Hava Yastıkları Hayatları Nasıl Kurtarır? Bu Cankurtaranların Arkasındaki Mühendislik

Hava yastığı, bir aracın bazı yolcuları için bir güvenlik sistemi görevi gören gaz, şişirilmiş yastık olarak tanımlanabilir.

Günümüzde hava yastığı, emniyet kemerleri ile birlikte en çok kullanılan güvenlik cihazlarından biridir. Aslında, Amerika Birleşik Devletleri Kongresi 1991 yılında otomobil üreticilerinin arabalarının ve hafif kamyonlarının ön koltuklarının her iki tarafına hava yastıkları takmasını gerektiren bir yasa çıkardı. General Motors, Oldsmobile Impala’nın özel bir baskısı olan 1973’te ilk arabayı yolcu hava yastığı ile satmış olmasına rağmen, yasa 1998’de yürürlüğe girdi, ön – son kazalar için bir hava yastığı takılmıştır.

1975’ten başlayarak Hava Yastığı Koruma Sistemi olarak adlandırılan sürücü (yan hava yastıkları da) tam boyutlu Oldsmobiles, Cadillacs ve Buicks’te bir seçenek haline geldi. 1987’de Porsche 944 Turbo, standart ekipman olarak sürücü ve yolcu hava yastıkları ile gelen ilk otomobil oldu.

Ulusal Karayolu Trafik Güvenliği İdaresi (NHTSA)’a göre ön hava yastıkları 1987’den 2017’ye kadar 50.000’den fazla hayat kurtardı.

İlk nesil hava yastıklarının hızlı bir şekilde konuşlandırılmasının insanlara  özellikle çocuklara ve düşük hız kazalarına) zarar verebileceği doğru olsa da, modern sensörler ve diğer teknolojiler hava yastığı dağıtımını çok daha güvenli hale getirdi.

Hava yastığı nedir?

Hava yastığı, bir çarpışma sırasında saniyenin bir kısmında otomatik olarak şişen bir yastıktan oluşan bir güvenlik cihazıdır. Sürücünün veya yolcunun ileri hareketini yavaşlatmak ve aracın yolcularının direksiyon simidi, gösterge paneli veya ön cama etkisini önlemek. Emniyet kemeri tarafından sağlanan korumayı tamamlayan tamamlayıcı bir emniyet sistemi olarak kabul edilir ancak yerine geçmez ve emniyet kemeri ile birlikte kullanıldığında daha iyi çalışır.

Ön yolcuyu korumak için gösterge tablosuna ve sürücüyü korumak için direksiyon simidi patronuna hava yastıkları takılır. Birden fazla sensör, onu konuşlandırmanın ve torbayı şişiren gazın ateşlenmesini hızla tetiklemenin zamanının geldiğini belirleyene kadar bir hava yastığı orada “gizli” kalacaktır. Bundan sonra, gaz küçük deliklerden serbest bırakıldığında deflasyon otomatik olarak başlayacaktır.

Hava yastığı türleri

• Ön hava yastıkları en yaygın hava yastığı türüdür. Direksiyon simidinden veya gösterge panelinden konuşlandırılırlar ve sürücüyü ve ön yolcuyu önden veya önden çarpışmalara karşı korumak içindir. Ancak bu tür hava yastıklarının yan çarpışmalara karşı herhangi bir koruma sağlamadığı veya kazalara karşı – yuvarlanmadığı göz önüne alındığında, yan hava yastıkları oluşturuldu.
• Yan hava yastıkları, genellikle kapıdan, koltuğun arkalığından veya tavan rayından bir aracın yanlarından yerleştirilen hava yastıklarıdır. Başı korumak için tasarlanmış yan hava yastıkları, göğsü korumak için tasarlanmış diğerleri ve her ikisinin bir kombinasyonu olan diğerleri vardır. Amaç, arabanın yolcusu ile çarpıcı araç, direk, ağaç vb. Arasında veya çarpışma durumunda yuvarlanması durumunda zemin arasında yastıklı bir perde oluşturmaktır.

• Ön, orta hava yastıkları veya uzak yan hava yastıkları, sürücünün ve ön yolcunun bir yan çarpışma sırasında birbirleriyle çarpışmasını önlemek için aracın her iki ön koltuğu arasında şişer.
• Arka hava yastıkları ön koltuğun arkasında bulunur. Ön hava yastıklarının aksine, arka hava yastıkları hızlı ama kısmen şişer. Böylece arka koltukta binen çocukların karşısında şiddetli bir şekilde “patlamazlar”. Dağıtım kuvveti uygun şekilde düzenlenirse hava yastığı ile ilişkili yaralanma riski azaltılabilir.

• Diz hava yastıkları, direksiyon simidinin altına yerleştirilen hava yastıklarıdır. Bir çarpışma sırasında bacak yaralanmalarını önlemek için gösterge tablosunun alt kısmından konuşlandırılırlar.

Arabalarda hava yastıklarını kim icat etti?

Hava yastıklarının tarihi 1952’de Amerikalı mühendis John W. Hetrick, “otomotiv araçları için güvenlik yastığı montajı” için patent başvurusunda bulundu. ABD Donanması için çalışan Hetrick, hava yastığını icat ettiği için kredilendirildi, ancak yaratılışı o sırada otomobil şirketlerinin ilgisini çekmedi.

Alman mühendis Walter Lindener, 1953 yılında hava yastığı için basınçlı hava sistemine dayanan bir Alman patenti aldı.

Aslında, Hetrick’in hava yastığı oldukça etkisizdi çünkü şişirmek için basınçlı hava kullandı ve basınçlı hava, gerçek bir trafik kazası sırasında bir aracın yolcusunu koruyacak kadar hızlı bir şekilde enflasyona neden olmadı. Dahası, mekanizma, gerçekten kesin olmayan yay veya tampon etkisi ile tetiklendi.

1967’de Amerikalı bir mühendis Allen K. adını verdi. Cins, Hetrick mekanizmasının yerini alan çarpışma tespiti için tüp mekanizmasında bir top yarattı. Tasarım, bir mıknatısla bir tüpe tutturulmuş çelik bilyeli elektromekanik bir sensörden oluşuyordu. Etkinleştirildiğinde, sistem hava yastığını basınçlı havadan çok daha hızlı şişiren bir sodyum azid patlamasına neden oldu.

Hava yastığı endüstrisinin Allen K. ile başladığına inanılıyor. Cins’in icadı, ancak hava yastıklarının arabalarda gerçek uygulaması 70’lere kadar gerçekleşmedi ve birkaç yıl içinde Amerikalı otomobil üreticileri tarafından ilgi eksikliği nedeniyle durduruldu. Aslında, Ford ve GM, 1984’te tekrar sunmaya başlamadan önce cihazların uygun olmadığını savunarak yıllarca hava yastığı gereksinimlerine karşı lobi yaptılar.

Hava yastıkları nasıl çalışır?

Modern hava yastıkları, Hava Yastığı Kontrol Ünitesi (ACU) olarak bilinen belirli bir elektronik kontrol ünitesi ile çalışır.

ACU, darbe sensörleri, tekerlek hız sensörleri, fren basınç sensörleri, jiroskoplar ve ivmeölçerler vb. gibi çeşitli sensörlerin sinyallerini izler ve işler.

ACU bu sensörlerden bir çarpışma tespit ederse, başlatıcıya hava yastığı şişiricisinin içinde bulunan katı itici veya kimyasal patlayıcıyı tutuşturmasını söyler. Örneğin, çoğu hava yastığı sodyum azid (NaN3), potasyum nitrat ( KNO3 ) ve silikon dioksit kullanır. Tutuştuğunda, sodyum azid azot gazı ve sodyum metali üretmek için ayrışır, daha sonra daha fazla azot salmak için potasyum nitrat ile reaksiyona girer. Her iki reaksiyon da ekzotermiktir ve büyük miktarda ısı üretir. Sıcak azot daha sonra hava yastığını şişirir. Tüm süreç saniyenin sadece beşte birini alır. Gaz soğudukça ve havalandırma deliklerinden dağıldıkça, hava yastığı söner.

Hava yastıkları nelerden yapılmıştır?

Hava yastıkları çoğunlukla, dağıtım sırasında ateş yakmalarını önlemek için genellikle bir ısı kalkanı ile kaplanmış ince dokuma naylon kumaştan yapılır. Bir hava yastığının kumaşı, montajı kolaylaştırmak ve kullanımdan önce bükülebilir ve yağlanmış tutmak için mısır nişastası veya talk pudrası ile kaplanabilir. Silikon veya üretan ile kaplanmış hava yastığı malzemelerinin ekstra ısı kalkanı kaplamasına ihtiyacı yoktur.

Enflasyon için kimyasal reaksiyonu başlatmak üzere yanan bir itici içeren şişirme ünitesi genellikle paslanmaz çelik veya dökme alüminyumdan yapılır. Şişirme ünitesi ayrıca itici gazın şişiriciye sızdırmaz hale getirildiği metal folyo filtreler içerir. Bu filtreler genellikle paslanmaz çelikten yapılır ve bir tel örgü oluşturur.

Editör: Sümeyye Özmen – 21.09.2022