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.

Ιστορικό

Εμπρός Αερόσακοι οδηγού και συνοδηγού 

Ήδη από τη δεκαετία του 1950, είχαν αρχίσει να εμφανίζονται σε ορισμένα αεροσκάφη ευρεσιτεχνίες που μπορούν να θεωρηθούν ως οι πρώτοι αερόσακοι. Τελικώς, οι πρώτες εφαρμογές σε αυτοκίνητα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1970.

Πρώτη η Ford, το 1971, κατασκεύασε πειραματικό στόλο οχημάτων με αερόσακους. Ακολούθησε ο όμιλος της General Motors το 1973, με επιλεγμένα για κυβερνητικές πωλήσεις μοντέλα της Chevrolet, ενώ από τη σεζόν του 1974 προσέφερε και επίσημα αερόσακους οδηγού και συνοδηγού στο ευρύ κοινό. Το σύστημα αυτό αποτελείτο από 2 αερόσακους μαζί (ποτέ ξεχωριστά μόνο από έναν) και διατέθηκε ως προαιρετική επιλογή σε κάποια πολυτελή μοντέλα των εταιρειών Cadillac, Buick και Oldsmobile, με έξτρα χρέωση 235 δολάρια ΗΠΑ με την τότε ισοτιμία. Ωστόσο, το κοινό δεν έδειξε τότε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την πατέντα αυτή και μόλις 11.000 αυτοκίνητα του ομίλου της General Motors παραγγέλθηκαν με αερόσακους τα έτη 1973 - 1976, με αποτέλεσμα η παραγωγή τους να σταματήσει το 1976. Σε όσα οχήματα είχαν τοποθετηθεί αερόσακοι, οι ζώνες ασφαλείας ήταν μόνο δύο σημείων αντί τριών, καθώς οι αερόσακοι είχαν τότε επινοηθεί ως ένα εναλλακτικό υποκατάστατο αντί της ζώνης ασφαλείας. 

Τον Δεκέμβριο του 1980, η Mercedes-Benz επανέφερε τον αερόσακο οδηγού, στην W126 S-Class, αρχικά μόνο στη γερμανική αγορά (τότε Δυτική Γερμανία) και με έξτρα χρέωση 1.525,50 γερμανικά μάρκα. Το σύστημα πλέον διαφημιζόταν ως «Συμπληρωματικό Σύστημα Συγκράτησης / Supplementary Restraint System (S.R.S.)», καθώς είχε σχεδιαστεί να ενεργεί μαζί με τη ζώνη ασφαλείας. Κατά το πρώτο πλήρες έτος που είχε προσφερθεί, το 1981, συνολικά 2.636 αγοραστές της S-Class παρήγγειλαν αυτή την νέα πατέντα ασφαλείας. Το 1983 ο αερόσακος οδηγού άρχισε να διατίθεται και σε άλλα κράτη, ενώ το 1986 η Mercedes-Benz άρχισε να προσφέρει και αερόσακο συνοδηγού στο ίδιο μοντέλο.

Μέσα στο 1986, για τη σεζόν (model year) του 1987), η Porsche 944 Turbo έγινε το πρώτο αυτοκίνητο παγκοσμίως με στάνταρ 2 αερόσακους, οδηγού και συνοδηγού, ενώ η «βασική» Porsche 944 και η Porsche 944S τους προσέφεραν ως προαιρετική επιλογή. Επίσης, το 1987 εμφανίστηκε για πρώτη φορά αερόσακος σε ιαπωνικό αυτοκίνητο, το Honda Legend.

Στις ΗΠΑ ο αερόσακος οδηγού άρχισε να διαδίδεται το 1988, όταν η Chrysler τον έκανε στάνταρ στα περισσότερα μοντέλα της και μέσα στο 1989 σε όλα. Έως το έτος αυτό, είχε γίνει στάνταρ στην πλειοψηφία των αμερικανικών αυτοκινήτων, ενώ από το 1993 διαδόθηκε και ο αντίστοιχος του συνοδηγού. Το πρώτο SUV με αερόσακο οδηγού ήταν το Jeep Grand Cherokee πρώτης γενιάς, από το λανσάρισμα το 1992, και μάλιστα κατευθείαν ως στάνταρ.
 

Αντιθέτως, στην Ευρώπη το είδος ήταν σχεδόν άγνωστο ως τότε, με εξαίρεση ελάχιστα πολυτελή μοντέλα που δεν απευθύνονταν στο ευρύ κοινό. Σε προσιτό μοντέλο, για πρώτη φορά εμφανίστηκε προαιρετικά αερόσακος οδηγού στο μικρομεσαίο Volkswagen Golf μέσα στο 1992, ενώ το 1993 άρχισε να προσφέρει και έξτρα αερόσακο συνοδηγού. Το 1993 κυκλοφόρησε το Golf Cabrio τρίτης γενιάς, με στάνταρ 2 αερόσακους οδηγού και συνοδηγού.

Έως το 1993 / 1994, είχαν πλέον εισαχθεί στους κυριότερους Ευρωπαίους κατασκευαστές: τον όμιλο Volkswagen, τον όμιλο της Fiat, τη γερμανική Ford, τον όμιλο PSA Peugeot Citroën και τις Opel και Renault, ως στάνταρ ή έξτρα, ανάλογα με το μοντέλο και την έκδοση. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990, όλα σχεδόν τα ευρωπαϊκά μοντέλα, ακόμα και τα αυτοκίνητα πόλης, είχαν στάνταρ και τους 2 αερόσακους, συνήθως σε όλες τις εκδόσεις και όλα τα κράτη, ενώ τα περισσότερα προσέφεραν πλέον ακόμα και πλευρικούς αερόσακους.

Το Citroën C4 πρώτης γενιάς, που παρήχθη μεταξύ του 2004 και του 2010, ήταν το πρώτο αυτοκίνητο με «ακλόνητο» αερόσακο οδηγού, καθώς είχε ενσωματωθεί σε ένα ξεχωριστό σταθερό εσωτερικό «κουτί» που δεν στρίβει μαζί με το τιμόνι. Ο σκοπός της πατέντας αυτής είναι ο αερόσακος οδηγού να είναι πάντα στραμμένος προς τον οδηγό υπό την ίδια γωνία. Η ίδια πατέντα εμφανίστηκε και στο Citroën C5 δεύτερης γενιάς, που κατασκευάστηκε από το 2008 έως το 2017 και μέχρι σήμερα υπάρχει μόνο σε αυτά τα δύο μοντέλα.

Πλευρικοί αερόσακοι 

 
Οι πλευρικοί αερόσακοι χωρίζονται σε 3 κατηγορίες:

 Πλευρών (Torso)
 Κεφαλής (Head) - (Tubular) ή (Curtain)
 Συνδυασμός των δύο παραπάνω (Combo)

Οι πλευρικοί αερόσακοι πλευρών (torso) βρίσκονται συνήθως μέσα στο κάθισμα (αν και κάποια παλαιότερα γερμανικά μοντέλα αρχικά τους είχαν μέσα στις πόρτες) και φουσκώνουν μεταξύ του επιβάτη του καθίσματος και της πόρτας. Έχουν σχεδιαστεί να μειώνουν τον κίνδυνο τραυματισμού της πυέλου και των χαμηλότερων περιοχών της κοιλιάς. Μερικά οχήματα σήμερα είναι εξοπλισμένα με διαφορετικούς τύπους σχεδίων, με σκοπό την μείωση των τραυματισμών και της πιθανότητας να εκτοξευτεί ο επιβάτης έξω από το όχημα σε τροχαία που συνοδεύονται από ανατροπή του οχήματος.

Η σουηδική εταιρεία Autoliv AB ήταν αυτή που κατοχύρωσε την πατέντα των πλευρικών αερόσακων για την προστασία των πλευρών (αερόσακοι τύπου torso), στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Για πρώτη φορά εμφανίστηκαν στο Volvo 850 τον Σεπτέμβριο του 1994, για την σεζόν (model year) του 1995, και σε όλα τα κράτη διεθνώς, ενώ ήταν μέσα στα μπροστινά καθίσματα, ως στάνταρ εξοπλισμός στο 850 Turbo (sedan και station wagon) και με έξτρα χρέωση 500 δολάρια στα μοντέλα χωρίς Turbo. Από τα τέλη του 1995, έγιναν στάνταρ σε όλα τα μοντέλα της Volvo.

Στα τέλη του 1997, τα μοντέλα της BMW Σειρά 7 E38 και Σειρά 5 E39 εφοδιάστηκαν με πλευρικούς αερόσακους κεφαλής σωληνωτού σχήματος (tubular side airbags), γνωστοί με το όνομα «Σύστημα Προστασίας Κεφαλής» (Head Protection System / HPS) και ως στάνταρ εξοπλισμός. Αυτή ήταν η πρώτη παγκοσμίως πατέντα για προστασία της κεφαλής κατά τις πλευρικές συγκρούσεις. Οι ίδιοι αερόσακοι είχαν εξ αρχής την ιδιότητα να διατηρούνται επίσης φουσκωμένοι για έως και 7 δευτερόλεπτα για προστασία σε τυχόν ανατροπή. Ωστόσο, αυτός ο σωληνωτού σχήματος αερόσακος αντικαταστάθηκε τελικώς από τον αερόσακο που δημιουργεί ένα φουσκωτό «παραπέτασμα» για ακόμα καλύτερη προστασία. 

Τον Μάιο του 1998, η Toyota άρχισε να προσφέρει τον πρώτο πλευρικό αερόσακο τύπου κουρτίνας (side curtain airbag), ο οποίος «ξεδιπλώνεται και κατεβαίνει» από την οροφή, στο Progrés. Τον Ιούνιο του 1998, επίσης, λανσαρίστηκε το Volvo S80 πρώτης γενιάς, που έφερε εξ αρχής τους πρώτους αερόσακους κουρτίνας για την προστασία τόσο των εμπρός, όσο και των πίσω επιβατών. Σχεδόν αμέσως έγιναν στάνταρ εξοπλισμός σε όλα τα αυτοκίνητα Volvo, από την σεζόν του 1999. Οι αερόσακοι τύπου κουρτίνας (curtain type) συνήθως μένουν φουσκωμένοι για περισσότερα δευτερόλεπτα, για προστασία των επιβατών και σε τυχόν ανατροπή του οχήματος. 

Οι πλευρικοί αερόσακοι κουρτίνας με αισθητήρα ανατροπής (roll-sensing side curtain airbags) εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στα τέλη του 2002, στο νέο τότε SUV Volvo XC90 πρώτης γενιάς και μέσα στο 2004 και στα SUV Ford Expedition δεύτερης γενιάς και Lincoln Navigator δεύτερης γενιάς. Μάλιστα στο XC90 είχαν, από την εισαγωγή του, την ικανότητα να προστατεύουν και τις 3 σειρές καθισμάτων, ενώ στα δίδυμα μεταξύ τους Ford Expedition και Lincoln Navigator επεκτάθηκαν στην τρίτη σειρά καθισμάτων με την εισαγωγή της τρίτης γενιάς τους, μέσα στο 2006.

Τα τελευταία χρόνια, έχουν διαδοθεί κυρίως στα οχήματα που είναι πιο επιρρεπή σε ανατροπές, δηλαδή SUV, pick-up και MPV (πολυμορφικά ενός όγκου). Αναπτύσσονται, όταν ανιχνεύεται ενδεχόμενη ανατροπή. Το σήμα για ανατροπή προέρχεται από έναν αισθητήρα ανατροπής (angular rate sensor), ενώ επιπλέον ένας αισθητήρας επιτάχυνσης επιβεβαιώνει την ορθότητα του πρώτου. Το σύστημα αναγνωρίζει επερχόμενη ανατροπή του οχήματος πριν αυτό ανατραπεί και έτσι είναι σε θέση να κάνει μια γρήγορη και αξιόπιστη πυροδότηση των πλαϊνών αερόσακων. Συχνά υπάρχει ένας διακόπτης, με τον οποίο ο οδηγός μπορεί να απενεργοποιήσει τη δυνατότητα για όταν επιθυμεί να οδηγήσει το όχημα εκτός δρόμου. 

Μελέτες έχουν δείξει ότι οι αερόσακοι τύπου κουρτίνας (curtain type) πετυχαίνουν μείωση των βαρέων τραυματισμών με εγκεφαλική βλάβη ή θανάτων έως και κατά 45% σε πλευρικές συγκρούσεις με οχήματα μεγάλου ύψους και ιδιαίτερα με SUV. Συνήθως τα νεότερα SUV και MPV έχουν μεγάλου μήκους αερόσακους τύπου κουρτίνας, που προστατεύουν και τις 3 σειρές καθισμάτων.

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. Το 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 

Το 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 

Το 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 κυκλοφόρησε 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 πρωτοπαρουσιάστηκαν 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 τη γερμανική ADAC και αποδείχθηκε ότι όντως αυξάνει κατά πολύ τις πιθανότητες επιβίωσης.

Βασικές προδιαγραφές των αερόσακων 

Αρχικά πρέπει να αναφερθούν οι δυο κύριες κατηγορίες στις οποίες χωρίζεται η ασφάλεια ενός οχήματος:

 Ενεργητική ασφάλεια: Ονομάζεται η ασφάλεια που παρέχεται στον οδηγό από τα διάφορα συστήματα του αυτοκινήτου που συμμετέχουν στην αποφυγή ενός ατυχήματος (σύστημα πέδησης, Σύστημα Αντιμπλοκαρίσματος Τροχών (ABS), traction control system και ESP).

 Παθητική ασφάλεια: Ονομάζεται η ασφάλεια που παρέχει η καμπίνα και γενικότερα το αμάξωμα στους επιβάτες σε τυχόν σύγκρουση. Η παθητική ασφάλεια περιλαμβάνει εκτός του αμαξώματος και όλα εκείνα τα συστήματα που προστατεύουν τον οδηγό και τους επιβάτες κατά τη σύγκρουση και διακρίνεται σε εξωτερική και εσωτερική παθητική ασφάλεια.

 Εξωτερική Παθητική Ασφάλεια: Αφορά τα μέτρα προστασίας των πεζών, μοτοσυκλετιστών και ποδηλατιστών σε τυχόν σύγκρουσή τους με το αυτοκίνητο.

 Εσωτερική Παθητική Ασφάλεια: Αφορά όλα τα μέτρα που λαμβάνονται για να μειώσουν τις επιταχύνσεις και τις δυνάμεις που ασκούνται στον οδηγό και τους επιβάτες κατά την σύγκρουση. Στην κατηγορία αυτήν ανήκουν και τα συστήματα συγκράτησης των επιβατών όπως οι ζώνες ασφαλείας και οι αερόσακοι.

Η νομοθεσία κάθε χώρας καθορίζει ποια από τα παραπάνω συστήματα συγκράτησης θεωρούνται υποχρεωτικά και πως επιβάλλεται να σχεδιάζονται. Για παράδειγμα:

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 με ζώνη 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 εκτινάσσονται από τις θέσεις τους και να προσκρούουν σε τμήματα του αυτοκινήτου (παρμπρίζ, τιμόνι, κολώνες κ.τ.λ.). Ενδεικτικά αναφέρεται ότι σε μια σύγκρουση με 45 χιλιόμετρα την 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.

Εξαρτήματα αερόσακων 

Η σημαντική και ραγδαία ανάπτυξη στον τομέα των ηλεκτρονικών, επιτρέπει σε κάθε κατασκευαστή την ανάπτυξη συστημάτων συγκράτησης με διαφόρων ειδών αισθητήρες, αλλά τα βασικά εξαρτήματα ενός συστήματος αερόσακων είναι τα εξής

 Μονάδα αερόσακου
 Σετ καλωδίων
 Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου (ΚΗΜΕ ή ΗΜΕ ή ECU)
 Αισθητήρες Αερόσακων 
 Προειδοποιητική Λυχνία Αερόσακων

Μονάδα αερόσακου 

 Η μονάδα του αερόσακου αποτελείται από 3 επιμέρους εξαρτήματαΑερόσακο
 Γεννήτρια αερίων
 Κάλυμμα

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).

Γεννήτρια αερίου (Gas generator) 

Βρίσκεται και αυτή μέσα στο κάλυμμα του αερόσακου, πάντα συνδεδεμένη με αυτόν. Εντός της γεννήτριας βρίσκεται σε ξηρή μορφή το προωθητικό υλικό (ταμπλέτες) με βάση τη νιτρική αμμωνία (ΝaN3), ένας πυροκροτητής ο οποίος ενεργοποιείται από την Κ.Η.Μ.Ε. και αναφλέγει τα ξηρά στοιχεία, παράγοντας το αέριο πλήρωσης των αερόσακων και τέλος ένα μεταλλικό φίλτρο το οποίο συγκρατεί την εκτόξευση των ταμπλετών κατά την γρήγορη καύση τους.

Σε νεότερα συστήματα η γεννήτρια αερίων είναι δύο φάσεων (Dual stage gas generator):

Σε κάθε μονάδα αερόσακων (τόσο του οδηγού, όσο και του οδηγού) υπάρχουν δύο γεννήτριες αερίων, μία που πληρώνει τον αερόσακο με 70% δύναμη και μία δεύτερη που πληρώνει τον αερόσακο με 30% επιπλέον δύναμη. Σκοπός της είναι η αποφυγή τραυματισμών από την μεγάλη δύναμη με την οποία ο αερόσακος ξεδιπλώνεται σε μικρής σημασίας ατυχήματα.

Η Κ.Η.Μ.Ε. του συστήματος δέχεται πληροφορίες από τρέχουσες παραμέτρους, όπως το βάρος οδηγού και συνοδηγού και, αν συμβεί πρόσκρουση, είναι σε θέση να γνωρίζει το μέγεθος και τη σοβαρότητα της κατάστασης, οπότε:

 αν η πρόσκρουση είναι μέτρια, ενεργοποιεί το πρώτο στάδιο (πρώτη γεννήτρια, 70% δύναμη), ενώ
 αν η πρόσκρουση είναι ισχυρή, ενεργοποιεί και τις δύο γεννήτριες, την μία πίσω από την άλλη (100% δύναμη πλήρωσης αερόσακου). Αρχικά ενεργοποιείται η γεννήτρια αερίων με το 70% και στη συνέχεια ο αερόσακος πληρώνεται με το υπόλοιπο 30% (δεύτερη γεννήτρια) για 100% δύναμη πλήρωσης.

Επίσης, το σύστημα μπορεί να αντιληφθεί την ύπαρξη μικρού παιδιού, οπότε δεν δίνει σήμα πλήρωσης του συγκεκριμένου αερόσακου, ιδίως στο κάθισμα του συνοδηγού. Στα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα, υπάρχει και ένας διακόπτης με τον οποίο ο οδηγός μπορεί να απενεργοποιήσει τον αερόσακο συνοδηγού όταν δεν επιθυμεί άσκοπο άνοιγμά του, όπως π.χ. όταν κάθεται μικρό παιδί ή δεν κάθεται κανείς στη θέση αυτή.

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 άζωτο 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.

Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Επεξεργασίας 

Η Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Επεξεργασίας (Κ.Η.Μ.Ε. ή E.C.U.), γνωστή και ως «Εγκέφαλος», είναι η καρδιά του συστήματος. Δέχεται τα σήματα των αισθητήρων επιτάχυνσης και (αν υπάρχουν) των αισθητήρων πίεσης. Μέσα στην μνήμη του R.O.M. υπάρχουν καταχωρημένες τιμές επιτάχυνσης από τον κατασκευαστή, τα σήματα των αισθητήρων φθάνουν στην Κ.Η.Μ.Ε. και συγκρίνονται με τις είδη καταχωρημένες τιμές. Όταν ξεπεραστεί κάποιο όριο τότε η Κ.Η.Μ.Ε. πρέπει να πάρει σωστές αποφάσεις πυροδότησης των μονάδων των αερόσακων και μάλιστα μέσα σε λιγότερο από 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Σε αερόσακους νεότερης γενιάς, ο εγκέφαλος στους υπολογισμούς του συμπεριλαμβάνει και τις παρακάτω παραμέτρους για την πυροδότηση της γεννήτριας αερίων δυο φάσεων:

 Βάρος εμπρόσθιων επιβατών.
 Απόσταση από το τιμόνι ή το ταμπλό.

Μέσα στον Εγκέφαλο υπάρχει ο κεντρικός αισθητήρας επιτάχυνσης (επιταχυσιόμετρο). Επίσης, η Κ.Η.Μ.Ε. είναι σε θέση να γνωρίζει πάντα αν ένας αισθητήρας παρουσιάζει κάποια βλάβη ή γενικώς το σύστημα παρουσιάζει δυσλειτουργία και αμέσως βγάζει το σύστημα αερόσακων εκτός λειτουργίας.
 
Η Κ.Η.Μ.Ε. τοποθετείται σε ασφαλές μέρος στο εσωτερικό του οχήματος ώστε να προστατεύεται από την σύγκρουση, συνήθως στο κέντρο πάνω από το τούνελ του πατώματος.

Για συστήματα πλαϊνών αερόσακων, μπορεί να υπάρχει ξεχωριστός εγκέφαλος ή μπορεί σε μερικά συστήματα ο ίδιος εγκέφαλος των εμπρόσθιων αερόσακων να είναι ο διαχειριστής και των πλαϊνών αερόσακων.

Αισθητήρες αερόσακων 

Ένα σύστημα αερόσακων αναλόγως τον κατασκευαστή διαθέτει ένα σύνολο από αισθητήρες. Στην αγορά υπάρχουν πολλά είδη αισθητήρων με διαφορετικά κατασκευαστικά χαρακτηριστικά, όμως η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια, δηλαδή η μέτρηση της επιτάχυνσης που αναπτύσσεται κατά την σύγκρουση. Άρα στο όχημα επάνω σε διάφορες θέσεις περιφερειακά του υπάρχουν αισθητήρες επιτάχυνσης (επιβεβαίωσης), αλλά και εντός της Η.Μ.Ε. υπάρχει ενσωματωμένος ένας αισθητήρας επιτάχυνσης (κεντρικός).

Συστήματα με γεννήτρια αερίων διπλής φάσης: Στα συστήματα αυτά υπάρχουν οι παραπάνω αισθητήρες αλλά και μερικοί από τους παρακάτω. Ανάλογα με τον κατασκευαστή, μπορεί να υπάρχουν μερικοί από αυτούς ή κανένας από τους πιο κάτω και να χρησιμοποιούνται άλλου είδους αισθητήρες:

 Ένας αισθητήρας ανατροπής (angular rate sensor), βρίσκεται ενσωματωμένος εντός της Η.Μ.Ε. σε νεότερης γενιάς συστήματα αερόσακων και μετράει το ρυθμό περιστροφής του οχήματος γύρω από τον διαμήκη άξονα.
 Αισθητήρες ή διακόπτες στη θήκη των ζωνών ασφαλείας, για ανίχνευση πρόσδεσης ή μη των ζωνών ανάσχεσης (ζώνες ασφαλείας).
 Αισθητήρας στην ράγα του καθίσματος, για την εμπρός - πίσω ρύθμιση του (απόσταση από τιμόνι - ταμπλό).
 Αισθητήρες πίεσης, τοποθετούνται στα καθίσματα οδηγού/συνοδηγού και ανιχνεύουν το βάρος και την ύπαρξη επιβάτη, ώστε η Η.Μ.Ε. να γνωρίζει την ύπαρξη επιβάτη και το βάρος αυτού.
 Τέλος μία κάμερα, τοποθετημένη σε σημείο κοντά στον εσωτερικό καθρέπτη, ανιχνεύει αφενός την κίνηση των επιβατών κοντά στην κρίσιμη ζώνη ανοίγματος του αερόσακου και αφετέρου ανιχνεύει την ύπαρξη παιδικών καθισμάτων και τον όγκο επιβατών για κάθε επιβάτη των εμπρόσθιων καθισμάτων ξεχωριστά.

Για τις πλευρικές προσκρούσεις, υπάρχουν αισθητήρες πίεσης στα πλαϊνά του οχήματος (π.χ. στις πόρτες) ή αισθητήρες επιτάχυνσης 2 αξόνων (χ,z).

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.

Λειτουργία συστήματος αερόσακων

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 εκτινασσόμενο 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.

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.

Παραπομπές

Βιβλιογραφία 
 Παπαθανάσης, Ηλίας: «Αερόσακοι: Πόσο επικίνδυνοι είναι;», Περισκόπιο της Επιστήμης, τεύχος 210 (Οκτώβριος 1997), σσ. 12-18.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 Airbag Information and Airbag Deployment video in slow motion
 Chemistry behind airbags
 Everything you need to know about airbags

Τεχνολογία οχημάτων
Αυτοκίνητο
Αμερικανικές εφευρέσεις
Εξοπλισμός ασφαλείας