Αερόσακος

Ο αερόσακος (airbag), γνωστός και ως συμπληρωματικό σύστημα συγκράτησης (supplementary restraint system / S.R.S.), είναι ένα σύστημα παθητικής ασφάλειας των νεότερων και σύγχρονων αυτοκινήτων. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει έναν σάκο, σχεδιασμένο κατάλληλα έτσι ώστε κατά τη διάρκεια μιας πρόσκρουσης να φουσκώνει μπροστά ή στο πλάι του οδηγού και των επιβατών και να προστατεύει τους επιβαίνοντες στο όχημα από βίαια χτυπήματα στο τιμόνι και στις εσωτερικές επιφάνειες του αυτοκινήτου. Στα πιο σύγχρονα αυτοκίνητα, το σύστημα αυτό αποτελείται πλέον από έναν μεγάλο αριθμό τέτοιων αερόσακων, οι οποίοι και ελέγχονται πλήρως από μία Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα, με σκοπό την προστασία από πολλά ενδεχόμενα είδη πρόσκρουσης.

Αερόσακοι γονάτων

Οι αερόσακοι γονάτων οδηγού τοποθετούνται στο κάτω μέρος του ταμπλό κάτω από το τιμόνι και αποσκοπούν στη μείωση των τραυματισμών στα κάτω άκρα και ιδίως στα γόνατα.
Το πρώτο μοντέλο με ξεχωριστό αερόσακο γονάτων οδηγού (driver's knee airbag) ήταν το SUV Kia Sportage του 1996 και ήταν στάνταρ εξοπλισμός από τότε. Tο Toyota Avensis δεύτερης γενιάς, του 2003, ήταν το πρώτο μοντέλο ευρωπαϊκής εισαγωγής με τέτοιου είδους αερόσακο, ενώ μεταγενέστερα τοποθετήθηκαν σε πολλά μοντέλα της Toyota και της πολυτελέστερης θυγατρικής Lexus.
Για πρώτα φορά σε αυτοκίνητα ευρωπαϊκής παραγωγής, εισήχθησαν στα Peugeot 407, Citroën C4 και Citroën C5, μέσα στο 2004, και μόλις λίγους μήνες μετά ακολούθησε το Citroën C6, που παρουσιάστηκε τον Μάρτιο του 2005. Από τότε, έχουν εισαχθεί σε κάποια μοντέλα και άλλων εταιρειών, αν και εξακολουθούν να συναντώνται σε ένα σχετικά μικρό ποσοστό του συνόλου των αυτοκινήτων.
Στα τέλη της δεκαετίας του 2000 εμφανίστηκαν και μπροστινοί αερόσακοι γονάτων συνοδηγού, που ξεδιπλώνουν κοντά ή πάνω από το ντουλαπάκι σε μετωπική πρόσκρουση, αλλά δεν γνώρισαν ποτέ μεγάλη απήχηση ως ιδέα και παραμένουν εξαιρετικά σπάνιοι.

Αερόσακοι πίσω από τα προσκέφαλα

To μικροσκοπικό αυτοκίνητο πόλης (microcar) Toyota iQ του 2008 - 2016, ήταν το πρώτο μοντέλο που έφερε πρωτοποριακό αερόσακο τύπου κουρτίνας που ανοίγει πίσω από τα προσκέφαλα της δεύτερης σειράς καθισμάτων για την προστασία των πίσω επιβατών σε οπίσθιες συγκρούσεις. Μέχρι σήμερα, είναι και το μοναδικό μοντέλο παγκοσμίως με την πατέντα αυτή, και μάλιστα ως στάνταρ σε όλες τις εκδόσεις και όλα τα κράτη.

Αερόσακος μεταξύ των πίσω καθισμάτων

To υπερπολυτελές Toyota Crown Majesta και συγκεκριμένα η 5η γενιά του μοντέλου, που παρουσιάστηκε στις 26 Μαρτίου 2009, ήταν το πρώτο μοντέλο που φέρει κεντρικό πλευρικό αερόσακο μεταξύ των πίσω καθισμάτων. Ο αερόσακος αυτός βρίσκεται σε μια μεγάλη κεντρική κονσόλα ανάμεσα στα δύο πίσω καθίσματα και σε πλευρική πρόσκρουση ανοίγει μεταξύ των δύο πίσω επιβατών. Αν και το μοντέλο αυτό παλαιότερα κυκλοφορούσε αποκλειστικά στην ιαπωνική αγορά, από την πέμπτη γενιά του άρχισε να εξάγεται και σε άλλες χώρες της Ασίας, μεταξύ των οποίων και στην Κίνα, προσθέτοντας κατά συνέπεια και αριστεροτίμονη εκδοχή.

Αερόσακοι στις ζώνες ασφαλείας

Η 5η γενιά του αμερικανικού μεσαίου SUV Ford Explorer, που λανσαρίστηκε στα τέλη του 2010 (σεζόν / model year 2011), ήταν το πρώτο στην ιστορία μοντέλο που φέρει αερόσακους και στις ζώνες ασφαλείας. Τοποθετούνται στο εσωτερικό των ζωνών στα πίσω καθίσματα και φουσκώνουν με κρύο αέρα, ώστε να προλαμβάνουν τυχόν εγκαύματα. Όπως είχε ανακοινώσει από τότε η Ford, μολονότι αρχικά ήταν προαιρετική επιλογή μόνο στο Explorer, μεταγενέστερα άρχισαν να διαδίδονται και σε άλλα μοντέλα του ομίλου: από την σεζόν του 2013 στο Ford Flex ως έξτρα και στο Lincoln MKT ως στάνταρ.
Το 2013, οι αερόσακοι αυτού του είδους έκαναν ντεμπούτο και στις πίσω ζώνες της νέας τότε Mercedes-Benz S-Class W222.

Αερόσακος πεζών

Το Volvo V40, που εισήχθη το 2012, είναι το πρώτο στην ιστορία αυτοκίνητο που φέρει και εξωτερικό αερόσακο στο μπροστινό καπό. Ενεργοποιείται σε πρόσκρουση με πεζούς, ώστε να μειώνει τον κίνδυνο τραυματισμού τους. Η τεχνολογία αυτή είναι στάνταρ σε όλες τις εκδόσεις του V40 και είχε ως αποτέλεσμα το μοντέλο να πετύχει την υψηλότερη βαθμολογία στην ιστορία του Euro NCAP στη σχετική δοκιμή, με σκορ 88%.

Αερόσακος μοτοσικλέτας

Μετά από 15 χρόνια σχετικής μελέτης και εξέλιξης, τον Σεπτέμβριο του 2005 (για την σεζόν του 2006) η Honda παρουσίασε την πρώτη μοτοσικλέτα παραγωγής με αερόσακο, την Gold Wing 1800.
Ο αερόσακος, σχήματος V, βρίσκεται μπροστά από τον οδηγό και έχει όγκο 150 λίτρα. Ενεργοποιείται με σήμα που βασίζεται σε ένα ηλεκτρονικό σύστημα με τέσσερις αισθητήρες στο μπροστινό πιρούνι, που καταγράφουν τις αλλαγές στην επιτάχυνση και την πέδηση. Αν ανιχνεύσουν πρόσκρουση, τότε ο αερόσακος ανοίγει σε 60 χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Κατά την παρουσίαση, η Ηonda ισχυρίστηκε ότι οι αισθητήρες στο μπροστινό πιρούνι μπορούν και να αποφασίσουν αν πραγματικά πρέπει να δώσουν εντολή να ανοίξει ο αερόσακος. Παράλληλα, ο ίδιος ο αερόσακος απορροφά ένα μέρος της ενέργειας πρόσκρουσης που ασκείται στον οδηγό και μειώνει την ταχύτητα με την οποία ο οδηγός κινδυνεύει να εκτιναχθεί από την μοτοσικλέτα.
Ο αερόσακος αυτός δοκιμάστηκε σε σχετικό crash test με ταχύτητα 72 km/h από την γερμανική ADAC και αποδείχθηκε ότι όντως αυξάνει κατά πολύ τις πιθανότητες επιβίωσης.

Ευρωπαϊκές προδιαγραφές αερόσακων

Στην Ευρώπη οι ζώνες ασφαλείας έγιναν από τη δεκαετία του 1970 υποχρεωτικές στα μπροστινά καθίσματα, όπως και η χρήση τους, ενώ από τη δεκαετία του 1980 διαδόθηκαν και στα πίσω καθίσματα, ενώ το σύστημα των αερόσακων ήταν ακόμα άγνωστο. Ακόμα και μετά την εμφάνισή τους όμως, οι αερόσακοι δεν είχαν είχαν επιβληθεί ως υποχρεωτικοί για τις αυτοκινητοβιομηχανίες, έως και τα τέλη της δεκαετίας του 1990. Για τον λόγο αυτό, καθιερώθηκε εξ αρχής να φέρουν την ονομασία «συμπληρωματικό σύστημα συγκράτησης» (supplementary restraint system  / SRS).

Αμερικανικές προδιαγραφές αερόσακων

Αντιθέτως, στις ΗΠΑ η ύπαρξη του αερόσακου οδηγού είχε γίνει υποχρεωτική ήδη από το 1989 και του συνοδηγού από το 1993, ενώ η επιβολή της χρήσης των ζωνών ασφαλείας δεν ήταν τότε ιδιαίτερα αυστηρή, πλην όμως ήδη από το 1984 είχε θεσμοθετηθεί οι αερόσακοι να είναι διπλάσιοι σε μέγεθος και να ανοίγουν με μεγαλύτερη ταχύτητα, με προδιαγραφές τέτοιες ώστε να συγκρατούν μη δεμένους επιβάτες.
 
Μολονότι την σεζόν του 1998 η νομοθεσία τροποποιήθηκε και επετράπη κάποια μείωση της ταχύτητας που ανοίγουν, ενώ από το 2007 απαιτεί υποχρεωτικά και προσαρμοζόμενους αερόσακους (adaptive airbags) ανάλογα με το βάρος του επιβάτη και την ταχύτητα πρόσκρουσης, τυπικά εξακολουθεί ακόμα και σήμερα να ισχύει παράλληλα και ο κανόνας για τους μη δεμένους επιβάτες.
Αυτό σημαίνει ότι οι αερόσακοι για όσα μοντέλα πωλούνται στην αγορά των ΗΠΑ, είναι υποχρεωτικό να σχεδιάζονται με τέτοιες προδιαγραφές ώστε να προλαμβάνεται η πρόκληση σοβαρού τραυματισμού ακόμα και όταν οι επιβάτες δεν φορούν ζώνες ασφαλείας, γεγονός που σαφώς δυσκολεύει περαιτέρω τον σχεδιασμό του συστήματος συγκράτησης.
Εν κατακλείδι, τα συστήματα συγκράτησης των Ευρωπαϊκών προδιαγραφών ECE, τα οποία ισχύουν και στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου, παρέχουν την επιθυμητή προστασία μόνο για τους δεμένους επιβάτες, ενώ η προστασία από τα συστήματα συγκράτησης των ΗΠΑ (νομοθεσία FMVSS) είναι η πλέον αποτελεσματική μόνο για τους μη δεμένους επιβάτες, αλλά πάντως όχι η βέλτιστη δυνατή. 
Στην πράξη ωστόσο, οι αυτοκινητοβιομηχανίες χρησιμοποιούν και στις ΗΠΑ τον όρο SRS Airbag στις σχετικές ετικέτες που τοποθετούν στα μοντέλα τους και προβαίνουν στην ίδια σύσταση, δηλαδή πάντα χρήση των ζωνών ασφαλείας, συνδυαστικά με τους αερόσακους.

Σωστή χρήση αερόσακων

Η παρουσία αερόσακου μπορεί να προκαλέσει θάνατο αν έχει προηγηθεί κακή ρύθμιση της απόστασης του οδηγού από τον πίνακα οργάνων και το τιμόνι, καθώς και αν δεν υπάρχει πρόσδεση του οδηγού και του συνοδηγού με ζώνες ασφαλείας, λόγω των τρομακτικών επιταχύνσεων που αναπτύσσονται κατά την πρόσκρουση.
Σε μια σύγκρουση, αυτό που μπορεί να προκαλέσει το θάνατο του οδηγού και του συνοδηγού, κυρίως είναι η λεγόμενη δευτερογενής σύγκρουση, κατά την οποία οι συμμετέχοντες σε αυτήν, αν δεν είναι προσδεδεμένοι, βρίσκονται ξαφνικά, για πάρα πολύ μικρό χρονικό διάστημα να «πετάνε» από τις θέσεις τους και να προσκρούουν σε τμήματα του αυτοκινήτου (παρμπρίζ, τιμόνι κ.τ.λ.). Ενδεικτικά αναφέρεται ότι σε μια σύγκρουση με 45 χιλιόμετρα / ώρα η πρόσκρουση στα διάφορα τμήματα του αυτοκινήτου ισοδυναμεί με πτώση ανθρώπου από τον 3ο όροφο μιας πολυκατοικίας με το κεφάλι προς τα κάτω.
Άρα, ακόμα και αν το αυτοκίνητο είναι εφοδιασμένο με αερόσακους, υπάρχει τεράστια πιθανότητα από κακή ρύθμιση του καθίσματος (ως προς την απόσταση από το τιμόνι), το άνοιγμα των αερόσακων να προλάβει τους «εν πτήσει» οδηγό και συνοδηγό και να τους προκαλέσει βαριές κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις, μέχρι και θάνατο. Για το λόγο αυτό, ζώνες ασφαλείας και αερόσακοι χρησιμοποιούνται πάντα μαζί.

Αερόσακος (Airbag)

Ο αερόσακος κατασκευάζεται από λεπτό ύφασμα πολυμερούς υλικού και συγκεκριμένα από πολυαμίδη. Η χωρητικότητα του αερόσακου του οδηγού είναι 35 - 60 λίτρα, ενώ του συνοδηγού είναι 60 - 100 λίτρα, και βρίσκεται διπλωμένος κάτω από το κάλυμμα του τιμονιού (για τον οδηγό) και μέσα στο ταμπλό για το συνοδηγό. Κατά τη σύγκρουση γεμίζει με αέριο, άζωτο ή αργό, και φουσκώνει. Μετά το αρχικό άνοιγμα, αρχίζει να ξεφουσκώνει λόγω διαφυγής του αερίου στην ατμόσφαιρα μέσω οπών που φέρει ο αερόσακος στο πίσω μέρος του, για να μην υπάρχει κίνδυνος συμπίεσης των επιβαινόντων από αυτόν. Όσο χρονικό διάστημα χρειαστεί να είναι αποθηκευμένος ο αερόσακος στο κάλυμμα του, μια λιπαντική ουσία (σκόνη ταλκ) διατηρεί αυτόν εύκαμπτο (είναι το αέριο που φαίνεται στις δοκιμές πρόσκρουσης / crash tests).

Κάλυμμα αερόσακου (Airbag cover)

Η γεννήτρια αερίων και ο διπλωμένος αερόσακος βρίσκονται προστατευμένα μέσα σε ένα κάλυμμα, το οποίο την ώρα της πλήρωσης του αερόσακου με το αέριο νίτρο ή αργό σπάει σε προκαθορισμένα σημεία λόγω της δύναμης που ασκείται σε αυτό από τον αερόσακο.
Στα σύγχρονα τιμόνια, ο αερόσακος οδηγού είναι διπλωμένος κάτω από το κάλυμμα του τιμονιού, που εξωτερικά μοιάζει σαν «καπάκι» το οποίο οριοθετείται από ένα «χάραγμα» στην περιφέρειά του, ώστε το καπάκι να μπορεί να ανοίξει για να βγει ο αερόσακος.
Παρομοίως, στα παλαιότερα μοντέλα με αερόσακο συνοδηγού, υπήρχε ένα εμφανές ορθογώνιο καπάκι στο πάνω μέρος του ταμπλό μπροστά από τον συνοδηγό. Σε πολλά νεότερα μοντέλα, ωστόσο, ο αερόσακος συνοδηγού ανοίγει και βγαίνει μέσα από μία στενή λωρίδα κατά μήκος του ταμπλό, η οποία έχει ενσωματωθεί στο συνολικό ντιζάιν, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει ορατό χάραγμα που να οριοθετεί εμφανές καπάκι.

Σετ καλωδίων

Οι καλωδιώσεις του Συστήματος Αερόσακων έχουν κίτρινη απόχρωση για να ξεχωρίζουν από τις άλλες καλωδιώσεις και αποτελούνται από ειδικές πρίζες σύνδεσης. Το τμήμα του καλωδίου που συνδέει την Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Επεξεργασίας του συστήματος των αερόσακων με την μονάδα των αερόσακων, έχει ειδική διαμόρφωση τύπου σπιράλ, έτσι ώστε να μπορεί να επιτρέπεται η περιστροφή του τιμονιού. Το σπειροειδές καλώδιο τοποθετείται με ειδική βάση πάνω στην κολώνα του τιμονιού.

Προειδοποιητική λυχνία αερόσακων

Η προειδοποιητική λυχνία του Συστήματος Αερόσακων ανάβει, αν και εφόσον το σύστημα ανιχνεύσει κάποιου είδους δυσλειτουργία σε αυτό.
Εκτός αυτού, η λυχνία προσωρινά ανάβει πάντα, όταν ο διακόπτης γυρίσει στη θέση «ON» (λειτουργία ανάφλεξης) και σβήνει λίγα δευτερόλεπτα μετά την έναρξη λειτουργίας του κινητήρα. Στα δευτερόλεπτα αυτά, το σύστημα εκτελεί αυτοέλεγχο και αν δεν εντοπίσει δυσλειτουργία, η λυχνία σβήνει. Αλλιώς, η βλάβη που εντοπίστηκε καταγράφεται στην μνήμη του εγκεφάλου και η λυχνία παραμένει αναμμένη.

Μετωπικές προσκρούσεις

Κατά τη φάση της μετωπικής πρόσκρουσης οι αισθητήρες επιτάχυνσης τοποθετημένοι στο εμπρόσθιο τμήμα του οχήματος ανιχνεύουν την επιτάχυνση, το σήμα στέλνεται στον εγκέφαλο ο οποίος συγκρίνει τις τιμές της επιτάχυνσης και αντιλαμβάνεται μετωπική πρόσκρουση. Ο εγκέφαλος στέλνει έναν ηλεκτρικό παλμό στην μονάδα των αερόσακων και συγκεκριμένα στον πυροκροτητή, όπου αυτός αναφλέγει τα καψούλια με την νιτρική αμμωνία. Αμέσως αρχίζει η πλήρωση του αερόσακου από τα καυσαέρια της καύσης. Ο αερόσακος φουσκώνει μέσα σε 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου και η ταχύτητα ανοίγματος συνήθως είναι 150 - 200 μίλια/ώρα (240 - 320 χλμ/ώρα). Μετά, αφού δεν χρειάζεται άλλο, αρχίζει να ξεφουσκώνει λόγω διαφυγής των αερίων από τις τρύπες που βρίσκονται στο πίσω μέρος του. Εδώ πρέπει να τονιστεί ότι ο αερόσακος ενεργοποιείται μόνο σε ταχύτητες άνω των 10 - 12 μιλίων/ώρα (16 - 19 χλμ/ώρα).
Στα νεότερα συστήματα αερόσακων, που χρησιμοποιούν γεννήτρια αερίων διπλής φάσης (dual stage gas generator) η Κ.Η.Μ.Ε. αξιολογεί όλες τις πληροφορίες που προέρχονται από αισθητήρες ανατροπής, ύπαρξης επιβάτη, βάρος επιβατών, απόστασης από το ταμπλό ή το τιμόνι, επιτάχυνσης και υπολογίζοντας τη σφοδρότητα της σύγκρουσης ενεργοποιεί στη μονάδα αερόσακου πρώτα τη μία γεννήτρια (70% της δύναμης) και αν είναι απαραίτητο (από τη σφοδρότητα της σύγκρουσης) ενεργοποιεί και την δεύτερη γεννήτρια (επιπλέον 30%) για δύναμη πλήρωσης 100%. Αν η σοβαρότητα της σύγκρουσης δεν είναι μεγάλης σημασίας, ενεργοποιεί μόνο την μία γεννήτρια (70% της δύναμης), για την αποφυγή ατυχήματος που θα μπορούσε να προκληθεί από το έντονο άνοιγμα του αερόσακου. Ασφαλώς το σύστημα ξέρει και το αν οι εμπρόσθιοι επιβάτες είναι δεμένοι. Αν δεν είναι, τότε ενεργοποιεί και τις δύο γεννήτριες για 100% δύναμη (μεγάλη ταχύτητα ανοίγματος), ώστε να προλάβει τον «ιπτάμενο» επιβάτη.
Επιπρόσθετα, το σύστημα γνωρίζει και την απόσταση του οδηγού και συνοδηγού από την επικίνδυνη ζώνη και αν η απόσταση είναι μικρή, τότε ενεργοποιεί την πρώτη γεννήτρια (70%). Αν τυχόν είναι επικίνδυνα μικρή (λιγότερο από 25 εκατοστά από το στήθος των επιβατών), τότε το σύστημα αποφασίζει και ενεργεί σύμφωνα με την σοβαρότητα της κατάστασης και όλες τις άλλες παραμέτρους.
Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι όλα αυτά συμβαίνουν σε ένα χρονικό διάστημα που δεν ξεπερνά το 1 δέκατο του δευτερολέπτου!

Πλευρικές προσκρούσεις

Ο τρόπος λειτουργίας είναι ακριβώς ο ίδιος με τους εμπρόσθιους αερόσακους, μόνο που αλλάζουν οι μονάδες των αερόσακων. Όπως προαναφέρθηκε, οι αερόσακοι αυτοί χωρίζονται σε 3 κατηγορίες:
- Πλευρών (Torso) 
- Κεφαλής (Head) - (Tubular) ή (Curtain)
- Συνδυασμός των δύο παραπάνω (Combo)
Το σύστημα αντιλαμβάνεται πρόσκρουση από τον κεντρικό αισθητήρα επιτάχυνσης, που είναι ενσωματωμένος στην Κ.Η.Μ.Ε. και ένα σήμα επιβεβαίωσης από τους αισθητήρες επιτάχυνσης δυο αξόνων περιφερειακά του οχήματος ή από αισθητήρες πίεσης στα πλαϊνά του οχήματος (π.χ. στις πόρτες) και ενεργοποιεί κάποιες από τις παραπάνω κατηγορίες μονάδων αερόσακων. Ο έλεγχος από την Κ.Η.Μ.Ε. μπορεί να γίνει και από ξεχωριστό από των εμπρόσθιων αερόσακων εγκέφαλο.
Πάντως στις πλευρικές συγκρούσεις, οι υπολογισμοί και οι κινήσεις (αποφάσεις, εντολές, κ.τ.λ. πρέπει να γίνουν ακόμα πιο γρήγορα απ’ ότι γίνονται στις μετωπικές συγκρούσεις, καθώς η περιοχή σύνθλιψης είναι πολύ πιο μικρή από τα πλαϊνά απ' ό,τι είναι από μετωπικά (λόγω του ότι στις μετωπικές συγκρούσεις, ένα μέρος της κινητικής ενέργειας απορροφάται και μετατρέπεται σε παραμόρφωση του εμπρόσθιου τμήματος του αμαξώματος, του κινητήρα και άλλων εξαρτημάτων).
Συνήθως οι αερόσακοι τύπου κουρτίνας (curtain type) μένουν για περισσότερα δευτερόλεπτα φουσκωμένοι, για προστασία των επιβατών ακόμα και σε τυχόν ανατροπή του οχήματος.

Ανατροπές

Το σήμα για ανατροπή προέρχεται από έναν αισθητήρα ανατροπής (angular rate sensor), ενώ ένας επιπλέον αισθητήρας επιτάχυνσης επιβεβαιώνει την ορθότητα του πρώτου. Το σύστημα αναγνωρίζει ανατροπή του οχήματος πριν αυτό ανατραπεί, έτσι είναι σε θέση να κάνει μια γρήγορη και αξιόπιστη πυροδότηση των πλευρικών αερόσακων.
Ακόμα και αν η ηλεκτρική τροφοδοσία του συστήματος διακοπεί, υπάρχει ένας πυκνωτής ο οποίος αποθηκεύει για 1 δευτερόλεπτο ηλεκτρική ενέργεια, ικανή να ενεργοποιήσει τους αερόσακους.