Hur krockkuddar fungerar

Den utplacerade krockkudden inne i resterna av en Enzo Ferrari. Se fler bilsäkerhetsbilder. Michael Tullberg / Getty Images

I många år gav det pålitliga säkerhetsbältet den enda formen av passiv återhållsamhet i våra bilar. Det diskuterades om deras säkerhet, särskilt när det gäller barn, men med tiden antog en stor del av landet obligatoriska säkerhetsbälteslagar. Statistik har visat att användningen av säkerhetsbälten har räddat tusentals liv som kan ha gått förlorade i kollisioner.

Liksom säkerhetsbälten har begreppet krockkudde - en mjuk kudde att landa mot i en krasch - funnits i många år. Det första patentet på en uppblåsbar landningsanordning för flygplan lämnades in under andra världskriget. På 1980-talet dök de första kommersiella krockkuddarna upp i bilar.

Sedan modellåret 1998 har alla nya bilar som sålts i USA varit skyldiga att ha krockkuddar på både förarens och passagerarsidan. (Lätta lastbilar kom under regeln 1999.) Hittills visar statistik att krockkuddar minskar risken för att dö i en direkt frontalkrasch med ungefär 30 procent. Sedan kom sittmonterade och dörrmonterade sidokrockkuddar. Idag går vissa bilar långt utöver att ha dubbla krockkuddar till att ha sex eller till och med åtta krockkuddar. Efter att ha väckt något av samma kontrovers som omgick användning av säkerhetsbälten under de första åren, är airbags föremål för allvarlig regerings- och industriforskning och tester.

I den här artikeln lär du dig vetenskapen bakom krockkudden, hur enheten fungerar, vilka problem den är och var tekniken går härifrån.

Motion Laws

Innan vi tittar på detaljer, låt oss granska vår kunskap om rörelse lagar. Först vet vi att rörliga objekt har Momentum (produkten av massan och ett objekts hastighet). Om inte en yttre tvinga verkar på ett objekt, objektet kommer att fortsätta att röra sig med sin nuvarande hastighet och riktning. Bilar består av flera föremål, inklusive själva fordonet, lösa föremål i bilen och naturligtvis passagerare. Om dessa föremål inte hålls kvar, fortsätter de att röra sig med vilken hastighet bilen kör med, även om bilen stoppas av en kollision.

Att stoppa ett objekts momentum kräver kraftverkande under en tidsperiod. När en bil kraschar är kraften som krävs för att stoppa ett objekt mycket stor eftersom bilens momentum har förändrats direkt medan passagerarnas inte har det - det finns inte mycket tid att arbeta med. Målet med alla kompletterande fasthållningssystem är att hjälpa till att stoppa passageraren medan du gör så liten skada på honom eller henne som möjligt.

Vad en krockkudde vill göra är att bromsa passagerarens hastighet till noll med liten eller ingen skada. De begränsningar som det måste fungera inom är enorma. Krockkudden har utrymmet mellan passageraren och ratten eller instrumentpanelen och en bråkdel av en sekund att arbeta med. Även den lilla mängden utrymme och tid är värdefull, men om systemet kan bromsa passageraren jämnt snarare än att tvinga ett plötsligt stopp för hans eller hennes rörelse.

I nästa avsnitt ska vi titta på delar av en krockkudde och se hur den blåser upp.