Hogyan védi az oldalsó függönylégzsák a fejet az ablak mellett?

Az oldal megosztása
Az oldalfüggöny airbag egy hosszú, szövet függöny, amely a tető sínje mentén húzódik, és oldalütközésnél megakadályozza, hogy a fejed az üveg széle felé kirepüljön. Mivel az üveg eltörhet, gyakran ez a függöny az egyetlen dolog a fejed és a becsapódó jármű vagy egy villanyoszlop között; más feladatot lát el, mint az ajtóban lévő oldalmellkasi airbag, és teljesen más logika szerint működik. Íme ennek a logikának a részletei, egy téma formájában, amiben magam is elakadtam.
A legfontosabbak
- A függöny airbag az oldalütközés első 10-20 ezredmásodpercében a helyén van; egyetlen pislogás ennél 5-7-szer lassabb.
- A fejet védő oldallégzsák az autósofőrnél 37%-kal, az SUV-sofőrnél 52%-kal csökkenti az oldalütközésben bekövetkező halál kockázatát.
- A felborulásra aktiválódó függönyök a normálisnál sokkal tovább, 10 másodpercig vagy annál is tovább tarthatják meg a felfújtságukat.
- Felborulásos helyzetben a függöny + biztonsági öv kombináció 99%-kal csökkenti annak esélyét, hogy az utas kirepüljön a járműből.
- Keskeny tárgynak, például fának vagy oslopnak való ütközésnél az aktiválási küszöb körülbelül 13 km/h, jármű-jármű oldalütközésnél körülbelül 29 km/h.
Hogyan aktiválódik az oldalfüggöny airbag?
Elölről történő ütközésnél minden egy bizonyos rend szerint zajlik: az orr összezúzódik, a deformációs zóna elvégzi a dolgát, az érzékelők irányítják a folyamatot. Oldalütközésnél viszont erre nincs mód. Az utas és a becsapódó jármű közötti távolság néha mindössze egy maroknyi; itt a rázkódási zóna gyakorlatilag csak maga az ajtó. Ezért a függöny airbag aktiválási logikájának gyorsabbnak és szelektívebbnek kell lennie, mint az első airbagé, gyökeresen eltérő módon.
A jármű karosszériájába épített oldalütközés-érzékelők megmérik a becsapódás erejét, sebességét és szögét, és elküldik az adatokat a vezérlőegységnek. A vezérlőegység ezredmásodperceken belül kiértékeli az adatot, és ha átlépi a küszöböt, aktiválja a függönyt. Emellett van egy második aktivátor is: a borulásérzékelő. Ez az érzékelő figyeli a jármű oldalsó mozgását és dőlésszögét; még ha valódi borulás még nem is kezdődött el, ha az oldalsó kirepülés és a dőlés érzékelési küszöbét átlépi, felfújhatja a függönyt. Vagyis a függöny airbag akkor is tud aktiválódni, ha borulás még nincs, de a borulás lehetősége megjelenik - ez egy olyan viselkedés, amely az első airbagnál nem létezik.
A küszöbértékek az ütés típusától függően változnak
A vezérlőegység legérzékenyebb feladata eldönteni, melyik ütés érdemli meg a függönyt. Keskeny tárgynak, például fának vagy villanyoslopnak oldalról való nekimenni azért halálosabb, mint egy széles jármű-jármű ütközés, mert az erőt egyetlen ponton összpontosítja; de paradox módon kevesebb erőt közvetít az érzékelőknek. Ezért a keskeny tárgyakkal szembeni ütközéseknél az aktiválási küszöb alacsonyan van tartva, körülbelül 13 km/h (8 mph); elosztott jármű-jármű oldalütközéseknél ez az érték körülbelül 29 km/h (18 mph). Összehasonlításul: az első airbagoak bekötött övvel körülbelül 26 km/h-nál, öv nélkül 16-19 km/h körül fújódnak fel. Az oldal, azaz korábban kell döntést hoznia.
Ebből a következő gyakorlati következtetés vonható le: baleset után teljesen természetes, hogy az ember megkérdezi: "miért nem fúvódott fel az airbag?" Egy bizonyos szög alatti ütések, alacsony sebességek, a jármű felett elsuhanó ütközések, vagy egyetlen pontra összpontosuló és az érzékelőknek nem teljes erővel átadó ütések esetén a függöny nem fújhat fel. Ez nem hiba, hanem a küszöblogika természetes következménye. Egyes baleseteknél a légzsák felfújódása nélkül a biztonsági öv előfeszítője aktiválódik; a döntő tényező mindig a vezérlőegység küszöbértékelése.
Ezredmásodpercekkel versenyző töltés: hogyan működik a sebesség-kalibráció?
A függönylégzsák leglátványosabb jellemzője a sebessége. Oldalütközésnél a fej az üveg széléig való eljutása tíz ezredmásodpercet vesz igénybe, ezért a függönynek teljesen a helyén kell lennie, mielőtt az utas és a jármű oldala közé kerülne. Egy tipikus oldallégzsák az ütközés első 10–20 ezredmásodperce alatt fúj fel. Függönylégzsákok esetében laboratóriumi mérésekben a töltési idő körülbelül 20 ms, a kibocsátási sebességek másodpercenként 7,77 méterig emelkedtek. Az Autoliv, egy függönygyártó, azt állítja, hogy függönye 30 ms-nál rövidebb idő alatt a helyén van; ha kisipársz, ennek 5–7-szeresével több idő telik el. Komolyan próbáld ki egyszer, és gondold el: azon rövid pillanatban egy szövetfüggöny teljesen eltakarja az ajtótól a tetőig húzódó üvegfelületet.
Bár a töltési idő állandó gyári beállításnak tűnik, valójában az ütés jellemzőihez igazítva tervezik. Keskeny oszlopnak történő nagy sebességű ütközésnél a fej gyorsabban halad, a függönynek korábban és keményebben kell felfúvódnia; szétszórt jármű-jármű érintkezésnél az utazás néhány ezredmásodperccel hosszabb. A függöny gázgenerátorát, a szövet keménységét és a légkiáramlási nyílások méretét úgy kalibrálják, hogy mindezeket a forgatókönyveket lefedjék. Vagyis abban a vékony szövetsávban az ütközésfizikával megírt döntési rendszer rejtőzik.
A B és C oszlop mögötti rejtett mérnöki munka

Valaha elgondolkodtál már azon, hol rejtőzik a függönylégzsák? Egy hosszú szövetzsák az ajtók felett, a tetősín mentén, a mennyezetburkolat és az oszlopburkolatok mögé hajtva várakozik. Mivel az első és hátsó ajtók felett, mindkét tetősínen helyezkedik el, egyszerre védi az első és a hátsó ülésen ülő utasok fejét. Aktiváláskor lefelé nyílik ki, és szövteste üvegmentes függönyként tágulva eltakarja az üvegfelületet.
A dolog legfinomabb részlete a B oszlopnál van. A függöny a B oszlop elülső oldalán halad lefelé; nem az oszlop mögött. Ennek oka egyszerű: a B oszlopon belül kábelezés fut, és ha a függöny belekeveredne ebbe a hálózatba, a kinyílás romlana. A mérnöök erre speciális megoldásokat dolgoztak ki; ilyenek például a szabadalmaztatott "pillar ramp" szerkezetek, amelyek a légzsák kinyílási csatornáját távol tartják a kábelektől. Legközelebb, ha megéred az autód B oszlopát, tudd, hogy benne egy passzívnak tűnő, de ezredmásodperceire megtervezett rendszer rejtőzik.
Miért marad fel fújva a függöny 10 másodpercig borulásnál?
Normál oldalütközésnél a függöny másodperceken belül leereszkedik; a dolga befejeződött. Borulásnál azonban a helyzet egészen más. Ha az autó bukik, nem elég, hogy a függöny csak az első érintkezési pillanatban védekezzen, mert a bukás több másodpercig tart, és az autó többször is felborulhat. A bukásra aktiválódó függöny airbagek ezért a becsapódás első 10-20 ezredmásodpercében fújódnak fel, de utána 10 másodpercig vagy tovább felfújva maradhatnak. Több fordulatot tartalmazó bukásoknál is keményebben fújódnak fel a megszokottnál, hogy az ablaknyílást zárva tartsák, és megakadályozzák, hogy a biztonsági övet viselő utasok kiszóródjanak az ablakon.
Mennyire működik ez a képesség? A bukásra aktiválódó függöny airbaget és a biztonsági övet együtt értékelő szövetségi szabvány tesztekben 99%-os csökkenést számoltak ki az utasok kiszóródásának valószínűségében bukásos esetekben. Ezt a számot a tetőoszlop mögötti vékony szövetnél elolvasni - szerintem az autóipari mérnökség egyik legmeghökkentőbb eredménye. Még egy érdekes részlet: ez a bukási viselkedés az USA-ban nem kötelező külön, de az autók 2018 óta már ezekkel a függönyökkel teljesítik az utasok oldalsó ablakon való kiszóródásának megelőzésére vonatkozó követelményt. Vagyis a szabályozás résnyire nyitotta az ajtót, a mérnökség pedig kitöltötte a belsejét.
A bukási oldala is határokkal rendelkezik, őszintének kell lenni. A spin és a teljes léptékű bukási tesztek azt mutatták, hogy a bukásra aktiválódó függönyök nem tudják teljesen megakadályozni az övet viselő utas felfelé-kifelé mozgását; ezenkívül a bukási érzékelő már enyhe dőléseknél is feleslegesen aktiválódhat. Mivel a párnákat egyetlen fújásra tervezték, egy többlépcsős balesetben ugyanaz a függöny nem tud védelmet nyújtani a második becsapódáshoz.
Mennyire működik a függöny airbag - és önmagában elég-e?
Beszéljenek a számok. A fejet védő oldalsó airbagek az autóvezetőknél 37%-kal, az SUV-vezetőknél 52%-kal csökkentik az oldalsó ütközés halálozási kockázatát. A függöny és test airbag kombinációja a közeli oldalsó becsapódásoknál 31%-kal, az egységes fej/test kombinációs párnák 25%-kal csökkentik a halálozási kockázatot. Csak az USA-ban 2012-ig becslések szerint 2252 életet mentettek meg az oldalsó airbagek. 2003 óta az oldalsó ütközési tesztekben legjobb eredményt elért járművek mindegyike fejet védő oldalsó airbaggel van felszerelve; 2008 óta pedig az ausztráliai tesztprogramokban a függöny airbag előfeltétel. Európában az oszlop tesztet 32 km/h sebességnél végzik, és a függöny airbaggel rendelkező járművek felfújt energiaelnyelő zónáit is értékelik.
De a dolog kritikus mondata ez: A függöny airbag önmagában nem elég; az utastér szerkezetének meg kell őriznie az integritását a becsapódásnál. A párna ágyat helyez a fej és a külvilág közé; de ha az ágy mögötti fal összezúzódik és behatol, egyetlen szövet sem használ. Ráadásul az oszlop teszt adatai nem mutatták, hogy az ülésbe szerelt mellkas/fej párnák olyan hatékonyak lennének, mint a függöny. A függöny az oldalsó védelem leginkább bizonyított formátuma.
| Párna típusa | Aktiválási forgatókönyv | Felfújva maradási idő |
|---|---|---|
| Első airbag | Első becsapódás | Rövid, bukásra nem aktiválódik |
| Standard oldalsó függöny airbag | Oldalsó becsapódás | Másodperceken belül leereszkedik |
| Bukásérzékelős függöny airbag (RSCA) | Oldalsó becsapódás és bukás | 10 másodperc és efölött |
| Külső oldalsó légzsák (precrash, sorozatgyártásban még nincs) | A közeledő oldalsó ütközésre, az ajtó alatt | Ütközés előtt fújódik fel |
Ha a jövőbe tekintünk: 2020-ban új oldalsó teszteket vezettek be a távoli oldal (far-side) ütközésekre; a far-side légzsákok csökkentik a fej kicsapódását és a bordatörés kockázatát. Egy beszállító precrash-érzékelős külső oldalsó légzsákja szintén arra törekszik, hogy az ajtók alatt életágy méretű párnát fújva kezelje a közeledő oldalsó ütközést; még nincs sorozatgyártásban, de a koncepció azt jelenti, hogy a függöny logikáját a járművön kívülre viszik.
Bekötöd a biztonsági övet? A függöny a te szolgálatodban áll
A függöny légzsák fő feladata a felborulási forgatókönyvben az utasok kilövésének megakadályozása, különösen a biztonsági övet bekötött utasok esetében. Vagyis az öv és a függöny egy csapat; az egyik az üléshez rögzít, a másik bezárja az ablaknyílást. Az is örömteli adat, hogy a 15 év alatti gyermekeknél nem mutattak ki az oldalsó légzsák felfújódásával megnövekedett sérülési kockázatot; az oldalsó légzsákok amúgy is kisebbek, és kevesebb energiával fújódnak fel, mint az első légzsákok.
A gyakorlati tanulság ebből egyszerű: kösd be az öved, ne rögzíts kemény tárgyakat a tetőkárpithoz és az oszlopburkolatokhoz, az ablak melletti fejtámlát igazítsd helyes helyzetbe. Egy baleset pillanatában nem tudod irányítani a milliszekundumokat, de a mérnökök már 30 éve pontosan ezt teszik - és a statisztikák azt mondják, hogy működik. Szerinted ez megváltoztatja majd, hogyan tekintesz legközelebb az autó B-oszlopára? Szerintem mindenképpen megváltoztatja.
Források
- Airbags - IIHS
- Side Curtain Airbag - Autoliv
- Experimental Testbed for Nondestructive Analysis of Curtain Airbags - MDPI
- Evaluation of FMVSS No. 226 - NHTSA
- Why didn't my airbag go off in a collision? - Kia Owner's Manual
- Airbag Operation Conditions - Hyundai Owner's Manual
- Euro NCAP Assessment Protocol - AOP - v9.1.3
- Side Pole Impact Test - Latin NCAP
- Pillar ramp structure patent - US20070132217A1
- Curtain airbag with deflation mechanism - US20060202456A1
- Occupant Protection in Far-Side Impacts - IRCOBI
- Vehicle Air Bags and Injury Prevention - NHTSA