تصادفات جاده‌ای یکی از اتفاقات ناگهانی است که می‌تواند عواقب جبران‌ناپذیری به دنبال داشته باشد. به منظور کاهش خطرات و آسیب‌های جدی، خودروهای مدرن به یک مجموعه از ویژگی‌های ایمنی مجهز شده‌اند، از جمله کمربند ایمنی و کیسه هوا. ایربگ خودرو به عنوان یکی از ویژگی‌های ایمنی معمول در خودروها شناخته می‌شوند که به همراه کمربند ایمنی به منظور حفاظت از سرنشینان در زمان تصادف های جاده‌ای عمل می‌کنند اما سوال اصلی این است: کیسه‌های هوا چگونه عمل می‌کنند و پشت پرده این فناوری نجات‌بخش چه علمی اسراری دارد؟
ایربگ خودرو و عملکرد آنها:
کیسه‌های هوا، یا همان “بالشتک کیسه هوا”، ابزاری ایمنی حیاتی هستند. این کیسه‌ها از جنس پارچه‌ای هستند که در صورت وقوع یک تصادف و توقف ناگهانی خودرو، به سرعت باد می‌شوند.
عملکرد اصلی کیسه‌های هوا پس از وقوع تصادف و توقف ناگهانی خودرو با ضربه است. ایربگ با باز شدن ناگهانی باعث کاهش حرکت سریع سرنشینان به جلومیشود و مانند بالشتک عمل میکند تا از ضربات ناشی از تصادف به سرنشینان جلوگیری کند.
اجزا کیسه های هوا:
سیستم ایربگ از سه بخش اصلی تشکیل شده است: ماژول ایربگ، سنسورهای تصادف، و واحد کنترل.
ماژول ایربگ یک کیسه پارچه‌ای است که معمولاً در فرمان برای راننده و در داشبورد برای سرنشین جلو قرار دارد. این کیف در فضای کوچکی در فرمان یا داشبورد قرار می‌گیرد و به یک واحد بادکن متصل می‌شود. واحد بادکن از یک ژنراتور گاز کوچک تشکیل شده است که توسط یک سیگنال الکتریکی از سنسورهای تصادف فعال می‌شود.
سنسور های تصادف:
سنسورهای تصادف در سرتاسر خودرو قرار دارند و برای تشخیص تصادف‌ها طراحی شده‌اند. این سنسورها معمولاً نیروهای شتاب و کاهش سرعت را اندازه‌گیری می‌کنند و هنگامی که این نیروها از آستانه معینی فراتر رفتند، سیگنالی را به واحد کنترل ارسال می‌کنند.
واحد کنترل:
وقتی واحد کنترل سیگنالی از سنسورهای تصادف دریافت میکند، سیگنال الکتریکی را به واحد بادکن می‌فرستد که ژنراتور گاز را فعال میکند. سپس ژنراتور گاز یک انفجار گاز با فشار بالا ایجاد میکند که کیسه هوا را باد میکند.
کیسه هوا به سرعت باد می‌شود و سپس به همان سرعت، معمولاً در یک کسری از ثانیه، باز می‌شود. هدف اصلی کیسه هوا محافظت از سر و بالاتنه سرنشینان و جلوگیری از برخورد آنها به سطوح سخت داخل وسیله نقلیه مانند فرمان، داشبورد یا شیشه جلو است.
علم پشت کیسه‌های هوا:
فیزیک برخورد و توزیع نیرو:
در طی یک تصادف، خودرو و سرنشینان آن تغییر ناگهانی سرعت را تجربه می‌کنند که منجر به توزیع نیرو در سراسر بدن می‌شود. این تغییرات در سرعت نیرو ایجاد میکند که در سراسر بدن توزیع می‌شوند. کیسه‌های هوا برای کاهش تأثیر این نیروها به عنوان یک بالشتک طراحی شده‌اند که بخشی از انرژی را جذب میکند و به طور یکنواخت در سراسر بدن توزیع میکند.
طراحی مهندسی سیستم بازکردن کیسه هوا:
ایربگ‌ها طراحی شده‌اند تا در صورت تصادف سریع و قوی باز شوند. این سیستم باعث باز شدن کیسه‌های هوا می‌شود و از طریق یک ماژول کنترل و یک بادکننده کنترل می‌شود. سنسورها کاهش سرعت ناگهانی خودرو را تشخیص می‌دهند که باعث می‌شود ماژول کنترل ، باز شدن کیسه‌های هوا را آغاز کند. سپس بادکننده به سرعت کیسه‌های هوا را باز میکند
علم مواد و واکنش شیمیایی:
ایربگ‌ها معمولاً از پارچه‌های نایلونی ساخته شده‌اند که محکم، سبک و با دوام هستند. واکنش شیمیایی به دقت کنترل می‌شود تا اطمینان حاصل شود که کیسه هوا به سرعت باد می‌شود اما خطری برای سرنشینان خودرو ایجاد نمی‌کند.
تعامل با کمربند ایمنی برای حداکثر ایمنی:
کیسه‌های هوا به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با کمربند ایمنی همکاری کنند تا حداکثر ایمنی را برای سرنشینان خودرو فراهم کنند. کمربند ایمنی به نگه‌داشتن سرنشین در موقعیت صحیح در زمان تصادف کمک میکند، در حالی که کیسه‌های هوا یک بالشتک اضافی برای کاهش تأثیر برخورد ایجاد می‌کنند. توجه به این نکته حائز اهمیت است که کیسه‌های هوا نمیتوانند جایگزینی برای کمربند ایمنی شوند.بلکه به عنوان یک ویژگی ایمنی اضافی همراه آنها عمل می‌کنند.
عملکرد کیسه هوا:
عملکرد کیسه هوا در واقعیت به سادگی توضیح داده می‌شود. این دستگاه با استفاده از سنسورهای ضربه که در اطراف خودرو نصب شده‌اند، به تشخیص برخوردهای جدی و قابل آسیب‌رساندن می‌پردازد. در صورتی که سنسورها به این نتیجه برسند که برخورد امکانی به وجود آورده است، به واحد کنترل کیسه هوا اطلاع داده و فرآیند فعال‌سازی کیسه هوا را آغاز میکند. این فرآیند با روشی بسیار مشخص انجام می‌شود. هنگامی که کیسه هوا فعال می‌شود، یک واکنش شیمیایی بین آزید سدیم و نیترات پتاسیم که به اندازه یک قرص آسپرین است رخ می‌دهد. به وسیله‌ی یک جرقه داغ به اشتعال درآمده و مقدار زیادی گاز بی‌اثر، اصولاً نیتروژن، برای پرکردن کیسه هوا تولید میکند.
سرعت باز شدن کیسه هوا
کیسه هوا با سرعتی نزدیک به 200 مایل در ساعت از درزهای مختلفی در داخل خودرو به بیرون پرتاب می‌شوند، به عنوان مثال، از روی فرمان. این کیسه هوا از خودرو جدا می‌شود و به طور ایمن توسط فشار باد به آرامی پخش می‌شود. وجود سوراخ‌های کوچک در پشت کیسه هوا به گاز اجازه می‌دهد تا به عنوان یک بالشتک جاذب ضربه عمل کند، به جای این که سطح سختی باشد که ممکن است برای افراد آسیب‌زننده باشد.
تمامی این عملیات در چند کسری از یک ثانیه انجام می‌شود و به کیسه هوا امکان می‌دهد که قبل از برخورد با سطح، باز شود. اگر تا کنون در یک تصادف شدید درگیر شده باشید و کیسه هوا باز شده باشد، ممکن است پودر سفید رنگی که پس از آن باقی مانده را مشاهده کرده باشید. این پودر تالک بی‌خطری است که از چسبیدن کیسه هوا تا قبل از باد شدن و در هنگام آن جلوگیری میکند. اگرچه برخی افراد ممکن است به عنوان نتیجه‌ای از باز شدن کیسه هوا با برخی مواد شیمیایی ناشی از این فرآیند واکنش نشان دهند، این واکنش‌ها عمدتاً پس از مدت زمان طولانی و بلند مدت اتفاق می‌افتد.
جنس کیسه های هوا چیست؟
ایربگ‌ها از جنس پارچه‌های مختلفی ساخته می‌شوند که از نظر مقاومت، سبکی و انعطاف‌پذیری انتخاب می‌شوند. جنس اصلی مورد استفاده برای ساخت ایربگ‌ها عبارت است از:
پارچه نایلونی (Nylon Fabric): بسیاری از ایربگ‌ها از پارچه نایلونی ساخته می‌شوند. این نوع پارچه بسیار مقاوم و سبک است. ضربه‌گیری مناسبی را ارائه می‌دهد و در صورت فشار شدن با گازهای فشرده، به شکل یک کیسه بادی تبدیل می‌شود.
پارچه‌های ترکیبی (Fabric Blends)
: برخی از ایربگ‌ها از ترکیب‌های مختلفی از پارچه‌ها ساخته می‌شوند تا خصوصیات مختلفی از جمله استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر حرارت و رطوبت را داشته باشند.
پارچه‌های پلیمری (Coated Fabrics):
برخی از پارچه‌های ایربگ با پوشش‌های خاصی مثل لایه‌های پلیمری یا پوشش‌های مختلف مقاومت و عملکرد بهتری در برابر شوک و فشار ایجاد می‌کنند.
پارچه‌های آرامید(Aramid Fabrics):
پارچه‌های آرامید بسیار مقاوم هستند و به عنوان یکی از جنس‌های استفاده شده در ایربگ‌ها شناخته می‌شوند.
این پارچه‌ها با استفاده از تکنولوژی‌ها و مهندسی دقیق طراحی می‌شوند تا در شرایط تصادفی، به عنوان یک بالشتکی برای جذب و توزیع نیروهای ضربه به سرنشینان خودرو عمل کنند. انتخاب جنس مناسب برای پارچه ایربگ و تعامل آن با سایر اجزای سیستم ایربگ برای ایجاد عملکرد بهینه ایربگ بسیار حائز اهمیت است.
در مورد نصب کیسه های هوا، مهم است بدانید که این دستگاه‌ها می‌توانند در تقریباً هر قسمتی از داخل خودرو نصب شوند. اگرچه برخی مکان‌ها رایج‌تر از دیگران هستند، اما تقریباً هر قسمتی از داخل خودرو ممکن است مکان مناسبی برای نصب کیسه هوا باشد.
انواع ایربگ‌ها عبارتند از:
ایربگ راننده:
این ایربگ در فرمان خودرو نصب می‌شود و در صورت تصادف، به منظور محافظت از راننده در معرض خطر ورود به قسمت‌های سخت و تیز داخل خودرو فعال می‌شود.
ایربگ سرنشین جلو:
این نوع ایربگ نیز در داشبورد جلویی خودرو نصب می‌شود و همانند ایربگ راننده عمل میکند، اما برای محافظت از سرنشین جلویی استفاده می‌شود.
ایربگ کمری:
ایدر بخش کمری صندلی‌ها نصب می‌شود و هدف اصلی آن کاهش خطر صدمات در ناحیه کمر و شکم سرنشینان در صورت تصادف است.
ایربگ پنجره (Side Curtain Airbag):
ایربگ‌های پنجره در سقف خودرو در طول پنجره‌های جلو و عقب نصب می‌شوند. هدف این ایربگ‌ها جلوگیری از آسیب به سرنشینان در صورت ورود سر به پنجره‌ها در تصادف‌های جانبی است.
ایربگ زانو (Knee Airbag):
این نوع ایربگ در ناحیه زانوی راننده یا سرنشین جلویی نصب می‌شود و در صورت تصادف به محافظت از این ناحیه از بدن اشخاص می‌پردازد.
ایربگ جانبی (Side Airbag):
ایربگ‌های جانبی در کنار نیمه‌های جلویی و عقبی صندلی‌ها نصب می‌شوند و در تصادف‌های جانبی به محافظت از سرنشینان در معرض ضربه جانبی می‌پردازند.
ایربگ کمربند (Seatbelt Airbag):
این نوع ایربگ در کمربند ایمنی نصب می‌شود و در صورت تصادف، به اندازه ترجیحی کمربند ایمنی را تنظیم میکند تا از آسیب به سرنشینان در ناحیه کمر جلوگیری کند.
همچنین، برخی از خودروهای مدرن دارای ترکیبات مختلفی از ایربگ‌ها هستند تا ایمنی بیشتری را در تصادفات مختلف فراهم کنند. انتخاب نوع ایربگ برای یک خودرو به میزان امکانات ایمنی مورد نظر تولیدکننده و نوع خودرو بستگی دارد.
ایا برای سرنشینان عقب هم کیسه هوا وجود دارد؟
بله، در بسیاری از خودروها ایربگ‌های عقب نیز وجود دارند. ایربگ‌های عقب عمدتاً برای محافظت از سرنشینان نشسته در صندلی‌های عقب خودرو در صورت وقوع تصادف طراحی شده‌اند. این ایربگ‌ها به عنوان یک ویژگی ایمنی اضافی می‌توانند در کاهش خطر صدمات جسمی به سرنشینان عقبی در تصادف‌های جلو و جانبی مؤثر باشند.
انواع مختلفی از ایربگ‌های عقب وجود دارند، از جمله ایربگ‌های جانبی عقب (Rear Side Airbags) که در درب‌ها یا نیمه‌های عقبی صندلی‌ها نصب می‌شوند و ایربگ پنجره عقب (Rear Curtain Airbags) که در سقف خودرو در طول پنجره‌های عقبی نصب می‌شوند
همچنین، در بعضی از خودروها ایر بگ های سقفی نیز وجود دارد.
ایا ممکن است کیسه هوا عمل نکند؟
بله، همچنین امکان دارد که ایربگ‌ها در برخی شرایط عمل نکنند. ایربگ‌ها عمدتاً در شرایط و وقتی که شدت تصادف به حدی بالا برسد که فعال‌سازی ایربگ ضرور باشد، فعال می‌شوند. اما در برخی موارد، ایربگ ممکن است عمل نکند یا کمتر مؤثر باشد:
عدم فعال‌سازی ایربگ:
در برخی خودروها، ایربگ‌ها ممکن است غیرفعال شده باشند. این امکان وجود دارد که سیستم ایربگ به دلیل مشکلات فنی، خطای سنسورها یا به دلایل دیگر توسط تعمیرکاران یا صاحبان خودرو غیرفعال شود.
سرعت تصادف:
ایربگ‌ها معمولاً در تصادفات با سرعت بالا و شدید فعال می‌شوند. در تصادفات با سرعت کمتر، ایربگ ممکن است فعال نشود.
زاویه تصادف:
ایربگ‌ها برای تصادفاتی که از زوایای خاصی به خودرو وارد می‌شوند، طراحی شده‌اند. در تصادفاتی که از زوایای غیرمعمول و یا از زیر خودرو وارد شوند، ایربگ ممکن است عمل نکند.
خرابی سیستم:
خرابی در سیستم کیسه هوا، سنسورها، کابل‌ها یا واحد کنترل می‌تواند منجر به عدم عملکرد صحیح ایربگ شود.
عدم استفاده از کمربند ایمنی:
استفاده از کمربند ایمنی در هنگام تصادف اهمیت زیادی دارد و باید همواره بسته شود. عدم استفاده از کمربند ایمنی ممکن است باعث کاهش کارایی ایربگ شود.
از آنجا که کیسه هوا عناصر پیچیده‌ای هستند، همواره بهترین راه برای اطمینان از عملکرد آنها، نگهداری و تعمیرات منظم خودرو و اجرای تست‌های دوره‌ای توسط تعمیرکاران متخصص است.
نکاتی ایمنی برای صدمه ندیدن هنگام باز شدن ایربگ:
صدمه ندیدن و ایمنی در هنگام باز شدن ایربگ در تصادفات بسیار مهم است. در اینجا چند نکته ایمنی مهم برای این موقعیت ذکر شده است:
بسته بودن کمربند ایمنی: همواره مطمئن شوید که کمربند ایمنی خود و سرنشینان بسته شده باشد. کمربند ایمنی به ترتیب از کسری از ثانیه‌ها پیش از باز شدن ایربگ فعال می‌شود و به سرنشینان کمک میکند تا در محل نشسته خود بمانند.
فاصله بهینه از فرمان و پدال‌ها:
برای جلوگیری از صدمه ندیدن، در حین رانندگی فاصله مناسبی از فرمان و پدال‌ها داشته باشید تا در صورت فعال شدن ایربگ، به خطر نیافتید.
نگه داشتن دستان در محل صحیح:
دستان خود را در محل صحیح بر روی فرمان نگه دارید و از قرار دادن دستان بر روی پنجره‌ها یا ستون‌های سواری پرهیز کنید.
سر و صورت را از ایربگ دور نگه دارید:
در حین تصادف و باز شدن ایربگ، سر و صورت خود را از ایربگ دور نگه دارید. اگر سرنشینی که نزدیک به ایربگ نشسته است، سر و صورت خود را به سمت ایربگ بچرخاند، صدمات جدی به صورت و سر ممکن است.
جلوگیری از تکان خوردن بی‌مورد:
تا جای ممکن تکان نخورید و تحت کنترل خودرو باشید تا در صورت تصادف، ایربگ‌ها و کمربند ایمنی بتوانند به عملکرد مطلوب برسند.
کودکان:
اگر کودکانی در خودرو حضور دارند، آنها را در صندلی‌های مناسب کودک بنشانید و کمربند ایمنی را برای آنها ببندید. این کار به محافظت از کودکان در صورت تصادف کمک میکند.
عدم قرار دادن اشیاء خطرناک در داشبورد:
اشیاء خطرناک نباید روی محفظه کیسه هوا که معمولاً در بالای داشبورد قرار دارد قرار گیرند.
منابع:
