Кто, когда и зачем придумал подушки безопасности для автомобилей
Первая в мире машина с подушками безопасности. Первая машина, получившая штатную подушку безопасности водителя и преднатяжители ремней, появилась в 1980 году, и это был Mercedes S-класса в кузове W126. Пассажирскую подушку в качестве базового оснащения начали ставить в 1987 году, и дебютировало это оборудование на Porsche 944 Turbo.
5 марта 1981 года на автосалоне в Женеве Daimler-Benz первым в мире показал беспрецедентную для серийного автомобиля комбинированную систему безопасности — подушка в тандеме с преднатяжителем ремня безопасности. Ноу-хау? Не совсем
Сегодня подушки безопасности превратились в редкий тип оборудования, который жизненно необходим, но который, надеемся, вам никогда не пригодится. Конечно, никто, находясь в здравом рассудке, не хотел бы увидеть, как взорвутся подушки безопасности на его автомобиле. Но все же их незримое наличие где-то в глубине, под обшивкой, дает нам ощущение безопасности и защищенности во время вождения. И все это благодаря их изобретателям, которые на протяжении многих лет думали, в том числе, и о нас с вами. Сегодня мы их вспомним с благодарностью.
Как и многие полезные изобретения, автомобильная подушка безопасности началась с хорошей истории.
Ранние эксперименты
Однажды воскресным днем 1953 года бывший военный инженер по имени Джон У. Хетрик вместе с женой и 7-летней дочкой отправился на своем Chrysler Windsor 1948 года на ферму. Дело было в Пенсильвании.
В трех милях от Ньюпорта они отвлеклись на перебегавшего дорогу оленя, из-за чего водитель вовремя не заметил валун на обочине, резко вдарил по тормозам, и машина отправилась в кювет. При этом он и его жена инстинктивно выбросили руки в воздух, чтобы защитить дочь от удара головой о переднюю панель.
После того, как все успокоились и выяснили, что никто не пострадал, Хетрик не переставая вспоминал об аварии. Когда они вернулись домой, он задумался над тем, как можно защитить пассажиров в подобной ситуации. Фантазировал, начал рисовать эскизы будущего устройства — того, что сегодня называется емким и привычным словом эйрбэг (airbag).
В том же 1953 году Хетрик запатентовал конструкцию подушки, существовавшую только на бумаге
Она включала в себя баллон для сжатого воздуха под капотом и надувные мешки, расположенные на руле, в середине передней панели и в «бардачке». Для задних седоков подушки прятались в задней части передних сидений. Клапан баллона открывался и надувал мешки всякий раз, когда вследствие удара ослабевало давление на его подпружиненный замок.
У Хедрика не хватало средств на дальнейшее развитие своего изобретения, поэтому он предложил свою идею крупным автомобильным компаниям. Ответа он не получил.
В том же году, только тремя месяцами позже, похожий патент, но уже в Германии, получил местный изобретатель Вальтер Линдерер. Так часто бывает, когда хорошая идея одновременно приходит в две головы. Система безопасности Линдерера была основана по похожему принципу — сжатый воздух, выпущенный из баллона ударом бампера или самим водителем, довольно быстро наполнял подушки.
После детальных исследований этой технологии в Европе уже в 60-х годах выяснилось, что воздух не успевает наполнять систему с нужной скоростью. И это делает подушки безопасности Линдерера-Хетрика неэффективными.
Продолжатели дела
В США в конце 1950-х Ford и General Motors тоже начали серьезные эксперименты на эту тему. Их инженеры быстро сообразили, что схема заработает, если некий датчик смог бы точно в срок обнаружить столкновение, а сама подушка могла бы надуваться в течение 40 миллисекунд или даже быстрее. Поэтому до поры до времени они исследования прекратили.
Следующий знаковый прорыв случился в Японии, где в 1963 году изобретатель Ясузобуро Кобори придумал, как мгновенно надуть воздушный мешок. Для этого он использовал пиропатрон с химическими реактивами, обеспечивающий при срабатывании мощнейший выброс азота. Это была мгновенная реакция азида натрия с нитратом калия. Конструкция получилась простой и эффективной. Именно она с небольшими изменениями используется и по сей день в современных подушках.
Не хватало буквально пустяка — подходящего датчика. Именно его спустя еще четыре года после изобретения японца придумал американец Аллен Брид.
Основной компонент для срабатывания воздушных мешков назывался шариковый сенсор
При ударе шарик по инерции перемещается, замыкая электроконтакты, и подушка «выстреливает». Конструкцию Брида, идею которой, кстати, он продал всего за $5, многие как раз и считают отправной точкой в истории подушек безопасности.
И только после этого, уже в начале 1970-х, Ford предложил первые оснащенные подушками безопасности автомобили. Правда, не серийные, а лишь экспериментальные образцы.
Эйрбэг как альтернатива ремням безопасности
Так, в 1967 году Аллен Брид собрал воедино все прошлые изобретения, включая собственный шариковый сенсор, и показал, что система работает надежно и вполне безопасно. Его подушка была устроена хитро. Перед самым соприкосновением человеческого тела с раскрывшейся подушкой из нее выходило некоторое количество газа, обеспечивая менее жесткий удар. В том же году Mercedes-Benz начал разрабатывать подушки безопасности для своих автомобилей.
Примерно в то же время в США начало набирать силу Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA), которое в заботе об американцах с 1968 года обязало всех автопроизводителей оснащать все новые автомобили ремнями безопасности. Выдача аналогичного мандата подушкам безопасности неоднократно откладывалась.
В 1974-м чиновники из NHTSA определились: теперь автопроизводители обязаны установить либо ремни, либо подушки безопасности
Так, первым серийным и абсолютно гражданским автомобилем с подушкой безопасности (ранее Ford, например, испытывал подушки только на госслужащих) еще в 1973 году стал Oldsmobile Toronado, на котором стояла система Брида. Годом позже GM выпустил собственную систему безопасности ACRS и предлагал ее в качестве опции для серийных автомобилей марок Cadillac, Oldsmobile и Buick. ACRS здесь устанавливалась для водителя и переднего пассажира плюс дополнительная коленная подушка для водителя.
Общественное мнение, а также мнения специалистов, что удивительно, в те годы сходились на необходимости сделать выбор либо в пользу ремней, либо в пользу подушек безопасности. Так диктовал имеющийся на тот момент опыт. А тот факт, что срабатывание подушек при отсутствии ремней может не спасти, а, напротив, — даже убить человека, сломав ему, например, шею (таких случаев было достаточно), во внимание почему-то принимался в последнюю очередь.
Подушки безопасности как дополнение к ремням
В 1980-е производители автомобилей начали отходить от своего первоначального взгляда на подушки безопасности как на альтернативу ремням. Подушки стали обозначаться как дополнительная удерживающая система (SRS) или дополнительные надувные удерживающие устройства.
И тут мы подходим к тому, с чего начали эту историю. В 1981 году 5 марта на автосалоне в Женеве Mercedes-Benz впервые показал подушку безопасности в качестве опции и как дополнение к ремням с преднатяжителем на своей топовой модели W126. Именно такая комбинация и сегодня считается наиболее эффективной.
Подушки как стандартное оборудование
Porsche построил 994 Turbo с подушками безопасности водителя и пассажира в качестве стандартного оборудования в 1987 году, и стал первым в мире, кто сделал это. Инженеры Porsche еще до чиновников от безопасности поняли, что экономить на безопасности — последнее дело. Первым японским автомобилем с подушками безопасности стала Honda Legend. А Chrysler в 1988 году стал первым автопроизводителем США, предложившим эйрбэг в качестве базового оснащения.
Подушка безопасности переставала быть опцией по всему миру. Свою аналогичную систему в конце 80-х даже начали разрабатывать в СССР. Правда, делалось это не по инициативе ВАЗа или ГАЗа, а по заказу ГОНа (Гаража особого назначения) и на деньги Минобороны. Так что для кого предназначалась подушечка, сразу было понятно. Впрочем, в 90-е из-за недостатка финансирования и наличия готовых импортных аналогов проект закрыли.
Пионером в этом деле оставались США. В 1991-м уже все без исключения минивэны Chrysler поставлялись с подушками безопасности. Jeep Grand Cherokee 1992 года был первым внедорожником с подушками безопасности. А Dodge Ram 1993 года — первым пикапом.
В 1990 году в Вирджинии случилось первое зафиксированное столкновение автомобилей, каждый из которых был оборудован подушками безопасности
Дорогу не поделили два Chrysler Le Baron 1989 года, один из которых оказался на встречке. В итоге обе машины разбиты под списание, подушки раскрыты, а водители отделались только легкими травмами, испугом и заложенными в результате срабатывания пиропатронов ушами.
В 1991 году закон США обязал все легковые автомобили и пикапы, построенные после 1 сентября 1998 года, иметь в качестве базового оборудования подушки безопасности для водителя и переднего пассажира. У нас в России подобный закон начал работать только в конце «двухтысячных». А между тем, к 1999 году агентство NHTSA привело статистику: якобы за все время своего существования подушки гарантированно спасли в ДТП жизни более 4600 американцев.
Европа в этом вопросе слегка отставала. Быть может потому, что здесь скорости ниже, да и моторов V8 на душу населения гораздо меньше. Наиболее ходовые модели не имели обязательных подушек в базовой комплектации вплоть до начала 1990-х. В 1991-м в Европе только BMW, Volvo, Honda и Mercedes-Benz предлагают подушку безопасности в базе, и только для своих наиболее дорогих моделей. Впрочем, вскоре подушки проникли и в более массовые сегменты.
Подушки для всех, даже для пешеходов
Большинство ранних подушек безопасности были расположены спереди. В 2000-х они начали проникать в бюджетные модели, включая второй ряд сидений.
Сегодня существуют коленные подушки, боковые шторки безопасности, боковые подушки торса, подушки безопасности сидений, центральные подушки безопасности и прочие.
Придумали даже ремень безопасности, надувающийся во время аварии , чтобы сберечь грудную клетку. Первый автомобиль с таким ремнем — Mercedes-Benz ESF 2009 — экспериментальный концепт повышенной безопасности, ставший со временем для компании традицией. Кстати, к собственной чести Mercedes никогда не возражал против использования другими компаниями своей интеллектуальной собственности по части безопасности. Жизнь — святое.
Бывают автомобили с подушками безопасности для пешеходов, которые устанавливаются снаружи, чтобы уменьшить риск травматизма в случае встречи автомобиля с пешеходом. Такую систему представляла в 2012 году Volvo на модели V40.
Не обошли подушками и мотоциклы. В середине 70-х Лаборатория транспортных исследований Великобритании провела испытания различных типов подушек безопасности на двухколесном транспорте. Впрочем, первым оснащенным системой безопасности с использованием подушек мотоциклом оказалась модель Honda Gold Wing.
Кто был самым первым? Новаторы автомобилестроения
Первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания
Первый в мире серийный автомобиль с ДВС построил в 1895-м и запатентовал год спустя немецкий изобретатель Карл Бенц.
Логично будет начать с воспоминаний о первом автомобиле с ДВС. В начале девятнадцатого века над его созданием экспериментировали сразу несколько ученых. Швейцарский инженер Франсуа Исаак Де Риваз еще в 1806-м построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на водородно-кислородной смеси. Двадцать лет спустя аналогичные попытки предпринял англичанин Семюэль Браун. В историю также навсегда вошли Этьен Ленор и Зигфрид Маркус. Но совершенно незыблемым «брендом» стал Карл Бенц. Именно он в 1895-м разработал и запустил в серийное производство автомобиль Benz Patent-Motorwagen, который и принято считать первым.
Первый легковой автомобиль с дизельным двигателем
Патент на собственный двигатель, в основе работы которого лежал цикл Карно, немецкий инженер Рудольф Дизель получил в 1892 году (в США – в 1895-м). Тем не менее на протяжении многих десятков лет применения дизельным двигателям в автомобильном транспорте не находилось по причине несовершенства существующих систем впрыска топлива. Такие моторы использовали, в основном, в стационарных механизмах и силовых установках морских судов. И только в двадцатые годы прошлого века – когда Роберт Бош создал модификацию бескомпрессорной форсунки – дизельные двигатели начали широко устанавливаться на грузовые автомобили.
Между появлением первого дизельного двигателя и началом широкого применения дизелей в автомобильной промышленности – настоящая временная пропасть. На фото – первый серийный легковой автомобиль с дизельным двигателем, Mercedes-Benz 260D образца 1936 года.А вот первой серийной легковой машиной с дизелем под капотом принято считать Mercedes-Benz 260D. Компания представила его в 1936 году на выставке в Берлине. Двигатель объемом 2,6 литра развивал 45 л.с., потреблял менее 10 литров топлива на 100 км пробега и… без глобальных изменений дожил до 1980-х годов XX века. Модификации этого двигателя устанавливались на Mercedes-Benz W123, которые до сих пор можно встретить на наших дорогах.
Первый легковой автомобиль с турбонаддувом
Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель экспериментировали с наддувом практически с момента создания своих первых двигателей – под занавес девятнадцатого века. Однако на первых порах сфера применения турбокомпрессоров ограничивалась корабельными, а затем – авиационными двигателями. Первыми серийными легковыми автомобилями с турбонаддувом стали… Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire, дебютировавшие лишь в 1960-х.
Oldsmobile Jetfire – первая серийная легковушка с турбонаддувом. На момент его появления люди боялись сложной конструкции, к тому же проблемы с надежностью действительно имели место быть.Парочка от концерна GM попала на прилавки США в 1962-м и наделала много шума. V-образная «восьмерка» объемом 3,5 литра выдавала 215 л.с. и 411 Н∙м крутящего момента. Разгон до сотни занимал меньше 9 секунд. Вот только на конвейере автомобили продержались всего два года. Основной причиной стали проблемы с надежностью.
Первый автомат для легкового автомобиля
GM Hydra-Matic считается первой массовой автоматической коробкой передач и использовалась многими автомобильными компаниями по всему миру.Создание первой полностью автоматизированной коробки передач – еще один повод для гордости концерна General Motors. В 1940-м коробка GM Hydra-Matic стала доступна в качестве опции для автомобилей Cadillac, Oldsmobile и Pontiac. Именно GM Hydra-Matic вошла в историю как первая массовая автоматическая коробка передач. Кстати, помимо автомобилей концерна GM этот 4-ступенчатый гидромеханический автомат устанавливали на Bentley и Rolls-Royce. Эта же коробка легла в основу разработок многих автомобильных компаний по всему миру.
Первый автомобиль с системой впрыска топлива
Система впрыска топлива широко использовалась в авиационной технике Второй Мировой войны, а также в дизельным автомобилях, начиная с 1930х годов. Первым автомобилем, оснащенным бензиновым двигателем и системой впрыска топлива, стал Goliath GP700. Оригинальная карбюраторная модель имела мощность в 25 л.с, однако, с приходом системы впрыска, движок разогнался до 29 л.с.!
Oldsmobile Toronado 1973
Oldsmobile Toronado 1973 модельного года – первый в мире серийный автомобиль с подушкой безопасности.Oldsmobile Toronado 1973 модельного года – первый в мире серийный автомобиль с подушкой безопасности.
Cadillac Deville 1975
Cadillac Deville образца 1975 года также был одним из первых автомобилей, опционально оснащавшихся водительским эйрбэгом.Cadillac Deville образца 1975 года также был одним из первых автомобилей, опционально оснащавшихся водительским эйрбэгом.
Можете мне не верить, но запуск в серийное производство автомобиля с водительской подушкой безопасности – вновь достижение General Motors. В 1972 году концерн выпустил Oldsmobile Toronado с эйрбэгом в руле, а уже через год GM предлагал подушки безопасности на целом ряде своих моделей – пусть и в качестве опции.
Интересно, что достижение запросто могло принадлежать другой американской корпорации. Аллен Бирд – изобретатель и владелец патента на шариковый сенсор для распознавания удара – еще в 1967-м представил свое изобретение руководству Chrysler. А в 1971-м корпорация Ford, возглавляемая на тот момент легендарным Ли Якоккой, изготовила экспериментальную партию Ford Taunus с подушками безопасности. Вот только дальше дело не пошло.
Первый автомобиль с боковыми подушками безопасности
Volvo 850 – первый в мире серийный автомобиль с боковыми подушками безопасности.
Пионером в области применения боковых подушек безопасности выступила компания Volvo. В 1995-м шведы начали оснащать этим ноу-хау седаны и универсалы Volvo 850. Да-да! Уже тогда компания из Гетеборга ставила безопасность во главу угла, попутно делая ее частью своего имиджа. Неудивительно, что шведам принадлежит еще одно новаторство в области пассивной безопасности: в 2012 году Volvo V40 стал первым серийным автомобилем с подушкой безопасности для пешехода.
«Пешеходная» подушка безопасности раскрывается при наезде на человека на скоростях от 20 до 50 км/ч. Эйрбэг раскрывается после того, как факт удара фиксирует один из семи датчиков.
Первый автомобиль с коленной подушкой безопасности
Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.
Если бы до подготовки этого материала меня попросили назвать автомобиль, удостоенный этого звания, я бы назвал Mercedes-Benz S-Class в 221 кузове или что-то из современной линейки Тойоты. Однако правильный ответ заставил удивиться по-настоящему. Причем даже дважды. Первым в мире серийным автомобилем с коленной подушкой является… Kia Sportage. Причем речь идет о кроссовере самого первого поколения, выпускаемого с 1993 года. Так что на сегодняшний день это единственный в мире автомобиль, оснащенный тремя подушками безопасности.
Первый автомобиль с кондиционером
Заканчиваем сегодняшнюю подборку, вспоминая первый серийный легковой автомобиль с кондиционером. Им оказался Packard 12 Sedan, дебютировавший на мотор-шоу в Чикаго в 1939-м. Впрочем, на тот момент кондиционер в автомобиле оказался скорее дорогой игрушкой (около 300 долларов – тогда как за 1000 долларов можно было купить автомобиль), поскольку не отличался эффективностью и требовал особого внимания. Для охлаждения салона требовалось остановить Packard, открыть капот и вручную установить ремень на шкив системы кондиционирования. Кроме того, компоненты системы кондиционирования отнимали у автомобиля около трети багажника. Более-менее массовыми автомобильные кондиционеры стали лишь в 1950-е годы, а настоящий бум пришелся на 1970-е и 1980-е годы.
Packard 12 Sedan образца 1939 года стал первым в мире серийным легковым автомобилем, предлагающим кондиционер в качестве опции. Тем не менее громоздкая и дорогая система в то время не снискала популярности.
Спасают и калечат: 5 фактов о подушках безопасности
«Воздушный мешок» без воздуха
Англоязычное название подушки безопасности (airbag) дословно переводится как «воздушный мешок». Наполнять подушки сжатым воздухом предлагали запатентовавшие их инженеры, но эксперименты показали, что сжатый воздух не может надуть подушку с необходимой скоростью. В 1964 году японский автомобильный инженер Ясузобуро Кобори создал подушку современного типа, работающую по принципу ружья.
В момент аварии подушка за доли секунды наполняется азотом и «выстреливает» со скоростью 200–300 километров в час. Для надувания подушек используется газогенератор с пиропатроном. Последний активируется от электрического импульса при срабатывании датчиков фронтального удара и поджигает находящуюся в газогенераторе смесь азида натрия (NaN3), нитрата калия (KNO3) и диоксида кремния (SiO2). Первое из этих соединений при возгорании выделяет необходимый для надувания подушки азот, а два других соединения используются для дополнительной генерации азота и для нейтрализации выделяющегося во время горения смеси натрия, который, как и ядовитый азид натрия, представляет опасность для человека. Почти сразу после надувания азот выходит из подушки через специальные отверстия.
Слово «подушка» (cushion) для названия новой системы безопасности использовал в своем патенте Джон Хетрик. В англоязычных странах термин не прижился, но в итоге нашел свое место в русском языке.
Подушки безопасности позиционировались как альтернатива ремням
Первые автомобили концерна General Motors, оснащавшиеся подушками безопасности в 1970-х годах, имели поясные ремни безопасности, но не имели плечевых ремней: в компании позиционировали подушки как альтернативу плечевым ремням. Однако такой подход не повысил безопасность автомобилей и не получил дальнейшего распространения. На современных автомобилях подушки безопасности срабатывают, только если водитель или пассажир пристегнут ремнем, который удерживает человека на месте, не давая столкнуться с подушкой на травмоопасной скорости.
50 457 жизней
спасли фронтальные подушки безопасности в США с 1987 по 2017 год. Такие данные приводит в своих отчетах Национальное управление безопасностью движения на трассах (NHTSA) США.
Неисправная подушка может покалечить или убить
Не имеющие дефектов подушки безопасности обычно не представляют угрозы для водителей и пассажиров автомобилей. Исправная подушка не может раскрыться случайно от небольшого удара, а ремни с преднатяжителями и другие системы безопасности машины обычно смягчают удар человека о подушку, хотя при аварии на большой скорости человек может получить травмы от контакта с подушкой (в зоне риска здесь находятся водители и пассажиры в очках). Также фронтальную подушку пассажира рекомендуется отключать при перевозке ребенка в автокресле на переднем сиденье.
Ситуация может измениться, если подушка имеет конструктивный дефект или приходит в негодность от времени. Так, неисправность подушек безопасности много раз становилась причиной массовых отзывов автомобилей по всему миру. Наибольшую огласку среди них приобрели отзывы десятков миллионов автомобилей разных марок, оснащенных подушками безопасности японской компании Takata. Из-за дефекта газогенератора подушки Takata могут прийти в негодность на старых машинах под воздействием жары и влажности: при их срабатывании газогенератор взрывается, а его металлические фрагменты превращаются в смертоносную шрапнель. Только в США за последние несколько лет из-за этого дефекта подушек Takata более 400 человек получили серьезные травмы, а 18 человек погибли.
Отзыв машин из-за подушек Takata стал крупнейшим в истории, а компания, признавшая свою вину, обанкротилась. После продажи активов новому владельцу Takata возобновила работу под названием Joyson Safety Systems.
Подушки нового поколения могут обхватывать голову человека
Инженеры продолжают совершенствовать подушки безопасности. Для предотвращения соскальзывания головы водителя или пассажира с подушки при фронтальном ударе со смещением относительно оси машины в компании Honda в 2019 году предложили использовать трехсекционные подушки с двумя боковыми и одним центральным сегментом. В такой подушке центральный сегмент утоплен вглубь относительно боковых сегментов, между которыми натянута тонкая сетка.
При столкновении голова водителя или пассажира попадает на эту сетку, которая не только дополнительно смягчает удар, но и притягивает боковые сегменты подушки, чтобы они обхватили голову человека с обеих сторон.
Мотоциклистов спасают жилеты с подушками безопасности
С 70-х годов прошлого века ряд компаний занимался разработкой подушек безопасности для мотоциклов, но широкого распространения такие подушки не получили. Альтернативой им стали жилеты со встроенными подушками безопасности, которыми также пользуются наездники. Подушки в этих жилетах обычно являются многоразовыми, а для их надувания используется углекислый газ. С недавних пор такие жилеты стали обязательным элементом экипировки мотогонщиков.
Источник https://auto-hack.ru/pervaya-v-mire-mashina-s-podushkami-bezopasnosti/