Khi quyết định mua một chiếc ô tô mới, một trong những điều cần xem xét là các tính năng an toàn được tích hợp sẵn, từ tựa đầu có thể điều chỉnh, chống bó cứng phanh, dây an toàn kiểm soát độ bám đường. Một tính năng an toàn khác trên hầu hết các xe ô tô giúp giảm thiểu tác động vật lý khi va chạm là túi khí.
Mục đích của túi khí là để đệm đầu và cổ khỏi bị thương khi chuyển động thẳng xảy ra khi va chạm. Nó ngăn không cho đầu đập vào bảng điều khiển, nhưng với tất cả các tin tức liên quan đến việc thu hồi túi khí, nó đặt ra câu hỏi 'làm thế nào để túi khí hoạt động?', 'Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng không hoạt động tốt?', 'Túi khí an toàn như thế nào?', Và 'ý tưởng hình thành như thế nào?'
Hóa ra túi khí là một tính năng an toàn đơn giản nhưng thông minh. Chúng phải tăng tốc nhanh hơn mức để một chiếc ô tô lao tới ở tốc độ hơn 200 km / h (300km / h). Chúng tôi rất tò mò, hãy cùng xem xét kỹ hơn cách chúng hoạt động.
Năng lượng có liên quan đến khá nhiều việc chúng ta làm - và lái xe hơi là một trong số đó. Giống như hầu hết mọi thứ, năng lượng tuân theo các định luật vật lý chính xác nhất định. Chuyển động theo luật là những gì giúp cho một chiếc xe có thể di chuyển và dừng lại. Chúng ta cần xem xét khối lượng và vận tốc để hiểu rõ hơn về mức độ quan trọng của điều này – đừng lo lắng, bạn vẫn có thể hiểu cách túi khí hoạt động ngay cả khi bạn không hiểu bộ phận này.
Bất kỳ đối tượng nào đang chuyển động đều có khối lượng; điều này về cơ bản có nghĩa là đối tượng chứa bao nhiêu vấn đề. Điều này cũng góp phần vào việc nó nặng bao nhiêu. Một đối tượng chuyển động cũng có vận tốc; điều này liên quan đến tốc độ, nhưng nó tập trung nhiều hơn vào tốc độ theo hướng cụ thể.
Vật thể sở hữu cả vận tốc và khối lượng được cho là có động năng. Động năng mà vật thể sở hữu thay đổi theo khối lượng và vận tốc của vật thể, tức là vận tốc và khối lượng càng lớn thì động năng mà vật đó sở hữu càng lớn.
Miễn là đối tượng tiếp tục di chuyển, thì đây không phải là vấn đề cho đến khi đối tượng dừng lại. Điều này có thể là do bạn muốn đối tượng dừng lại hoặc vì đối tượng đã bị buộc phải dừng lại khi va chạm vào một đối tượng khác. Dù bằng cách nào, động năng trong vật thể cần được chuyển đến một nơi nào đó bởi vì nó không thể biến mất một cách đơn giản.
Điều này giải thích tại sao phanh của bạn mòn nhanh hơn khi bạn lái xe quá nhanh và dừng đột ngột quá thường xuyên. Động năng do má phanh đảm nhiệm. Trong trường hợp va chạm, năng lượng là thứ gây ra thiệt hại cho chiếc xe. Hầu hết các ô tô hiện đại đều được chế tạo để hấp thụ phần lớn động năng này trong khi va chạm, nhưng trong khi điều này giảm nhẹ thiệt hại, nó không tính đến những người ngồi trên xe, tất cả đều là những vật có khối lượng và vận tốc. Trước khi túi khí là một tính năng an toàn, nó chỉ là dây an toàn ngăn hành khách bị đẩy ra khỏi xe.
Có thể phủ nhận rằng dây đai an toàn cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc cứu người trong một vụ tai nạn, chúng không có tác dụng bảo vệ đầu và cổ. Ghế cho phép bạn ngồi vào ghế và hạn chế thân của bạn lao về phía trước, nhưng không hướng vào đầu. Đầu và cổ bị đẩy về phía trước trong quá trình chuyển động này và bị gãy trở lại nhanh chóng, thường làm hỏng các khớp và cơ của cổ.
Tốc độ mà chiếc xe đang di chuyển quan trọng rất nhiều vì ở tốc độ nhanh, chuyển động tịnh tiến của đầu và cổ có thể đâm vào bảng điều khiển của xe. Nhiệm vụ của túi khí là cung cấp một lớp đệm mềm cho đầu và cổ tiếp đất thay vì va chạm với mặt xe và cũng làm giảm chấn thương đầu do hiệu ứng xóc nảy xảy ra khi đầu đột ngột hướng về phía trước và phía sau.
Sở dĩ có thể làm được điều này là do hoạt động độc đáo của túi khí. Tuy nhiên, làm thế nào để một túi nén vừa vặn bên trong bảng điều khiển xe của bạn đạt được thành tích an toàn?
Anairbag hoạt động bằng cách thổi phồng nhanh hơn mức đầu có thể đập vào tay lái, cũng như trường hợp trong một vụ tai nạn. Ý tưởng ban đầu cho túi khí là sử dụng một số loại khí nén làm phồng túi khí ngay sau khi va chạm xảy ra nhưng điều này không đủ nhanh (hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng làm phồng một quả bóng bay lên hết cỡ trong một phần nghìn giây), vì vậy các vụ nổ đã được sử dụng để thay thế - bạn đọc đúng.
Các bộ cảm biến trong xe làm mất vận tốc đột ngột của xe, nó kích hoạt mạch túi khí đưa dòng điện đến bộ phận làm nóng. Khi bộ phận đốt nóng nóng đỏ, nó bốc cháy một chất nổ hóa học, tạo ra một lượng khí vô hại khổng lồ lấp đầy túi khí nylon.
Túi hơi được thiết kế với các lỗ nhỏ giúp nó xẹp xuống ngay khi đầu tiếp xúc với nó. Nếu không có thiết kế này, thì vấn đề chuyển động đột ngột sẽ không được giải quyết vì đầu sẽ chỉ đơn giản bật ngược trở lại phần đầu.
Vậy, túi khí phồng lên nhanh như thế nào? Câu trả lời ngắn gọn, đủ nhanh để đệm phần đầu. Nhưng, nó thậm chí còn điên rồ hơn bạn nghĩ. Hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra với đầu của người lái xe hoặc hành khách của một chiếc ô tô đang di chuyển với vận tốc 45mph.
Tiết kiệm cho cái cuối cùng, tất cả những điều này phải xảy ra trong thời gian thực - trước khi đầu chạm vào túi. Mặc dù đúng là dây đai an toàn cũng giúp giảm vận tốc trong trường hợp va chạm và điều này giúp túi khí có thời gian căng phồng, nhưng điều đó không làm mất đi bất cứ điều gì đặc biệt của thiết kế này. Đây cũng là lý do tại sao bạn cần thắt dây an toàn - ngay cả trong ô tô được trang bị túi khí, vì cả hai đều hoạt động cùng tay. Hoặc vẫn tốt hơn, chỉ cần quan sát nơi bạn sẽ đến và đọc tình hình đường xá tốt hơn.
Túi khí được phân loại là hệ thống hạn chế bơm hơi bổ sung (SIR) hoặc hệ thống hạn chế bổ sung (SRS). Điều này có nghĩa là các túi khí được thiết kế để hoạt động với dây an toàn để giúp bảo vệ bạn và không chỉ được dựa vào. Khi túi khí và dây an toàn được sử dụng đúng cách, tỷ lệ tử vong do va chạm trực diện vào xe đã giảm khoảng 24%.
Một tìm kiếm nhanh trực tuyến trả về nhiều kết quả với những người khác nhau được ghi nhận vì đã đưa ra ý tưởng. Nhưng, ai là người đầu tiên nghĩ ra việc chế tạo túi khí? Có vẻ như ý tưởng này lần đầu tiên đến với John W. Hetrick ở Newport, Pennsylvania, sau khi anh ta đâm xe vào một vũng nước, suýt chút nữa đã phóng con gái qua kính chắn gió trong khi cố gắng tránh một tảng đá. Vào ngày 5 tháng 8 năm 1952, ông đã nộp bằng sáng chế cho việc lắp ráp đệm an toàn cho xe ô tô, được cấp vào ngày 18 tháng 8 năm 1953, với tên Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2.649.311.
Vài tháng trước khi có bằng sáng chế của Hetrick, một người Đức tên là Walter Linderer đã nộp đơn đăng ký cho một túi khí được cấp sau khi Hetrick’s. Từ những thông tin sẵn có, có vẻ như cả hai nhà phát minh đã đưa ra ý tưởng một cách độc lập. Kể từ đó, các nhà phát minh và kỹ sư đã cố gắng hoàn thiện ý tưởng, chẳng hạn như Allen K. Breed (1927-2000) đã đưa ra nhiều cách khác nhau để ngăn chặn vụ nổ ngay khi vụ tai nạn xảy ra.
Mặc dù rất hiếm, các túi khí đôi khi không kích hoạt được khi cần và những lúc khác, như trong trường hợp túi khí của Takata, vụ nổ tạo ra quá nhiều lực làm vỡ và làm các mảnh kim loại sắc nhọn bay về phía đầu của người lái xe hoặc hành khách.
Lấy trường hợp của một người đàn ông Texas 35 tuổi bị giết trong chiếc Honda Accord đời 2002. Anh ta bị chảy máu đầu đến chết trong một vụ va chạm trực diện với một chiếc ô tô khác vì mảnh đạn từ vụ nổ túi khí làm gãy khí quản, cắt đứt tĩnh mạch cảnh và động mạch cảnh. Anh ta đã lái xe nhanh như thế nào? Chỉ hơn 30mph. Theo báo cáo của cảnh sát, một phụ nữ ở Orlando trông giống như bị bắn vào mặt.
Mặc dù đúng là các túi khí hiện đại đã được thiết kế lại để đánh lửa với ít lực hơn trước đây, cũng như cải thiện giáo dục người lái xe về cách sử dụng chúng, nhưng vẫn không nên đặt ghế trẻ em quay mặt về phía sau ở ghế trước của xe có túi khí. Vụ nổ dữ dội đi kèm với một nguy cơ nhỏ là mất thính giác và chấn thương mắt cho trẻ em.
Bây giờ bạn đã biết cách hoạt động của túi khí, tại sao chúng được lắp đặt và cách sử dụng chúng hiệu quả. Tôi nghĩ thật tuyệt vời khi chúng không triển khai mỗi khi bạn phanh gấp hoặc dừng lại ở đèn tín hiệu - điều đó thực sự gây khó chịu, ít nhất là nói. Chúng chỉ là một ví dụ về cách công nghệ được triển khai để làm cho việc lái xe an toàn cho tất cả chúng ta.
Car Wraps hoạt động như thế nào?
Chống gỉ hoạt động như thế nào?
Cách tránh miếng đệm đầu bị thổi
Cách túi khí trên xe của bạn hoạt động