستارة الهوائية بمستشعر الانقلاب (RSCA)الاصطدام الجانبي والانقلاب10 ثوانٍ وأكثر
وسادة هوائية جانبية خارجية (قبل الاصطدام، غير موجودة في الإنتاج التسلسلي)اصطدام جانبي قادم، أسفل البابتنفتح قبل الاصطدام

وبالنظر إلى الأفق: في عام 2020 أُضيفت اختبارات جانبية جديدة لاصطدامات الجانب البعيد (far-side)؛ وسائد الجانب البعيد تقلل خطر تطاير الرأس وكسر الأضلاع. كما تستهدف إحدى الشركات المزودة وسادة هوائية جانبية خارجية مزودة بمستشعرات قبل الاصطدام تواجه الاصطدام الجانبي القادم عبر نفخ وسادة بحجم سرير نجاة أسفل الأبواب؛ ليست في الإنتاج التسلسلي بعد، لكن المفهوم يعني نقل منطق الستارة إلى خارج السيارة.

هل تربط حزام الأمان؟ الستارة تعمل لأجلك

المهمة الرئيسية للوسادة الستارية في سيناريو الانقلاب هي منع تطاير الركاب، خاصة أولئك الذين يضعون أحزمة الأمان. أي أن الحزام والستارة فريق واحد؛ واحد يثبتك في المقعد، والآخر يغلق فتحة النافذة. ومن البيانات المفرحة أيضاً عدم وجود خطر متزايد للإصابة لدى الأطفال دون 15 عاماً بسبب نفخ الوسادة الجانبية؛ فالوسائد الجانبية أصغر حجماً وتنفخ بطاقة أقل من الوسائد الأمامية أصلاً.

الدرس العملي الذي تستفيده من هذا بسيط: اربط حزامك، لا تثبت أشياء صلبة على تبطين السقف وأغلفة الأعمدة، وحاذِ مسند رأس المقعد الملاصق للنافذة بشكل صحيح. أنت لا تستطيع إدارة الملي ثوانٍ لحظة الحادث، لكن المهندسين يفعلون ذلك بالضبط منذ 30 عاماً - والإحصاءات تقول إن الأمر ينجح. هل تعتقد أن هذا سيغير نظرة القادمة إلى العمود B في سيارتك؟ في رأيي يغيّرها بالتأكيد.

المصادر