Wie Airbags funktionieren

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Der ausgelöste Airbag in den Überresten eines Enzo Ferrari. Sehen Sie mehr Autosicherheitsbilder. Michael Tullberg / Getty Images

Der zuverlässige Sicherheitsgurt war jahrelang die einzige Form der passiven Zurückhaltung in unseren Autos. Es gab Debatten über ihre Sicherheit, insbesondere in Bezug auf Kinder, aber im Laufe der Zeit verabschiedete ein Großteil des Landes verbindliche Sicherheitsgurtgesetze. Statistiken haben gezeigt, dass die Verwendung von Sicherheitsgurten Tausende von Menschenleben gerettet hat, die bei Kollisionen verloren gegangen sein könnten.

Wie bei Sicherheitsgurten gibt es das Konzept des Airbags - ein weiches Kissen, gegen das man bei einem Unfall landen kann - seit vielen Jahren. Das erste Patent für eine aufblasbare Bruchlandevorrichtung für Flugzeuge wurde im Zweiten Weltkrieg angemeldet. In den 1980er Jahren erschienen die ersten kommerziellen Airbags in Automobilen.

Seit dem Modelljahr 1998 müssen alle in den USA verkauften Neuwagen sowohl auf der Fahrer- als auch auf der Beifahrerseite Airbags haben. (Leichte Lastwagen fielen 1999 unter die Regel.) Bisher zeigen Statistiken, dass Airbags das Risiko, bei einem direkten Frontalcrash zu sterben, um etwa 1% verringern 30 Prozent. Dann kamen sitz- und türmontierte Seitenairbags. Heutzutage gehen einige Autos weit über Doppelairbags hinaus und haben sechs oder sogar acht Airbags. Airbags, die in den Anfangsjahren einige der gleichen Kontroversen hervorgerufen haben, die den Gebrauch von Sicherheitsgurten betrafen, sind Gegenstand ernsthafter Forschungen und Tests durch Regierung und Industrie.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Wissenschaft hinter dem Airbag, wie das Gerät funktioniert, welche Probleme es hat und wie die Technologie von hier aus weitergeht.

Bewegungsgesetze

Bevor wir uns die Einzelheiten ansehen, wollen wir unser Wissen über die Bewegungsgesetze. Erstens wissen wir, dass sich bewegende Objekte haben Schwung (das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit eines Objekts). Es sei denn, ein Außen Macht Wenn das Objekt auf ein Objekt einwirkt, bewegt es sich weiterhin mit seiner aktuellen Geschwindigkeit und Richtung. Autos bestehen aus mehreren Objekten, einschließlich des Fahrzeugs selbst, losen Objekten im Auto und natürlich Passagieren. Wenn diese Objekte nicht zurückgehalten werden, bewegen sie sich mit jeder Geschwindigkeit weiter, mit der das Auto fährt, selbst wenn das Auto durch eine Kollision angehalten wird.

Das Stoppen des Impulses eines Objekts erfordert eine Kraftwirkung über eine gewisse Zeitspanne. Wenn ein Auto abstürzt, ist die zum Anhalten eines Objekts erforderliche Kraft sehr groß, da sich der Impuls des Autos sofort geändert hat, während dies bei den Passagieren nicht der Fall ist - es bleibt nicht viel Zeit zum Arbeiten. Das Ziel eines zusätzlichen Rückhaltesystems ist es, den Passagier anzuhalten und ihm dabei so wenig Schaden wie möglich zuzufügen.

Was ein Airbag tun möchte, ist, die Geschwindigkeit des Passagiers mit wenig oder gar keinem Schaden auf Null zu verlangsamen. Die Einschränkungen, innerhalb derer es arbeiten muss, sind enorm. Der Airbag hat den Abstand zwischen dem Beifahrer und dem Lenkrad oder Armaturenbrett und einen Sekundenbruchteil zum Arbeiten. Selbst diese winzige Menge an Raum und Zeit ist jedoch wertvoll, wenn das System den Passagier gleichmäßig verlangsamen kann, anstatt seine Bewegung abrupt anzuhalten.

Im nächsten Abschnitt werden wir uns die Teile eines Airbags ansehen und sehen, wie er sich aufbläst.




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