স্টিয়ারিং কলাম সংঘর্ষে কেন ইচ্ছাকৃতভাবে ভেঙে যায়?

সংঘর্ষে স্টিয়ারিং কলাম ইচ্ছাকৃতভাবে ধ্বসে পড়ে; কোনো যন্ত্রাংশ ইচ্ছা করে ভেঙে ফেলা, চালককে বুকের আঘাত থেকে রক্ষা করার সবচেয়ে চতুর প্রকৌশল পদক্ষেপগুলির একটি।
সংঘর্ষে স্টিয়ারিং কলাম ইচ্ছাকৃতভাবে ধ্বসে পড়ে; কোনো যন্ত্রাংশ ইচ্ছা করে ভেঙে ফেলা, চালককে বুকের আঘাত থেকে রক্ষা করার সবচেয়ে চতুর প্রকৌশল পদক্ষেপগুলির একটি।

এই পেজটি শেয়ার করুন

স্টিয়ারিং কলাম, সংঘর্ষের মুহূর্তে নির্ধারিত বলের সীমা অতিক্রম করলে নিয়ন্ত্রিতভাবে ভেঙে সংঘর্ষের শক্তি শোষণ করে; ফলে স্টিয়ারিং চাকা চালকের দিকে ধাক্কা খায় না এবং বুকে আঘাতের ঝুঁকি উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। অদ্ভুত শোনাচ্ছে, তাই না? ইচ্ছা করে কোনো অংশ ভাঙা কীভাবে নিরাপত্তা হতে পারে? এই নিবন্ধে আমি ঠিক এটাই ব্যাখ্যা করব।

গুরুত্বপূর্ণ তথ্য

  • ভেঙে যাওয়া স্টিয়ারিং কলাম 1960-এর দশকের শেষ থেকে যুক্তরাষ্ট্রে বাধ্যতামূলক।
  • ভেঙে যাওয়া কলাম সংঘর্ষে প্রায় 15 kN লোড শোষণ করতে পারে; অনমনীয় কলাম কোনো শক্তি শোষণ করে না।
  • এয়ারব্যাগ, কলামের ভাঙার স্ট্রোক সম্পূর্ণ হওয়ার আগেই ফুলতে বাধ্য।
  • আধুনিক কলাম গাড়ির গতি, চালকের ওজন এবং সিটবেল্টের অবস্থা অনুযায়ী দুই বা তিন ধাপের ভাঙন দিতে পারে।

অনমনীয় কলামের যুগ: যখন মেরুদণ্ড ভেদ করে ঢুকে পড়ত

প্রথমে দেখা যাক সেই খারাপ পুরনো দিনগুলো, কারণ আসল গল্পটা সেখানেই শুরু। প্রাথমিক অটোমোবাইলগুলোতে স্টিয়ারিং কলাম ছিল একক খণ্ডের, লম্বা ও শক্ত একটি ইস্পাতের শ্যাফ্ট, যা স্টিয়ারিং চাকাকে নিচের স্টিয়ারিং বক্সের সঙ্গে যুক্ত করত। কোনো স্প্রিং নেই, কোনো জয়েন্ট নেই, একেবারে সোজা লোহা। সাধারণ গাড়ি চালানোর সময় অবশ্য এটি যথেষ্ট কাজ করত।

কিন্তু সংঘর্ষ হলে কী হতো? সামনের অংশ চূর্ণ হলে এই কঠিন শ্যাফ্ট শক্তি বন্ধ না করে গাড়ির ভেতরের দিকে ঠেলে যেত। অর্থাৎ স্টিয়ারিং চাকা স্টিয়ারিং শ্যাফ্টের সঙ্গে যুক্ত থাকায় এটি চালকের বুকের দিকে একটি বর্শার মতো এসে পড়ত। পরিস্থিতিটা এতটাই গুরুতর যে সাহিত্যে এটি বর্ণনা করতে "impale" অর্থাৎ ভেদ করে ফোটানো শব্দটি ব্যবহার করা হয়। তীব্র সামনের সংঘর্ষে মারাত্মক আঘাতের অন্যতম প্রধান কারণ ঠিক এটাই ছিল। তখনই প্রকৌশলীরা "যেহেতু এই শ্যাফ্ট নড়তে পারে না, আমরা এটিকে নড়াচড়ায় সক্ষম করি" বললে প্যাসিভ সেফটিতে বৈপ্লবিক একটি ধারণার জন্ম হয়।

ভাঙার প্রক্রিয়া কীভাবে কাজ করে? পদার্থবিজ্ঞান ও নকশার নীতি

এবার আসা যাক আসল বিষয়ে। ভেঙে যাওয়া স্টিয়ারিং কলামের মূল যুক্তিটি হলো: কলাম নির্দিষ্ট একটি বলের সীমায় পৌঁছানো পর্যন্ত সোজা দাঁড়িয়ে থাকে, আর সেই সীমা অতিক্রম করলে ইচ্ছা করেই ছোট হয়ে যায়। ফলে সংঘর্ষের শক্তি চালকের শরীরে না গিয়ে কলামের বিকৃতিতে ব্যয় হয়। পদার্থবিজ্ঞানের ক্লাস থেকে তুমি স্মরণ করো ধাক্কা-টান ভারসাম্যটি ভেবে দেখো: একই শক্তি আরও দীর্ঘ দূরত্বে ছড়িয়ে দিলে সর্বোচ্চ বল কমে যায়। কলাম ভেঙে সেই দূরত্ব সরবরাহ করে, শক্তি যান্ত্রিক বিকৃতিতে রূপান্তরিত হয়।

পাইপের ভেতরে পাইপ ও ইস্পাতের বল

প্রথম নকশাগুলো "পাইপের ভেতরে পাইপ" অর্থাৎ tube-in-tube নীতিতে কাজ করত: ভেতরের ও বাইরের আবরণ একে অপরের উপর প্রবেশ করা দুটি পাইপ নিয়ে গঠিত, সংঘর্ষে ভেতরেরটি টেলিস্কোপিকভাবে বাইরেরটির ভেতরে স্লাইড করে কলাম ছোট করে দিত। একটি প্রচলিত সংস্করণে দুটি আবরণের মাঝে ইস্পাতের বল স্থাপন করা হয় এবং এই বলগুলো শক্তিশালী একটি সেফটি রেজিন দিয়ে আটকে রাখা হয়। রেজিন নির্দিষ্ট একটি চাপে পৌঁছালে ভেঙে যায়, বলগুলো মুক্ত হয় এবং ভেতরের আবরণ স্লাইড করা শুরু করে। সংক্ষেপে, কলামের প্রতিরোধক্ষমতা একটি আঠার সহনশীলতার সঙ্গে যুক্ত করেছিল - আমার কাছে এটি অত্যন্ত দক্ষ একটি সমাধান।

অন্য একটি পদ্ধতিতে, প্রসারিত পাইপ ধরনের কলামে "collapse ring" নামে একটি ঘর্ষণ উপাদান কলামের বডি ও মূল পাইপের মধ্যকার ঘর্ষণ বল নির্ধারণ করে। হ্যালোর হালকা ঢাল ও ধাপটি ভাঙন অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে পাইপটি কোথায় এবং কীভাবে বিকৃত হবে তা নির্দেশ করে। অর্থাৎ ভাঙনটি এলোমেলো কোনো চাপা নয়, বরং ধাপে ধাপে পরিচালিত একটি প্রক্রিয়া।

এই সীমা কে নির্ধারণ করে: পিন, স্ট্রিপ ও পাইরোটেকনিক ফিউজ

তাহলে কলামটি কখন ভাঙতে হবে তা কে বলে? উত্তর: ডিজাইন। অ্যাক্টিভেশন পদ্ধতিগুলো মূলত তিনটি গোষ্ঠীতে বিভক্ত:

  • শিয়ার পিন (shear pin): একটি নির্দিষ্ট বলে পৌঁছালে ছিঁড়ে যাওয়া যান্ত্রিক পিন; ছিঁড়ে গেলে শ্যাফট মুক্ত হয়ে যায় এবং উপরের শ্যাফটটি নিচের শ্যাফটের উপর দিয়ে পিছলে যেতে পারে।
  • নিয়ন্ত্রিত বিকৃতি: একটি নির্দিষ্ট চাপে ইচ্ছাকৃতভাবে বিকৃত হওয়া ধাতব অংশ; বডির উপর একটি রেল বরাবর বিস্তৃত এবং প্লাস্টিকভাবে চাপা পড়া একটি স্ট্রিপ শক্তি শোষণকারী উপাদান হিসেবে কাজ করে।
  • পাইরোটেকনিক ডিভাইস: মেকানিজমটি তাৎক্ষণিকভাবে মুক্ত করে দেওয়া ছোট থ্রাস্টার; আধুনিক গাড়িতে এগুলো ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

একটি প্যাটেন্ট নীতি আমার বিশেষভাবে ভালো লেগেছে: ভাঙনযোগ্য পাইপের ভাঙার চাপ স্টিয়ারিং হুইলের ভাঙার চাপের চেয়ে কম রাখতে হবে। কেন? কারণ সংঘর্ষে প্রথম সংযোগ যদি কলামেই ছিঁড়ে যায়, তাহলে স্টিয়ারিং হুইল অক্ষত থাকে এবং শক্তিটি ঠিক কাঙ্ক্ষিত জায়গায়, অর্থাৎ কলামে শোষিত হয়। দুর্বল সংযোগটি ইচ্ছাকৃতভাবে কোথায় রাখতে হবে তা জানা - এটাই প্রকৌশলের সৌন্দর্য।

অ্যাডাপটিভ ভাঙন: প্রতিটি সংঘর্ষ একই রকম নয়

আধুনিক সিস্টেমগুলো এক-ধাপেরও নয়। কিছু ডিজাইন ন্যূনতম, মধ্যম ও সর্বোচ্চ - এই দুই বা তিনটি লোড ধাপ প্রদান করে। গাড়ির গতি, চালকের ওজন, সিটের অবস্থান এবং সিটবেল্ট বাঁধা আছে কি না তা মাপা সেন্সর ডেটা ধাপ নির্বাচন করে। ছোট গড়নের বা সিটবেল্ট বাঁধা চালকের জন্য কম লোড ধাপ সক্রিয় হয়, আর ভারী বা বেল্টহীন চালকের ক্ষেত্রে বা উচ্চ গতির সংঘর্ষে উচ্চ লোড ধাপ নির্বাচিত হয়। অর্থাৎ কলামটি সংঘর্ষ থেকে সংঘর্ষে তোমার জন্য সামঞ্জস্য করা হয়। এর অর্থ হলো প্যাসিভ সেফটি প্রায় ব্যক্তিগতকৃত হয়ে উঠছে।

ডিজাইনের কঠিন দিকটিও আসলে এই ভারসাম্য: রোধ কম হলে স্বাভাবিক ড্রাইভিংয়ে - মোড়ে যে টর্ক লোড প্রয়োগ করো তাতে - কলাম নিজে থেকেই ভেঙে যেতে পারে। রোধ বেশি হলে সংঘর্ষে পর্যাপ্ত শক্তি শোষিত হয় না এবং বল আবার তোমার দিকেই ফিরে আসে। এই দুই চরমের মাঝে একটি সরু দড়ির উপর হাঁটছেন প্রকৌশলীরা।

এয়ারব্যাগ ও সিটবেল্টের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজেশন: দলগত খেলা

Direksiyon kolonu milisaniye milisaniye hesaplanmış bir koreografiyle çöker, çünkü hava yastığıyla uyumsuzluk sizi korumak yerine içine fırlatır.

স্টিয়ারিং কলাম কখনোই একা কাজ করে না। সংঘর্ষে সেকেন্ডের অতি ক্ষুদ্র ভগ্নাংশে তিনটি সুরক্ষা ব্যবস্থা যেন নৃত্য-পরিকল্পনা করা হয়েছে তেমন সমসময়ে সক্রিয় হয়। এয়ারব্যাগ কন্ট্রোল ইউনিট সংঘর্ষ শনাক্ত হওয়ার সাথে সাথেই সিটবেল্ট প্রিটেনশনার সক্রিয় করে তোমাকে সিটে আটকে রাখে এবং একই সাথে স্টিয়ারিং এয়ারব্যাগ ফুলিয়ে তোলে।

সময়সূচি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: কলামের ভাঙার স্ট্রোক সম্পূর্ণ হওয়ার আগেই এয়ারব্যাগ ফুলে থাকতে হবে। এতে তুমি স্টিয়ারিংয়ের দিকে ছিটকে গেলে মাঝে সম্পূর্ণ ফোলা একটি এয়ারব্যাগ ঢুকে পড়ে এবং তোমার বুক ভাঙতে থাকা একটি হুইলে নয়, বরং নরম পৃষ্ঠে আঘাত করে। ক্রমটি উল্টে দিলে, এয়ারব্যাগ তোমাকে ভেঙে যাওয়া হুইলের দিকে ঠেলে দিতে পারে - সম্পূর্ণ বিপরীত প্রভাব।

Üstelik bu senkronizasyon o kadar ince ki, kolonun konumu ve deformasyonu hava yastığının performansını doğrudan etkileyebiliyor. → উপরন্তু, এই সিঙ্ক্রোনাইজেশন এতটাই সূক্ষ্ম যে কলামের অবস্থান এবং বিকৃতি সরাসরি এয়ারব্যাগের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করতে পারে। তীব্র সামনের সংঘর্ষে কলামের অতিরিক্ত চলাচলের সঙ্গে ম্যানিকিনের মাথা এয়ারব্যাগের ভেতর দিয়ে গিয়ে সরাসরি স্টিয়ারিং হুইলে আঘাত হানার সম্পর্ক পাওয়া গেছে; অর্থাৎ নিয়ন্ত্রণহীন বা অতিরিক্ত সংকোচন এয়ারব্যাগের কার্যকারিতা কমিয়ে দিতে পারে। সংকোচন যত বেশি তত ভালো - এমনটা সব পরিস্থিতিতে নয়; নিয়ন্ত্রিত সংকোচনই সবকিছু।

আবার সংঘর্ষের তীব্রতার বিষয়টিও আছে: আধুনিক গাড়ির বডি প্রায় 64 কিমি/ঘণ্টা সংঘর্ষের গতি পর্যন্ত যাত্রী কেবিনের অখণ্ডতা রক্ষার মতো করে ডিজাইন করা হয়। তার চেয়ে বেশি গতিতে - যেমন 80 কিমি/ঘণ্টা গতিতে পুরোপুরি সামনের দিক থেকে শক্ত দেয়ালে সংঘর্ষে - ম্যানিকিনের ফলাফল বেঁচে থাকার সম্ভাবনা খুবই কম বলে দেখায়। কলাম হলো এমন একটি উপাদান যা বডির সীমার মধ্যে তার কাজ করে; দুর্ভাগ্যবশত এটি পদার্থবিজ্ঞানের নিয়ম বাতিল করতে পারে না।

এর ইতিহাস: 1967 সালের Chevrolet থেকে আজ পর্যন্ত

এই ধারণাটির একটি জাদুঘরে সংরক্ষিত ইতিহাস রয়েছে। 1967 সালের Chevrolet গাড়িগুলোতে আমরা শক্তি শোষণকারী স্টিয়ারিং কলাম দেখতে পাই; সে সময় কাঁচি, পিস্টন এবং স্প্রিংয়ের মতো বিভিন্ন নকশা প্রস্তাব করা হয়েছিল। Chevy II-তে ব্যবহৃত একটি "mesh" অর্থাৎ জাল/রিং কাঠামো আঘাতের গতি কমিয়ে শক্তি শোষণ করত। কিছুদিনের মধ্যেই, 1960-এর দশকের শেষে সংকোচনযোগ্য স্টিয়ারিং কলাম মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বাধ্যতামূলক হয়ে যায় - যা প্যাসিভ সেফটির ইতিহাসে একটি মাইলফলক হিসেবে বিবেচিত।

এর প্রভাবও বাস্তব ছিল: তথ্য অনুযায়ী সব গাড়িতে সংকোচনযোগ্য স্টিয়ারিং কলাম থাকলে বছরে প্রায় 1,300 মৃত্যু এবং 23,000 আহতের প্রতিরোধ করা যেত। আমার মতে এই সংখ্যার বিশালতা দেখায় যে প্রথম দৃষ্টিতে তুচ্ছ মনে হওয়া একটি শ্যাফট কতটা জীবন বাঁচাতে পারে।

আজও কি পরিস্থিতি একই? হ্যাঁ, এবং আরও উন্নত হয়েছে: আধুনিক কলামগুলো এখনও সংকোচন ও শক্তি শোষণের ক্ষমতা ধরে রেখেছে, তার ওপরে যুক্ত হয়েছে অ্যাডাপটিভ ধাপ এবং সেন্সর ইন্টিগ্রেশন। প্রাথমিক নকশার যান্ত্রিক সরলতা পাইরোটেকনিক এবং ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রিত সিস্টেমে বিবর্তিত হয়েছে; তবে মূল নীতি - সীমা অতিক্রম করলে নিয়ন্ত্রিতভাবে সংকুচিত হও - একেবারেই বদলায়নি।

সংঘর্ষের পরে: সংকুচিত কলাম কি মেরামত করা সম্ভব?

এবার আপনাকে জিজ্ঞেস করি: দুর্ঘটনার পর স্টিয়ারিং যদি এখনও শক্ত এবং ঠিকঠাক দেখায়, তাহলে কি সবকিছু ঠিক আছে? দুর্ভাগ্যবশত না। সংঘর্ষে কলাম সংকুচিত হয়ে গেলে, শক্তি শোষণ প্রক্রিয়াটি একবার ব্যবহারযোগ্য - একবার কাজ করে গেলে আর সেই একই সুরক্ষা দিতে পারে না। এই কারণে সংঘর্ষের পর কলাম পরীক্ষা ও পরিমাপ করা অনেক নির্মাতার পক্ষ থেকে সুপারিশ করা হয়; কিছু নির্মাতা শক্তি শোষণ প্রক্রিয়া সক্রিয় হয়ে গেলে কলাম পরিবর্তন বাধ্যতামূলক করে।

তাছাড়া সিস্টেমটি কম্পিউটার নিয়ন্ত্রিত হতে পারে বলে কোনো ত্রুটির ক্ষেত্রে ত্রুটি কোড সংরক্ষণ করা হয় এবং স্ক্যানার ডিভাইস দিয়ে পড়া প্রয়োজন হতে পারে। অর্থাৎ কলাম আর বিশুদ্ধ যান্ত্রিক একটি অংশ নয়, গাড়ির সুরক্ষা ব্যবস্থার সঙ্গে যুক্ত একটি উপাদান। উচ্চ তীব্রতার একটি সংঘর্ষে কলাম সংকুচিত না হলে, চালকের দিকে যাওয়া বল মারাত্মক আঘাতের কারণ হতে পারে - তাই "দেখতে ভালো, তাহলে সমস্যা নেই" বলা বিপজ্জনক একটি শর্টকাট।

সাধারণ প্রশ্নাবলি

হোয়াইলব্যাগ থাকা অবস্থায়ও কি কলামের ভেঙে যাওয়া এখনও প্রয়োজনীয়?

প্রয়োজনীয়। এই প্রশ্নটি ফোরামে এবং বিশেষজ্ঞ সাহিত্যে আলোচিত হলেও উত্তরটি স্পষ্ট: হোয়াইলব্যাগ এমন একটি সিস্টেম যা এক সেকেন্ডের মধ্যে ফুলে যেতে পারে এবং মাত্র একবারই ফোলে। আর কলাম সংঘর্ষের পুরো সময় ধরে শক্তি শোষণ করতে থাকে। আধুনিক কলামগুলোও ভেঙে যাওয়া এবং শক্তি শোষণের ক্ষমতা বজায় রাখে; হোয়াইলব্যাগ এই ক্ষমতার বিকল্প নয়, বরং এর সঙ্গে একসঙ্গে কাজ করে।

ভেঙে যাওয়ার সীমা কত?

নির্দিষ্ট একটি সংখ্যা বলা কঠিন, কারণ সীমাটি নকশার উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। একটি উৎসে প্রায় 11,000 নিউটন (প্রায় 2,500 lbf) সীমার কথা বলা হয়েছে, অন্যদিকে একাডেমিক গবেষণায় বলা হয়েছে ভেঙে যেতে পারে এমন কলামগুলো সংঘর্ষে প্রায় 15 kN বল শোষণ করতে পারে। এই দুটি সংখ্যা দুটি ভিন্ন জিনিস মাপে: একটি হলো ভেঙে যাওয়া শুরু করার বলের সীমা, অন্যটি হলো কলামের মোট বোঝা বহনের ক্ষমতা। তাই "কত নিউটনে ভেঙে যায়" প্রশ্নের উত্তর যানবাহন এবং নকশার উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়।

প্রতিটি গাড়িতে কি ভেঙে যেতে পারে এমন কলাম থাকে?

উন্নত বাজারের গাড়িগুলিতে এটি প্রায় স্ট্যান্ডার্ড, কারণ 1960-এর দশকের শেষ থেকেই এটি বাধ্যতামূলক। তবুও আগে কিছু সাশ্রয়ী মডেলে এখনও শক্ত কলাম ব্যবহৃত হতো বলে জানা যায়; আজকাল এই অবস্থা মূলত অতীত হয়ে গেছে, তবে পুরনো যানবাহনে, বিশেষত পুরোনো মডেলগুলোতে, এই বিষয়টি পরীক্ষা করা খারাপ ধারণা নয়।

শেষ কথা: দুর্বল মনে হলেও এই অংশটি আসলে নায়ক

আমার মতে, স্টিয়ারিং কলামের গল্পটি নিজেই প্যাসিভ সেফটি দর্শনের সারমর্ম ব্যাখ্যা করে: শক্তি নষ্ট হয় না, শুধু স্থানান্তরিত হয়। কলামটি এমনভাবে নকশা করা হয়েছে যে সেই শক্তি তোমার বুকের বদলে নিজের দেহে ব্যয় করে। অর্থাৎ একটি সংঘর্ষের পর স্টিয়ারিং হুইলে হেলান দিয়ে "ভালো হলো কলামটি ভেঙে গেল" বলতে পারা প্রকৌশলের অন্যতম নীরব এবং কার্যকর সাফল্যের ঋণী। পরেরবার যখন স্টিয়ারিং ঘুরাবে, মনে রেখো যে তোমার হাতের নিচের সেই সাধারণ দেখতে শ্যাফটটি আসলে তোমার জন্য প্রস্তুত একটি পরিকল্পনা বহন করে। আর তুমি কি কখনও কোনও যানবাহনের সেফটি সরঞ্জামের তালিকা দেখে স্টিয়ারিং কলাম সম্পর্কে খেয়াল করেছ? দেখার চেষ্টা করো - সেখানে "শক্তি শোষণকারী কলাম" কথাটি দেখলে এখন আর তার অর্থ তোমার জানা আছে।

উৎসসমূহ