ایربگ مرکزی بین صندلی‌های جلو از راننده در برابر چه کسی محافظت می‌کند؟

ایربگ مرکزی که بین صندلی‌های جلو قرار گرفته، کیسه هوایی است که از پشت داخلی صندلی راننده یا از کنسول مرکزی باز می‌شود و وظیفه اصلی آن جلوگیری از برخورد راننده و سرنشین جلو به یکدیگر در لحظه تصادف است. به‌ویژه در برخوردهای جانبی از سمت مقابل و در واژگونی، با متوقف کردن پرتاب شدن سرنشین به داخل کابین از او محافظت می‌کند.

اعتراف می‌کنم: اولین باری که دیدم کیسه هوایی از وسط پشت صندلی بیرون پرید، چند ثانیه گفتم «این دیگر چه اختراعی است؟» بعد منطقش جا افتاد و حالا از نظر من یکی از هوشمندانه‌ترین اجزای ایمنی خودروهای مدرن است. چون بیشتر ایربگ‌ها تو را در برابر چیزی که از بیرون می‌آید محافظت می‌کنند؛ اما ایربگ مرکزی بین تو و آدم کنارت قرار می‌گیرد. یک تشبیه از زندگی: آن بازوی خیالی اتوبوسی را تصور کن که موقع ترمز کردن در تصادف، اجازه نمی‌دهد به کسی که کنارت است بچسبی؛ مهندسان خودرو نسخه واقعی این بازو را ساخته‌اند.

ایربگ مرکزی دقیقاً در برابر چه کسی محافظت می‌کند؟

پاسخ این سؤال در نگاه اول عجیب است: چیزی که واقعاً از آن محافظت می‌کند، سناریوی برخورد دو سرنشین صندلی جلو به یکدیگر است. در یک برخورد جانبی، بدنه خودرو به‌ناگهان به یک سمت شتاب می‌گیرد؛ کمربندها تنه شما را نگه می‌دارند اما سرهایتان آزاد می‌ماند. کسی که کنار شما نشسته، سر خودش مثل یک گلوله به سمت سمت مقابل جاده پرتاب می‌شود. و دقیقاً در همین لحظه است که ایربگ مرکزی بین این دو قرار می‌گیرد و باعث می‌شود آن تماس اصلاً رخ ندهد. پژوهش‌ها هم نشان می‌دهند که این تماس ریسکی نیست که بتوان نادیده‌اش گرفت: در بررسی‌های تصادف مستند شده که تماس سرنشینانی که کنار هم روی یک ردیف نشسته‌اند، خطر آسیب را به‌طور محسوسی افزایش می‌دهد.

اما ماجرا فقط به تماس سرنشین با سرنشین ختم نمی‌شود. سیستم Front Center Airbag شرکت Autoliv و طرح‌های مشابه، سناریوی دومی را هم پوشش می‌دهند: برخوردهای far-side، یعنی از سمت مقابل. تصور کن خودرو از سمت مخالف جایی که نشسته‌ای برخورد کند. در سمت خودت چیزی نیست که به سمت در پرتابت کند، اما تو به سمت ستون فرمان سمت سرنشین یا پنل داخلی کناری پرتاب می‌شوی. حتی وقتی صندلی سرنشین خالی است، ایربگ مرکزی همینجا وارد عمل می‌شود و تو را از آن سطوح داخلی سخت محافظت می‌کند. یعنی این کیسه هوایی به هر دو نفر فکر می‌کند: وقتی هر دو هستند جلوی برخوردشان به یکدیگر را می‌گیرد و وقتی یکی تنهاست، جلوی پرتاب شدنش به سمت مقابل را.

کیسه هوایی از کجا بیرون می‌آید و در کدام برخوردها فعال می‌شود؟

محل نصب بسته به خودروساز در دو نوع جمع می‌شود. گزینه اول پشت داخلی صندلی راننده است: کیسه هوایی از آنجا خارج می‌شود و فضای بین دو سرنشین جلو را پر می‌کند. گزینه دوم ناحیه کنسول مرکزی است: سیستم جنرال موتورز به عنوان اولین تولیدکننده در سال 2013 از نقطه‌ای نزدیک به کنسول باد می‌شد. در طراحی Autoliv، کیسه هوایی یک سازه به شکل لوله دارد؛ این شکل، راه پر کردن بهینه آن فضای باریک بین صندلی‌هاست.

شرایط ورود به عمل: سنسورها چه زمانی تصمیم می‌گیرند؟

هر کیسه هوایی مثل کیسه هوایی مرکزی هم به‌تنهایی تصمیم نمی‌گیرد؛ در قلب این ماجرا، الگوریتم برخورد ECU کیسه هوایی قرار دارد. این الگوریتم نوع، زاویه و شدت برخورد را به‌طور مداوم ارزیابی می‌کند و وقتی برخوردی به‌اندازه کافی شدید احساس شود، مدارهای مربوط به فعال‌سازی را تحریک می‌کند. راهنمای کاربری هیوندای این موضوع را روشن توضیح می‌دهد: کیسه‌های هوایی جانبی از جمله این کیسه هوایی بین صندلی‌های جلو، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بسته به شدت برخورد شناسایی‌شده توسط سنسورهای برخورد جانبی باد شوند. یعنی با برخورد آرام به یک در باز نمی‌شود، و فقط وقتی یک برخورد جانبی جدی در میان باشد باز می‌شود.

سناریوی دوم واژگونی است. کیسه‌های هوایی جانبی و پرده‌ای، وقتی سنسور واژگونی فعال شود می‌توانند باد شوند. وقتی خودرو به پهلو خمیده و شروع به واژگونی می‌کند، سنسورهایی که حرکت جانبی و خم شدن خودرو را اندازه‌گیری می‌کنند می‌توانند این را از قبل تشخیص دهند؛ کیسه‌های هوایی پرده‌ای در 10 تا 20 میلی‌ثانیه اول واژگونی باد می‌شوند و می‌توانند مدت بسیار طولانی‌تر از حالت عادی، یعنی 10 ثانیه و بیشتر، باد شده باقی بمانند. دلیل این تمدید زمان ساده است: خderabad چند ثانیه می‌غلتد و کیسه هوایی باید در آن لحظه در هوا باقی بماند. اما کیسه‌های هوایی استاندارد جلو معمولاً در واژگونی باز نمی‌شوند؛ چون در آن سناریو حفاظت اضافی فراهم نمی‌کنند.

چرا آستانه باد شدن باید این‌قدر سریع باشد؟

در برخورد جانبی، مهندسان زمان بسیار کمی در اختیار دارند. در برخورد جلویی، خودرو با له شدن بخش جلویی مسافت جذب ایجاد می‌کند؛ اما در برخورد جانبی بین در و شما فقط چند ده سانتی‌متر فاصله هست. به همین دلیل باد شدن کیسه‌های هوایی جانبی معمولاً باید در 10 تا 20 میلی‌ثانیه اول تمام شود. آستانه‌های فعال‌سازی هم بسته به سناریو تغییر می‌کنند: در برخورد با جسم باریکی مثل درخت یا تیر، آستانه تا 8 مایل بر ساعت (حدود 13 کیلومتر بر ساعت) پایین می‌آید، و در برخوردهای جانبی رایج خودرو با خودرو حدود 18 مایل بر ساعت (حدود 29 کیلومتر بر ساعت) است. دلیل این که راهنماها هشدار می‌دهند «کیسه هوایی مرکزی همیشه ممکن است باز نشود» نیز همین است: سیستم در هر برخوردی فعال نمی‌شود، بلکه در برخوردهایی که الگوریتم آن‌ها را جدی می‌داند فعال می‌شود. بدون فراموشی، تمام این فرایند یک فرایند پیروتکنیک یک‌بارمصرف است؛ کیسه هوایی که یک بار باد کند خالی می‌شود و باید ماژول تعویض شود.

تفاوت آن با کیسه هوایی پرده‌ای چیست؟ آیا این دو کار یکسانی انجام نمی‌دهند؟

قطعاً خیر، و این تفاوت ممکن است مهم‌ترین جمله این مقاله باشد: کیسه هوایی پرده‌ای در برابر تهدید بیرونی و کیسه هوایی مرکزی در برابر برخورد درونی کار می‌کند. کیسه‌های هوایی پرده‌ای در طول خط شیشه‌های خودرو کشیده می‌شوند و در برابر خودروی برخوردکننده یا اجسامی مثل درخت و تیر، سر و قفسه سینه را محافظت می‌کنند. اما کیسه هوایی مرکزی هیچ تهدید بیرونی را مسدود نمی‌کند؛ فقط مانع می‌شود که دو سرنشین یا یک سرنشین با سطوح سخت داخلی سمت مقابل تماس پیدا کنند. تهدید متفاوت، موقعیت متفاوت، منطق حسگر متفاوت.

تأثیر کلی بسته ایمنی جانبی نیز در اعداد منعکس شده است: استفاده همزمان از ایربگ‌های پرده‌ای و بدنه خطر مرگ در تصادفات جانبی سمت نزدیک (nearside) را حدوداً %31 کاهش می‌دهد و ترکیب ایربگ سر و بدنه نیز حدوداً %25 کاهش می‌دهد. یک نکته دیگر هم بگویم: خودروهایی که در تست‌های تصادف جانبی بهترین امتیاز را می‌گیرند، همگی با ایربگ‌های جانبی محافظ سر عرضه می‌شوند، اما کیسه به‌تنهایی کافی نیست؛ یک ساختار جانبی مقاوم که مانع نفوذ به کابین شود نیز ضروری است. این اصل برای ایربگ مرکزی هم صادق است و کیسه جایگزین یکپارچگی سازه‌ای نمی‌شود.

تست far-side Euro NCAP چگونه امتیازدهی را تغییر داد؟

اگر یک فناوری ایمنی قرار است فراگیر شود، معمولاً ابتدا پروتکل‌های تست در آن گشوده می‌شوند و دقیقاً همین اتفاق افتاد. Euro NCAP در سال 2020 ارزیابی سرنشین far-side را اعلام کرد و این ارزیابی را به بخش تصادف جانبی امتیاز حفاظت از بزرگسال افزود. تعادل امتیازدهی جالب است: در حالی که مجموع امتیاز تست‌های دیواره جانبی و تیر محدود به 12 است، سهم حفاظت از سرنشین far-side حداکثر 4 امتیاز است. یعنی خودرو هر اندازه در حفاظت far-side بهتر باشد، همان قدر امتیاز می‌گیرد؛ یک ایربگ مرکزی مؤثر قوی‌ترین برگ برای بازی در این قطعه 4 امتیازی است. در سوی استرالیا، ANCAP نیز همین مسیر را طی می‌کند و از سال 2020 وجود و اثربخشی ایربگ مرکزی را در خودروهای رتبه‌بندی‌شده پاداش می‌دهد؛ رسیدن به 5 ستاره بدون یک عملکرد خوب دشوار شده است.

پس آیا این کیسه واقعاً کارساز است؟ یک مطالعه بیومکانیکی روی تصادفات far-side نشان می‌دهد که ایربگ طراحی‌شده، زاویه پرتاب سر و خطر شکستگی دنده‌ها را به‌طور جدی کاهش می‌دهد. Toyota Yaris نیز به‌عنوان یکی از نخستین خودروهای مجهز به ایربگ مرکزی، از نمادهای این گذار است. خلاصه اینکه نهادهای تست و خودروسازان به سمت یک جهت هُل می‌دهند: سر کسی که در صندلی جلو کنار شما نشسته، دیگر تهدیدی برای سر شما نیست.

بخش دشوار طراحی: فضای کم، مسیر بازو و زمان‌بندی

چیزی که ایربگ مرکزی را به چالش می‌کشد مکانیزم نیست، مکان است. فضای قابل تخصیص بین دو صندلی جلو، شکافی باریک است که پس از تعیین عرض صندلی‌ها و کنسول مرکزی باقی می‌ماند. باید کیسه طوری تا شود که در این فضا جا شود، در لحظه درست و جهت درست باز شود و مسیر بازوی راننده که به فرمان می‌چرخد را مسدود نکند. به همین دلیل در راه‌حل Autoliv، ساختار لوله‌ای‌شکل کیسه حیاتی است: مثل یک لوله باد میشود و آن فضای باریک را سرتاسر پر میکند، نه به خاطر پر کردن.

چالش دوم، زندگی در داخل صندلی است. وقتی کیسه داخل تکیهگاه است، صندلی همچنان باید صندلیای با قابلیت تنظیم جانبی، گرمشکن و پشتیبانی کمر باقی بماند. همین مسئله یکپارچهسازی را در کیسههای سقف پانوراما نیز دیدهایم: باد شدن صحیح کیسه بسته به سقف یا وضعیت باز-بسته بودن درپوش، باعث تأخیر شده بود. همین نوع مشکلات در سیستمهای داخل صندلی هم صدق میکند؛ به همین دلیل صنعت در حال توسعه سیستمهای کیسه نصبشده بر صندلی از نوع کوکون است که با چیدمانهای نشیمن انعطافپذیر سازگار باشند. اضافه کنم که تویوتا نیز روی مفهومی مشابه برای سرنشینان ردیف عقب که از کنسول مرکزی باز میشود کار میکند؛ ایده به سمت عقب گسترش مییابد.

پرسشهای کوتاه پرتکرار

• کیسه هوای مرکزی از کجا بیرون میآید؟ از تکیهگاه سمت داخل صندلی راننده یا از کنسول مرکزی.
• اگر صندلی سرنشین خالی باشد، باد میشود؟ بله؛ حتی وقتی فقط راننده حضور دارد، ممکن است در برخوردهای از سمت مقابل برای محافظت از راننده باد شود.
• در کدام برخوردها باد میشود؟ در برخوردهای جانبی از سمت مقابل (far-side) و در برخی موارد در واژگونی؛ شدتی که حسگرهای برخورد جانبی اندازه میگیرند تعیینکننده است.
• ابهامی در نامگذاری وجود دارد؟ بله: اصطلاحات front-center airbag، far-side airbag و centre airbag در متون به جای هم استفاده میشوند و همه کیسههای یک خانواده را توصیف میکنند.

نتیجه: کیسه کوچک، ایده بزرگ

کیسه هوای مرکزی هنوز قطعه ایمنیای است که در همه خودروها وجود ندارد و بیشتر رانندگان حتی نامش را نمیدانند. اما وقتی به عملکرد آن نگاه کنی، هم تصمیمهای مهندسی سخت سازندگان و هم فشار امتیازدهی مؤسسات آزمون را در یک بسته واحد میبینی. این کیسه تضمین میکند که نزدیکترین انسان به تو، در آسیبپذیرترین لحظه شدیدترین برخورد، تهدیدی نباشد. دفعه بعد که خودرویی را بررسی میکنی، پیشنهاد میکنم نگاهی به لبه داخلی تکیهگاه صندلی بینداز؛ شاید در آن فضای باریک، نگهبانی ساکت در انتظار تو باشد.

منابع

• Airbags - IIHS
• Front Center Airbag - Autoliv
• Euro NCAP Far Side Occupant Test & Assessment Protocol
• Euro NCAP Assessment Protocol - AOP - v9.1.3
• شرایط عملکرد کیسه هوا - Hyundai
• شرایط باد نشدن کیسه هوا - Kia EV6
• محافظت از سرنشین در برخوردهای far-side - IRCOBI
• تعامل سرنشین با سرنشین و خطر آسیب برخوردی - Newland 2008
• کیسه هوا - ویکیپدیا
• سیستمهای عملکرد کیسه هوا - دانشگاه Clemson