Автомобильная подвеска с колесом, защищающая людей и среднюю часть кузова в момент автоаварии
CAR SUSPENSION WITH A WHEEL THAT PROTECTS PEOPLE AND THE MIDDLE PART OF THE BODY AT THE TIME OF AN ACCIDENT

Техническое решение относится к автомобилестроению, к устройствам защиты средней части кузова автомобиля в момент аварии с 25 процентным и более перекрытием, направленное на обеспечение безопасности водителя и пассажиров и может быть использовано как элемент пассивной безопасности при эксплуатации автомобиля.
Современный легковой автомобиль имеет кузов, сконструированный из трех частей: передней, средней, задней. Передняя и задняя часть кузова выполняются из мягкого металла с запрограммированной деформацией, позволяющей в момент аварии, при ударе в продольном направлении передней части кузова погасить энергию удара за счет деформации металла (источник extxe.com. Безопасная конструкция кузова автомобиля. 16.06.2019 г.). Соответственно задняя часть кузова выполняет аналогичную функцию в момент удара сзади в продольном направлении. При этом средняя часть автомобиля выполнена из прочных и особо прочных сталей, образует жесткий каркас безопасности для водителя и пассажиров. Однако, при столкновении с 25 процентным перекрытием с препятствием, при ударе в левое или правое крыло концентрированный удар приходится на передние элементы автомобиля (бампер, крыло, арку, подвеску с колесом, покрышку колеса), которые не выдерживают образовавшуюся нагрузку. Бампер разрушается, фара разбивается, крыло мнется, подвеска разрушается, колесо с покрышкой деформируется, арка колеса не выдерживает нагрузки и мнется, покрышка колеса пробивается от удара о препятствие, и воздух выходит из покрышки колеса. В зоне передней части автомобиля при столкновении с препятствием с 25 процентным перекрытием (источник autoreview.ru. Первый в России независимый краш-тест с малым перекрытием. АР №20 2018 г. Юрий Ветров) находятся элементы передней части автомобиля, не способные выдержать нагрузки в объеме, необходимой для замедления автомобиля и защиты средней части кузова. Фронтальный удар с 25 процентным перекрытием проходит вдоль лонжеронов, не затрагивает элементы передней части кузова, предназначенные для деформирования и гашения удара при аварии. Одним из наиболее энергоемких элементов, находящихся в зоне удара, способных поглотить энергию удара в продольном направлении, является подвеска автомобиля с колесом, имеющая покрышку, заполненную воздухом. Однако в момент фронтального удара с 25 процентным перекрытием штатная подвеска колеса разрушается, и колесо вместе со ступицей и диском жестко ударяется в среднюю часть автомобиля (источник zr.ru. Новые краш-тесты: оценки за четвертью авт. Кирилл Мелешкин. 2.12.2013 г.). Остановка автомобиля происходит со значительными перегрузками для водителя и пассажиров, то приводит к травмированию водителя и пассажиров и деформации элементов средней жесткой части кузова автомобиля, что недопустимо по современным требованиям безопасности (ЕИРО NCAP, которая проводит краш-тесты).
Известно множество типов подвесок автомобилей (источник zen.yandex.ru. Виды и типы подвесок). Наиболее распространенные в современном автомобилестроении:
Mc.Pherson (Мак Ферсон);
двухрычажная подвеска;
многорычажная подвеска;
адаптивная подвеска;
подвеска типа Де Дион. Подвеска в автомобиле выполняет следующие функции: обеспечивает крепление колес к кузову, гасит колебания, получаемые колесами от дороги. Обеспечивает постоянный контакт колеса с дорожным полотном, удерживает колесо от смещения в продольном направлении.
В качестве аналога взята подвеска Mc.Pherson (Мак Ферсон), которая используется в автомобилях ВАЗ 2108, ВАЗ 2109, ВАЗ 1099. Источник: ООО «За рулем» редакция «Своими силами», главный редактор Алексей Ревин. Производственно-практическое издание ВАЗ 2108, ВАЗ 2109, ВАЗ 21099 с двигателями 1,1; 1,3; 1,5. Эксплуатация, обслуживание, ремонт, тюнинг, год выпуска 12.10.2017. Изготовлено в компании «АМК-Групп».
Подвеска Мак Ферсон содержит опорный подшипник, пружину амортизатор, шаровую опору, нижний рычаг, полуоси, рулевую тягу.
Работа подвески направлена на снижение динамических нагрузок, распределение их равномерно и повышение тяговых качеств автомобиля, удержание колеса от смещения в продольном направлении.
Недостатком аналога является то, что в момент фронтального столкновения автомобиля с 25 процентным перекрытием с препятствием, удар приходится вдоль лонжеронов, и они не участвуют в погашении удара, подвеска слабо защищает среднюю часть кузова от деформации, а водителя и пассажиров от перегрузок.
От удара колесо автомобиля слетает со своего штатного места крепления вместе с подвеской, покрышка колеса разрушается, и удар колеса по корпусу автомобиля происходит жестко ободом или ступицей без демпфирования резиной накаченной покрышки колеса.
Также в момент столкновения, удара о препятствие верхней поверхностью капота легковой автомобиль с подвеской Мак Ферсон «подныривает» под препятствие и гасит энергию удара стойками салона, что смертельно опасно для водителя и пассажиров.
Усилия на колеса в момент аварии остаются неизменными и, как следствие, «пятно» контакта с дорогой покрышки колеса тоже остается неизменным. При этом водитель в момент аварии не успевает использовать возможность экстренного торможения.
Также известна подвеска автомобиля двухрычажная, применяемая в ходовой части автомобилей ВАЗ 21213-214i. Источник: Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту Лада NIVA/LADA 4×4 ВА3-21213,-21214i, под редакцией С.Н. Погребной, А.В. Михайлов, И.С. Горфин, А.Н. Гаврилов, 2017.
Кроме этого, фирма Мицубиси на автомобилях Мицубиси Поджеро B97W, B98W, B87W, B88W применяет друхрычажную подвеску. Источник: Мицубиси поджеро. Устройство, техническое обслуживание и ремонт. Модели с 2006 года выпуска. Москва, Легион-Авто, дата 2010.
Подвеска содержит основной элемент, пружину, амортизатор, верхний рычаг подвески, нижний рычаг подвески. В качестве прототипа выбрана подвеска двухрычажная. Недостатком прототипа является отсутствие возможности защитить водителя и пассажира при столкновении с 25 процентным перекрытием (с деревом, столбом, встречным автомобилем). Причина заключается в том, что колесо через переднюю подвеску крепится к интегрированной раме и корпусу недостаточно жестко и при ударе с 25 процентным перекрытием о препятствие колесо отрывается вместе с подвеской, что приводит к изменению положения колеса относительно рамы и кузова. Покрышка колеса не выдерживает давления от удара и пробивается до обода. Воздух из нее выходит, и удар о препятствие происходит без демпфирования жестко ступицей с диском. От давления на препятствие ступица с диском срывается вместе с элементами подвески и ударяется в среднюю часть кузова. Происходит остановка средней части кузова без демпфирования удара. Резкая остановка средней части кузова приводит к перегрузкам водителя и пассажиров. Жесткий удар в кузов средней части гнет лонжероны в кузове средней части, что приводит к заклиниваю передних и задних дверей. Заблокированные двери осложняют оказание помощи водителю и пассажирам после аварии.
Подвеска не обеспечивает в момент аварии блокировку вращения колес с целью замедления легкового автомобиля и создания условий защиты средней части корпуса от жесткого удара, так как удар о препятствие в момент аварии происходит со свободно вращающимся незаблокированным колесом. Средняя часть кузова автомобиля двигается на препятствие без снижения скорости, не используя силу трения покрышек о полотно дороги для замедления скорости с момента удара о препятствие до полной остановки автомобиля.
В случае падения автомобиля с высоты колесами вниз подвеска слабо защищает от перегрузок в вертикальном направлении водителя и пассажиров, кузов от деформации.
Воздействие фронтального удара слева на кузов автомобиля с 25процентным перекрытием приводит к смещению задней части автомобиля вправо относительно направления движения, голова водителя продолжает движение прямо скользит по раскрытой штатной подушке безопасности в момент аварии и ударяется о левую переднюю стойку.
В случае столкновения на дороге, имеющей отрицательный уклон, после окончания активной фазы аварии легковой автомобиль имеет возможность катиться и попасть в другую аварию. Например, во встречный автомобиль или упасть с обрыва в горах, так как колеса не заблокированы.
В случае аварии с попаданием легкового автомобиля в воду на глубину автомобиль с двухрычажной подвеской уходит под воду быстро, не давая возможности водителю и пассажирам покинуть автомобиль.
Подвеска не обеспечивает при фронтальном ударе автомобиля, горизонтального положения кузова без проседания относительно полотна дороги с целью использования сминаемых зон передней части кузова в соответствии с проектной документацией.
Подвеска не обеспечивает подъем передней части кузова легкового автомобиля в момент фронтального удара в поверхность капота с эффектом «подныривания» передней части под кузов, прицеп, заднюю часть грузового автомобиля, так как легковой автомобиль после касания верхней частью капота кузова грузового автомобиля, начинает проседать из-за работы штатной передней подвески на сжатие, и легковой автомобиль на скорости въезжает под прицеп, грузовик. В результате торможение происходит передними стойками легкового автомобиля с тяжелыми последствия для здоровья пассажиров и водителя.
При обстреле автомобиля из огнестрельного оружия спереди подвеска не защищает водителя пассажиров от пуль и осколков, которые свободно пробивают элементы передней части автомобиля.
При подрыве, наезде автомобиля колесом на фугас подвеска с колесом не защищает водителя и пассажиров от воздействия взорвавшегося фугаса (источник mospolyech.ru. Оценка фугасного воздействия мин на несущие конструкции и экипажи автобронетанковой техники, поражающие факторы, способы защиты. Авт. Кулаков Н.А., Шевченко А.А.)
Автомобиль после подрыва на скорости продолжает двигаться неуправляемый. Неуправляемое движение автомобиля может привести к падению в кювет, столкновению, что создает угрозу водителю и пассажирам.
Задачами технического решения является:
- защита водителя и пассажиров, находящихся в средней части автомобиля в момент фронтального удара о препятствие (с эффектом «подныривания») верхней частью капота или передними стойками автомобиля путем остановки средней части кузова посредством поднятия передней части кузова с одновременным торможением верхней поверхностью капота о нижнюю часть препятствия и заблокированными колесами о полотно дороги;
- защита средней части автомобиля от деформации в момент фронтального удара о препятствие (с эффектом «подныривания») верхней частью капота или передними стойками автомобиля путем остановки средней части кузова посредством поднятия передней части кузова автомобиля с одновременным торможением верхней поверхностью капота о нижнюю часть препятствия и заблокированными колесами о полотно дороги;
- защита водителя, при фронтальном ударе автомобиля левым крылом о препятствие с 25 процентным перекрытием, от удара головой в левую стойку путем уменьшения смещения задней части автомобиля в момент аварии в правую сторону за счет интенсивного торможения о полотно дороги всех колес автомобиля. Вращение колес блокируют оболочки наполняемые газом в момент аварии;
- защита водителя и пассажиров при фронтальном ударе автомобиля о препятствие с 25 процентным перекрытием, находящихся в средней части кузова, путем уменьшения перегрузки за счет заполнения демпфирующего расстояния между покрышкой левого колеса и препятствием (через смятые части кузова: бампер, фару, левое крыло), между покрышкой левого колеса и лонжероном, а также аркой колеса, оболочкой заполненной газом;
- защита средней части кузова от деформации при фронтальном ударе автомобиля о препятствие с 25 процентным перекрытием за счет создания демпфирующего расстояния между покрышкой левого колеса и препятствием (через смятые передние части кузова: бампер, фару, левое крыло), между покрышкой левого колеса, лонжероном средней части кузова и аркой колеса;
- защита водителя и пассажиров при фронтальном ударе автомобиля о препятствие находящихся в средней части кузова путем уменьшения перегрузки за счет замедления движения средней части кузова, от момента удара автомобиля о препятствие до момента остановки средней части кузова Замедление обеспечивает торможение колес о полотно дороги;
- защита средней части кузова от деформации при фронтальном ударе автомобиля о препятствие за счет замедления движения средней части кузова, от момента удара автомобиля о препятствие до момента остановки средней части. Замедление обеспечивает торможение колес о полотно дороги;
- защита средней части кузова от деформации при фронтальном ударе автомобиля о препятствие, за счет обеспечения горизонтального положения кузова в момент аварии. Горизонтальное положение позволяет эффективно использовать сминаемые элементы передней части кузова и гасить энергию удара в соответствии с проектной документацией;
- спасение водителя и пассажиров от утопления, при попадании автомобиля в воду на глубину путем замедления погружения автомобиля, давая возможность пассажирам и водителю сориентироваться и покинуть автомобиль, пока он находится на плаву. Плавучесть автомобилю обеспечивают оболочки наполненные газом под давлением, находящиеся в нишах колес. Наполнение оболочек обеспечивают газогенераторы в момент отрыва, потери контакта колес с полотном дороги;
- защита водителя и пассажиров, находящихся в средней части автомобиля, при падении с высоты на землю от перегрузок, возникающих от удара в вертикальном направлении снизу в момент касания земли колесами автомобиля. Защиту обеспечивают оболочки заполненные газом в нишах передних и задних колес. Оболочки образуют демпфирующий объем между поверхностями покрышек колес и арками колес. Заполнение оболочек газом происходит после потери контакта четырех колес автомобиля с полотном дороги;
- защита водителя и пассажиров при фронтальном ударе автомобиля о препятствие с 25 процентным перекрытием, находящихся в средней части кузова, путем уменьшения перегрузки за счет замедления движения средней части кузова, от момента удара автомобиля о препятствие до момента остановки средней части кузова. Замедление обеспечивают оболочки, блокирующие вращение колес с одновременным торможением о полотно дороги;
- защита водителя и пассажиров, кузова автомобиля от пуль и осколков в штатном состоянии подвески путем укладки в нише колеса оболочки, выполненной из пуленепробиваемой ткани;
- защита водителя и пассажира от воздействия взрывающегося фугаса под колесом автомобиля путем демпфирования оболочкой, выполненной из пуленепробиваемой ткани, наполненной газом взрывной волны, отвода взрывной волны от средней части кузова. Ткань оболочки защищает кузов от осколков и акустического воздействия на пассажиров и водителя во время взрыва фугаса;
- защита водителя и пассажиров, находящихся в автомобиле, двигающегося на скорости от самопроизвольного движения после подрыва (например, в горной местности, на мосту) путем блокирования оболочками наполненными газом вращения передних и задних колес в момент подрыва. Заблокированные колеса с торможением о полотно дороги останавливают неуправляемый автомобиль. Предотвращают падение в кювет, удары о препятствия, которые невозможно объехать после подрыва на фугасе из-за потери управляемости автомобиля, ранения или контузии водителя автомобиля;
- защита водителя и пассажиров, находящихся в автомобиле, двигающегося на скорости от самопроизвольного движения после активной фазы аварии (например, в горной местности, на мосту) путем блокирования вращения передних и задних колес оболочками, наполненными газом в момент фронтального удара. Блокировка оболочками колес обеспечивает торможение автомобиля о полотно дороги. Автомобиль тормозит и предотвращает: падение автомобиля с моста, съезд в кювет, удар о препятствие, которое невозможно объехать из-за потери управляемости автомобиля, или травмирование водителя автомобиля в активной фазе аварии.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в «автомобильной подвеске с колесом, защищающей людей и среднюю часть кузова в момент автоаварии», содержащей колесо, пружину, амортизатор, верхний и нижний рычаги, предусмотрены следующие отличия: герметичная оболочка, выполненная из эластичного материала, размещенная в колесной нише, соединенная герметично с газогенератором, который имеет возможность срабатывать от сигнала обработанного электронным блоком управления во время фронтального удара в кузов автомобиля с 25процентным и более перекрытием, заполняет газом оболочку до формы, размер которой в левой колесной нише ограничен свободным пространством между поверхностью арки колеса и поверхностью покрышки колеса, находящегося в статическом положении подвески и давления газа в оболочке, обеспечивающего демпфирование удара между источником фронтального удара, с деформированными элементами бампера, фары, крыла и поверхностью покрышки колеса в продольном направлении, колесом и средней части кузова в продольном и поперечных направлениях, колесом и передней частью кузова в вертикальном направлениях.
Кроме того предложенная «автомобильная подвеска с колесом, защищающая среднюю часть кузова с людьми в момент автоаварии» отличается:
- плотным прижатием поверхности герметичной оболочки, наполненной газом к поверхности покрышки колеса, обеспечивающей блокировку колеса с торможением о полотно дороги;
- установкой генератора и герметичной оболочки в нише правого переднего колеса и нишах задних колес;
- защитой средней части кузова при фронтальном ударе в верхнюю часть капота или передние стойки, объемом заполняемого газом оболочки, формы и размер которой, ограничен пространством в нише переднего колеса между поверхностью арки и поверхностью покрышки, колеса находящегося в нижнем вывешенном положении подвески, оболочки расположены в нишах передних колес;
- защитой средней части кузова при ударе сзади в верхнюю поверхность крышки багажника или задние стойки; объемом оболочек, заполняемых газом до формы и размера, ограниченных пространством в нишах задних колес между поверхностями арок и поверхностями покрышек, колес находящихся в нижнем вывешенном положении подвесок;
- обеспечением дополнительной плавучести автомобиля при попадании в воду на глубину и защитой средней части кузова от удара в вертикальном направлении при падении автомобиля колесами вниз с высоты на землю, установкой герметичных оболочек и газогенераторов в нишах передних и задних колес с возможностью заполнения герметичных оболочек газом при отрыве колес от полотна дороги до максимального размера;
- защитой кузова автомобиля от пуль огнестрельного оружия и осколков мин герметичной оболочкой, изготовленной из пуленепробиваемой ткани, уложенной в нишах колес;
- защитой кузова автомобиля с находящимися в нем водителем и пассажирами от ударной волны, акустического воздействия и осколков в момент взрыва фугаса под колесом автомобиля, заполнением газом в нише колеса оболочки, выполненной из пуленепробиваемой ткани;
- защита водителя и пассажиров от самопроизвольного неуправляемого движения автомобиля после окончания активной фазы аварии или после подрыва на фугасе.
Между совокупностью существенных признаков заявленного объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь. А именно, в момент аварии автомобиля после поступления сигнала от датчика на ЭБУ, о силе и направлении удара в корпус автомобиля, скорости автомобиля, контакте колес с полотном дороги. Электронный блок управления обрабатывает в соответствии с алгоритмом сигнал и активирует газогенераторы, находящиеся в нишах передних и задних колес, газогенераторы заполняют газом оболочки, уложенные на поверхностях арок. Каждая оболочка имеет возможность заполнять свободную нишу между поверхностью покрышки и поверхностью арки колеса в статическом состоянии подвески, а также при максимальном ходе подвески останавливать вращение колес, блокировать оболочки, и колеса тормозят автомобиль о полотно дороги, в том числе после аварии. Оболочка с подвеской обеспечивают горизонтальное положение автомобиля во время удара о препятствие. Оболочка и колесо, удерживаемое подвеской, создает единую демпфирующую конструкцию, позволяющую демпфировать удары в корпус в продольном, вертикальном, поперечном направлениях. При попадании автомобиля в воду на глубину, оболочки заполняются газом газогенераторами в нишах четырех колес, после того как подвески вывесят колеса в максимальное нижнее положении. Оболочки, заполненные газом, придают автомобилю дополнительную плавучесть. При падении автомобиля с высоты на землю колесами вниз, штатные подвески колес усиливают оболочки, наполненные газом, и совместно с покрышками четырех колес, демпфируют удар в вертикальном направлении в момент приземления. Кроме этого, при фронтальном ударе о препятствие поверхностью капота автомобиля, оболочки заполняются газом и увеличивают ход передней подвески до максимального значения с одновременным поднятием передней части кузова, а при ударе сзади в поверхность крышки багажника, оболочки заполняются газом и увеличивают ход задней подвески вниз до максимального значения, с одновременным поднятием задней части кузова. При подрыве автомобиля на фугасе, обстреле спереди из огнестрельного оружия средняя часть корпуса защищена подвеской с колесом и оболочкой, выполненной из пуленепробиваемого материала. При торможении автомобиля заблокированными колесами о полотно дороги, в момент фронтального столкновения, наполненные газом оболочки не дают передней подвеске сжаться, что обеспечивает дополнительное торможение задними колесами без смещения задней части кузова влево или вправо. Оболочки обеспечивают горизонтальное положение кузова автомобиля во время удара о препятствие.
Техническое решение позволяет:
- защитить водителя и пассажиров от перегрузок в момент фронтального удара в верхнюю часть капота, передние стойки автомобиля,
- защитить среднюю часть кузова автомобиля от деформации в момент фронтального удара в верхнюю часть капота, передние стойки,
- защитить водителя при фронтальном ударе автомобиля слева о препятствие с 25 процентным перекрытием (слева) от удара головой в левую переднюю стойку автомобиля,
- защитить водителя и пассажиров от перегрузок при фронтальном ударе автомобиля о препятствие с 25 процентным и более перекрытием,
- защитить среднюю часть кузова автомобиля при фронтальном ударе о препятствие с 25процентным и более перекрытием от деформации,
- замедлить скорость средней части кузова автомобиля при фронтальном ударе,
- обеспечить горизонтальное положение автомобиля в момент фронтального удара,
- увеличить время нахождения автомобиля на плаву при попадании в воду на глубину,
- защитить водителя и пассажиров, от удара в вертикальном направлении при падении автомобиля с высоты на колеса,
- защитить водителя и пассажиров, находящихся в средней части кузова, от пуль и осколков при обстреле автомобиля спереди или сзади,
- защитить водителя и пассажиров от воздействия взорвавшегося фугаса под колесом автомобиля,
- защитить автомобиль от неуправляемого движения после активной фазы аварии или подрыве на фугасе.
Техническая сущность предложенного решения поясняется эскизами ФИГ. 1, ФИГ. 2, ФИГ. 3, ФИГ. 4, ФИГ. 5.
На ФИГ. 1 показана левая часть автомобиля и взаимодействие оболочек уложенных под арками передних и задних колес, с датчиком удара, электронным блоком управления, газогенератором.
На ФИГ. 2 показана передняя часть кузова автомобиля в момент фронтального удара с 25 процентным перекрытием с препятствием со стороны водителя с заполненной газом герметичной оболочкой в нише переднего левого колеса.
На ФИГ. 3 показана:
передняя часть кузова автомобиля вид А-А и основные полости оболочек в нишах левого и правого колес заполнены газом в статическом состоянии подвески.
На ФИГ. 4 показана передняя часть кузова автомобиля в момент фронтального удара с препятствием поверхностью капота и заполненной газом герметичной оболочкой в нише переднего левого колеса. Показано размещение основной и дополнительной полости в оболочке.
На ФИГ. 5 показана передняя часть кузова вид Б-Б оболочки с полостями наполненные газом в нишах левого и правого колес, оболочки наполнены до максимального размера в вывешенном состоянии передней подвески.
Конструктивные элементы на фиг. 1, 2, 3, 4, 5 имеют обозначения и выполнены следующим образом:
1. Датчик установлен в кузове автомобиля, срабатывающий при фронтальном ударе автомобиля, ударе сзади, отрыве колес от полотна дороги; соединен проводом с ЭБУ.
2. Электропровод, проложен в кузове автомобиля, по которому подается сигнал от датчика удара на электронный блок управления.
3. Электронный блок управления (ЭБУ) установлен в кузове автомобиля, соединен с датчиком, обрабатывает сигнал о силе и направлении удара, скорости, контакте колес автомобиля с полотном дороги и в соответствии с алгоритмом, активирует срабатывание газогенераторов в нишах передних или задних колес и управляет наполнением газом полостей оболочек.
4. Электропровод проложен в кузове автомобиля, соединяет ЭБУ и газогенератор, по которому передается сигнал на активацию рабочей части газогенератора.
5. Газогенератор установлен на арках передних и задних колес, состоит из двух рабочих частей, основной и дополнительной, которые могут срабатывать как одновременно, так и раздельно от сигнала, поступающего от ЭБУ. Рабочие части газогенератора соединены герметично с оболочкой, состоящей из двух рабочих полостей. Рабочие части газогенератора могут быть активированы ЭБУ, как вместе, так и раздельно. Газогенератор после активации подает газ в полости герметичной оболочки.
6. Арка передних и задних колес автомобиля. В арке расположены газогенератор и оболочка, которые закрыты подкрылком.
7. Основная рабочая часть газогенератора имеет возможность активироваться сигналом, поступающим от ЭБУ. При активации выделяется газ, который поступает в полость оболочки, герметично соединенной с газогенератором.
8. Дополнительная рабочая часть газогенератора имеет возможность активироваться сигналом, поступающим от ЭБУ. При активации выделяется газ, который поступает в дополнительную полость оболочки, герметично соединенной с газогенератором.
9. Оболочки герметичные размещены на поверхностях арок передних и задних колес, выполнены из прочного материала типа кевлар, намеке, СВМ: РУСАР, колон, хипалон, армированный поливилхлорид. Оболочки уложены по поверхностям арок колес от порога до бампера, в нишах передних и задних колес. Каждая оболочка состоит из двух рабочих полостей, основной и дополнительной соответственно, они соединены герметично с основной и дополнительной рабочими частями газогенератора, который имеет возможность заполнять полости газом. Наполненные газом основная и дополнительная полости, создают два размера оболочки. При заполнении основной полости, оболочка заполняется газом в нише колеса от поверхности арки до поверхности покрышки колеса в статическом состоянии подвески, при заполнении газом одновременно основной и дополнительной полости, оболочка заполняется газом в нише колеса от поверхности арки до поверхности покрышки колеса при нижнем вывешенном состоянии подвески. Наполненные газом полости оболочки демпфируют удары по корпусу. Для защиты от грязи, пыли, камней оболочки закрыты подкрылками.
10. Основная рабочая полость является частью герметичной оболочки, которую заполняет газом основная часть газогенератора в момент аварии до размера свободного пространства, образованного между поверхностью арки и поверхностью покрышки колеса, находящегося в статическом состоянии подвески. Основная рабочая полость оболочки блокирует вращение колеса. Дополнительная рабочая полость оболочки остается в сложенном состоянии и прижата к арке колеса.
11. Дополнительная рабочая полость является частью герметичной оболочки, которую заполняет газом дополнительная часть газогенератора в момент аварии до размера, позволяющего оболочке занять в нише колеса, вместе с заполнением основной рабочей полостью, размер между поверхностью арки и поверхностью покрышки колеса, находящегося в нижнем вывешенном состоянии подвески. Раскрытие двух полостей оболочки происходит при ударе в верхнюю часть капота, в верхнюю часть багажника, при падении автомобиля с высоты, при попадании автомобиля в воду на глубину. Давление газа в оболочке демпфирует удары по корпусу и удерживает колесо автомобиля от смещения в продольном и вертикальном направлениях в момент фронтального удара.
12. Ниша колеса (надколесная ниша) это свободное пространство над колесом автомобиля между покрышкой колеса и аркой, деталями передней части кузова. Предназначена для установки колеса, перемещения колеса относительно корпуса во время работы подвески при езде по неровностям. Ниша колеса между поверхностью арки и поверхностью покрышки колеса при сжатой подвеске образует минимальное пространство, при вывешенной подвеске максимальное пространство, при статическом положении подвески образует среднее пространство.
13. Подкрылок колеса находится в нише колеса и установлен на автомобильные колесные арки для защиты арки и оболочки, прикрепленной к ней в сложенном положении. Он установлен для защиты арки от попадания пыли, грязи, камней, соли. Подкрылок может быть закреплен пистонами, клипсами или защелками. Перед установкой подкрылка в верхнюю часть колесной арки крепят газогенератор и укладывают оболочку, которую приклеивают для простоты монтажа клеем в нескольких местах на поверхности арки или укладывают по радиусу подкрылка на внешнюю сторону. Подкрылок прижимает оболочку к внутренней поверхности арки колеса, и крепят клипсами. Оболочка при заполнении газом имеет возможность сорвать подкрылок с крепления и плотно прижать к поверхности покрышки колеса.
14. Резиновая покрышка колеса, заполненная воздухом.
15. Колесо автомобиля.
16. Препятствие - это барьер, стоящий на пути движения автомобиля с 25 процентным и более перекрытием. Примером движущегося барьера может быть встречный или попутный автомобиль.
17. Лонжерон порога часть рамы средней части кузова автомобиля.
18. Переднее крыло автомобиля.
19. Полотно дороги.
20. Передняя стойка автомобиля.
21. Клапан избыточного давления установлен в основной рабочей полости и дополнительной рабочей полости герметичной оболочки. Клапан имеет возможность сбросить избыточное давление в оболочке в случае возможности прорыва стенок оболочки в момент наполнения газом или удара о препятствие. Кроме этого, клапан сбрасывает давление в оболочке в случае возможности разрушения несущих конструкций кузова. Через клапан сбрасывают давление в оболочке с газом после аварии работники службы эвакуации автомобилей.
22. Рама автомобиля.
23. Бампер автомобиля.
24. Штатная подвеска автомобиля.
Устройство «Автомобильная подвеска с колесом, защищающая людей и среднюю часть кузова в момент автоаварии» работает и защищает от перегрузок водителя и пассажиров и среднюю часть кузова автомобиля от деформации следующим образом.
При нормальной работе автомобиля до аварии ФИГ. 1 датчик удара 1 установлен в кузове автомобиля, от которого по электропроводу 2 имеется возможность подачи сигнала об ударе в кузов, отрыве колес от полотна дороги на электронный блок управления (ЭБУ) 3, который обрабатывает в соответствии с алгоритмом сигнал и по электропроводу 4 и активирует газогенераторы 5, расположенные на арках 6 передних и задних колес. Каждый газогенератор 5 соединен герметично с оболочкой 9, состоящей из полостей, которые герметично соединены: основная рабочая часть 7 газогенератора 5 соединена герметично с основной рабочей полостью 10 оболочки 9 дополнительная рабочая часть газогенератора 8 соединена герметично с дополнительной рабочей полостью 11 оболочки 9, Каждая оболочка уложена под арками 6 в нишах колес 12 и прижата подкрылком 13. Подкрылки 13 имеют возможность срываться со своих штатных мест под давлением оболочки 9 при заполнении газом и прижиматься к покрышкам 14 задних и передних колес 15.
В случае фронтального столкновения на скорости с 25 процентным перекрытием препятствием ФИГ. 1, ФИГ. 2, ФИГ. 3 срабатывает датчик удара 1, от которого по электропроводу 2 подается сигнал о характере удара на электронный блок управления (ЭБУ) 3, электронный блок управления обрабатывает сигнал по алгоритму удара с 25 процентным перекрытием и по электропроводу 4 активирует газогенераторы в арках передних и задних колес. В каждом газогенераторе срабатывает основная рабочая часть 7, которые наполняют газом основные рабочие полости 10 оболочек 9. Полости 10 внешними поверхностями начинают давить на подкрылки 13 и арки передних и задних колес 6. через нераскрытые дополнительные полости 11 (ФИГ. 2, ФИГ. 3). В результате оболочки 9 срывают подкрылки 13 с мест крепления на арках 6 колес и прижимают их к покрышкам 14 передних и задних колес 15. Прижатые к покрышкам 14 подкрылки 13, блокируют вращение колес 15, которые начинают тормозить автомобиль о полотно дороги 19 (исключают работу ABS в случае, если водитель нажал перед столкновением на педаль тормоза).
Одновременно с блокировкой колес 15 и торможением газогенераторы 5 продолжают наполнять газам оболочки 9, которые в нишах 12 передних колес одной стороной оболочки давят на поверхность покрышки 14, а противоположной стороной на поверхность арки 6. Оболочки 9 в нишах 6 передних колес удерживают переднюю часть кузова и не позволяют ему совершить «нырок», который возникает в момент торможения.
Соответственно рама 22 автомобиля остается в горизонтальном положении, что создает условия для эффективного использования сминаемых зон передней части кузова предусмотренных при проектировании автомобиля. Так как передние колеса 15 заторможены, вес автомобиля давит и прижимает передние колеса к полотну дороги 19, увеличивает нагрузку на покрышки 14 колес, и плотно прижимает покрышку 14 к полотну дороги 19, при этом увеличивает «пятно» контакта с полотном дороги 19, что увеличивает эффект торможения. Автомобиль замедляет скорость движения на препятствие 16 и по мере продвижения на препятствие сминает с левой стороны бампер 23, фару, часть крыла 18. Далее препятствие 16 через смятые бампер 23, фару, крыло 18 начинает соприкасаться с наполненной газом герметичной оболочкой 9, находящейся под давлением плотно прижатой к покрышке левого колеса через подкрылок 13. Оболочка 8 начинает демпфировать удар и передавать равномерно усилие на все точки, с чем соприкасается поверхность оболочки. В том числе на поверхность покрышки 14 колеса, сжимая последнее, которое так же начинает демпфировать удар.
Оболочка 9 прижата одной стороной к арке 6, лонжерону 17, другой стороной, к поверхности покрышки 14 колеса 15, которое в свою очередь прижато к полотну дороги 18 и тормозит. Продолжающее воздействие препятствия 16 через смятые бампер 23, фару, крыло 18 на колесо 15 демпфируется со стороны препятствия оболочкой и покрышкой колеса, а со стороны лонжерона 17 оболочкой 8 и покрышкой 14 колеса. При этом оболочка 9 помогает штатной подвеске 24 удерживать колесо 15 с подвеской 24 от разрушения и движения в продольном направлении относительно кузова. Средняя часть кузова демпфирует оболочкой 9 и покрышкой 14 колеса о препятствие и прекращает движение.
Оболочка 9 и покрышка 14 колеса создают пневматическую конструкцию в нише 12 переднего левого колеса в зоне фронтального удара с 25 процентным перекрытием, эффективно демпфирует фронтальный удар о препятствие оболочкой, наполненной газом и покрышкой 14 колеса заполненной воздухом, не дают продвинуться средней части кузова в момент аварии до препятствия 16, Не дают сдвинуть с мест крепление подвески 24 левого колеса, пробить покрышку 14 колеса и приблизиться к препятствию 16 средней части кузова.
Одновременно с газогенератором 5 слева в момент фронтального удара при 25 процентном перекрытии срабатывают газогенераторы 5 в арке 6 с правой стороны и арках задних колес. Заполняют оболочки 9 газом и обеспечивают блокировку вращения, правого и задних колес 15 автомобиля. Автомобиль тормозит о полотно дороги 19 передним правым и задними колесами, что позволяет удержать заднюю часть кузова от заноса в правую сторону. Торможение автомобиля позволяет водителю, находящемуся в автомобиле, избежать травм от удара о переднюю левую стойку 20 кабины, так как автомобиль не будет иметь заноса задних колес вправо.
При движении автомобиля с заносом задних колес вправо голова и туловище водителя будут двигаться в направлении по ходу движения автомобиля и встретятся с раскрытой штатной подушкой безопасности под углом. Туловище и голова водителя скользят по краю штатной подушки безопасности, и происходит удар головой о левую стойку 20. Блокировка колес позволяет избежать заноса вправо и эффективно использовать штатную подушку безопасности. Кроме этого в момент аварии на дорожном полотне с отрицательным или положительным уклоном (например, в горной местности) оболочки 9, заполненные газом, блокируют вращение колес 15 автомобиля и не дают самопроизвольно двигаться автомобилю после аварии по наклонной поверхности автомобильного полотна 19. Торможение автомобиля исключает возможность дополнительной аварии с встречным транспортом, падение автомобиля с обрыва, дополнительного удара о препятствие. Таким образом, оболочка 9, наполненная газом, и колесо с подвеской совместно защищают водителя и пассажиров от перегрузок, а среднюю часть кузова от деформации в момент удара.
При фронтальном столкновении с препятствием со 100 процентным перекрытием устройство работает следующим образом. ФИГ. 1, ФИГ. 2, ФИГ. 3: датчик 1 подает по проводу 2 сигнал об ударе на ЭБУ 3, далее по проводу 4 на газогенераторы 5, расположенные в арках 6 передних и задних колес, которые срабатывают и начинают заполнять газам оболочки 8, оболочки давят на подкрылки 13 и сдвигают их с мест крепления и прижимают к верхним поверхностям покрышек 14 передних и задних колес, вращение колес 15 блокируется и автомобиль тормозит о полотно дороги 19. Одновременно в нишах 12 передних колес оболочки 9 с газом образуют между арками 6 и поверхностями покрышек 14 демпфирующие полости, которые плотно прижаты давлением газа через подкрылки 13 к покрышкам 14 передних колес накаченных воздухом. Каждая оболочка 9 образует с каждой покрышкой 14 единую упругую демпфирующую конструкцию.
От торможения передних колес 15 о полотно дороги 19, автомобиль начинает «клевать» и увеличивает нагрузку на передние колеса 15. Наполненные газом оболочки 9 не дают возможности передней части автомобиля произвести «клевок» и фронтальный удар передней частью кузова происходит перпендикулярно препятствию 16, автомобилем, находящимся в горизонтальном положении.
Перпендикулярный удар о препятствие 16 начинает эффективно деформировать переднюю часть кузова, предназначенную при проектировании автомобиля для смягчения удара в момент лобового столкновения. Далее раскрытые оболочки 9 в левой и правой нишах, соприкасаются с мятыми крыльями и бампером, которые проминают оболочки слева и справа, наполненные газом оболочки 9 демпфируют удар и не дают сместить передние колеса 15 в продольном направлении, тем самым обеспечивают плавные замедления автомобиля в момент удара о препятствие до полной остановки. Плавное замедление позволит уменьшить нагрузки на водителя и пассажиров в момент аварии и спасти жизнь и здоровье.
Кроме этого, в момент аварии на дорожном полотне с отрицательным или положительным уклоном (например, в горной местности) герметичные оболочки 9, заполненные газом, блокируют вращение колес 15 автомобиля и не дают самопроизвольно двигаться автомобилю после аварии по наклонной поверхности автомобильного полотна 19, что предотвращает возможность дополнительной аварии от столкновения с встречным транспортом, съезда автомобиля в кювет, падение автомобиля с обрыва. Торможение и остановка автомобиля после аварии позволяет сохранить жизнь и здоровье водителя и пассажиров.
В процессе эксплуатации автомобиля до аварии оболочки 9, уложенные под арками 6 автомобиля, дополнительно выполняют функцию шумоизоляции, позволяют уменьшить шум от покрышек 14 во время езды, ударов камней о подкрылки 13, что создает в автомобиле дополнительные комфорт для водителя и пассажиров.
Устройство, защищающее среднюю часть кузова автомобиля при фронтальном ударе в верхнюю часть капота (ФИГ. 1, ФИГ. 4, ФИГ. 5), работает следующим образом: при нормальной работе автомобиля датчик удара 1 находится в корпусе автомобиля, от которого по электропроводу 2 имеется возможность подачи электросигнала об ударе в корпус, отрыве колес от полотна дороги на ЭБУ 3, от которого сигнал по электропроводу 4 имеет возможность активировать газогенератор 5, расположенный слева и справа в арках колес передней и задней частях кузова. Газогенераторы 5 герметично соединены с оболочками 9, уложенными в арках 6 передних и задних колес. Оболочки закрыты в арках колес подкрылками 13, которые защищают их от попадания грязи, камней, воды при нормальной работе автомобиля.
Оболочка 9 состоит их двух полостей 10, 11, полость 10 соединена с рабочей частью 7 газогенератора 5, полость 11 соединена герметично с рабочей частью 8 газогенератора 5.
При фронтальном столкновении автомобиля с препятствием, удар от которого приходится в верхнюю часть капота или передние стойки (ФИГ. 4, 5) демпфирование удара в корпус осуществляется следующим образом: срабатывает датчик удара 1, от которого по электропроводу 2 подается электросигнал на ЭБУ 3, который обрабатывает удар (направление удара) и активирует по проводу 4 газогенератор 5 слева и газогенератор 5, установленный в арке 6 с правой стороны. Активация происходит сразу двух рабочих частей 7, 8 газогенераторов 5 в левой арке 6 колеса и газогенератора в правой арке 6 колеса. Полости 10, 11 оболочки 9 наполняются газом от рабочих частей 7, 8 газогенератора 5. Полости 10, 11 оболочки расправляются от давления газа, и оболочка 9 давит внешними поверхностями на подкрылок 13 и арку 6 колеса. Подкрылок 13 срывает с места крепления оболочка с газом и прижимает к колесу 15. Далее оболочка 9 продолжает наполняться газом, начинает воздействовать на поверхность покрышки 14 колеса 15 через подкрылок 13 и поверхность арки 6. Упираясь в колесо 15, оболочка 9 поднимает переднюю часть кузова автомобиля в вертикальном направлении, штатная подвеска 24 колеса переходит из статического положения в положение свободно вывешенных колес 15. Положение подвески 24 с вывешенными колесами 15 обеспечивает наполнение оболочки 9 с полостями 10, 11 до максимально размера.
Последовательность заполнения оболочки и ее воздействие на арку 6 колеса происходит синхронно с левой и правой сторон (ФИГ. 4, 5). Оболочки 9 в левой и правой нише 12 упираются в арки 6, арки, соединенные с рамой 22, поднимают переднюю часть кузова и прижимают поверхность капота к препятствию 16. Прижатый к препятствию капот вместе с левым и правым крыльями 18 тормозят движение автомобиля на препятствие 16. Одновременно заполненные газом оболочки 9 демпфируют удар в кузов в вертикальном и продольных направлениях, удерживают штатную подвеску 24 от сжатия. В нишах 12 передних колес оболочки 9 блокируют вращение колес 15, и автомобиль интенсивно тормозит о полотно дороги 19 до полной остановки. Поднятие передней части предложенным устройством во время фронтального удара в капот позволяет остановить автомобиль и демпфировать удар в среднюю часть кузова автомобиля.
Защита средней части кузова от удара сзади в верхнюю часть крышки багажника происходит следующим образом (во время остановки автомобиля на красный сигнал светофора). При ударе сзади (наезде на автомобиль) в верхнюю поверхность багажного отделения срабатывает датчик удара 1 и передает сигнал по проводу 2 на ЭБУ 3, от которого обработанный сигнал по проводу 4 поступает в газогенераторы 5, установленные в арках 6 задних и передних колес. Газогенераторы 5 активируются и наполняют газом основные полости 10 оболочек 9 в нишах 6 передних колес, а в нишах задних колес основные 10 и дополнительные 11 полости. Оболочки 9 одной стороной упираются в поверхности подкрылок 13, а противоположной стороной в арки 6 задних колес. Оболочки 9 срывают подкрылки 13 с мест крепления и прижимают их к покрышкам 14 колес. Прижатые оболочками 9 к поверхности покрышек 14 подкрылки 13 блокируют вращение задних и передних колес 15. Автомобиль стоит. Одновременно в нишах задних колес оболочки 9 с заполненными газом полостями 10,11 давят одной стороной оболочки 9 на поверхность покрышки 14, а противоположной стороной на арки 6 задних колес. Происходит смягчение удара за счет смятия багажного отделения, задних крыльев и демпфирования удара в вертикальном и продольных направлениях с одновременной блокировкой вращения колес 15 и торможение автомобиля о полотно дороги 19. Демпфирование удара и торможение позволяет защитить среднюю часть кузова от движения вперед; водителя и пассажиров от «хлесткого» удара, вызывающего перелом шейного отдела позвоночника.
Устройство при падении автомобиля с высоты на землю работает следующим образом. При падении автомобиль с людьми теряет контакт колесами 15 с полотном дороги 19, штатная подвеска 24 вывешивает в нишах передние и задние колеса и образуют максимально большое пространство от поверхности арок 6 колес до поверхности покрышек 6 колес. Датчик 1 удара подает сигнал по проводу 2 на ЭБУ 3 об отрыве колес 15 от полотна дороги 19. ЭБУ 3 обрабатывает сигнал и активирует газогенераторы 5, расположенные в арках 6 передних и задних колес. Активация газогенераторов происходит одновременно с двумя рабочими частями 7, 8, которые одновременно наполняют газом по две полости 10, 11 каждой из четырех оболочек, расположенных в арках 6 передних и задних колес. Заполнение газом оболочек 9 происходит в период после отрыва колес 15 от полотна дороги 19 до касания автомобиля колесами земли. За период свободного полета автомобиля газогенераторы 5 заполняют оболочки 9 до формы и размера ограниченного пространством в нишах 12 колес между поверхностями арок 6 и поверхностями покрышек 14 колес в нижнем вывешенном состоянии подвесок колес 24.
Автомобиль падает на землю на колеса 15. Колеса воздействуют на штатную подвеску в вертикальном направлении и под действием веса автомобиля сжимают подвеску 24. Оболочки 9, наполненные газом, находящиеся в нишах 12 колес 15, не дают колесу 15 вместе со штатной подвеской 24 продвинуться в вертикальном направлении. Вертикальный удар в кузов автомобиля при падении демпфируют вначале покрышками 14 колес 15 заполненных воздухом, затем оболочкой 9 с газом совместно со штатной подвеской 24. Колесо 15 упирается в оболочку 9, заполненную газом, оболочка 9, в свою очередь, упирается в арку 6 колеса. Оболочки 9, наполненные газом, демпфируют вертикальный удар кузова о землю при падении автомобиля с высоты.
В процессе демпфирования в вертикальном направлении колеса 15 через подкрылки 13 прижимают оболочки 9 к аркам 6. В полостях 10, 11 оболочек 9 давление газов на стенки оболочек 9 увеличивается до критического при котором возможно разрушение материала, из которого изготовлены оболочки 9, срабатывают клапаны 21 при давлении газов ниже давления, при котором разрушается материал оболочки 9. Давление газа открывает обратный клапан 21 и сбрасывает излишки давления газа. Оболочки 9 продолжают демпфировать удар и уменьшают перегрузки, которые испытывают водитель и пассажиры при падении с высоты на землю.
Устройство работает при падении автомобиля в воду следующим образом. При падении автомобиля с высоты датчик 1 отрыва колес срабатывает, как только колеса 15 отрываются от полотна дороги. Колеса 15 в полете вывешиваются свободно штатной подвеской 24, срабатывает датчик 1 и сигнал об отрыве колес автомобиля от полотна дороги, по проводу 2 приходит на ЭБУ 3, который обрабатывает информацию и по проводу 4 активирует рабочие части 7, 8 газогенераторов 5 в четырех нишах 12 колес. Газогенераторы 5 одновременно заполняют полости 7, 8 четырех оболочек до максимального размера (по две полости в каждой оболочке). Газогенераторы заполняют оболочки 9 газом до форм и размера, ограниченного пространством в нишах 12 колес между поверхностями арок 6 и поверхностями покрышек 14 колес, находящихся в нижнем вывешенном состоянии подвесок.
Автомобиль падает в воду, при этом частично демпфирует удар о воду оболочками 9 наполненными газом. Оболочки 9 в нишах 12 колес с четырех сторон выталкивают автомобиль на поверхность воды и придают автомобилю дополнительную плавучесть объемам оболочек 9. Автомобиль остается на плаву, что позволяет пассажирам и водителю покинуть автомобиль или дождаться приезда спасателей.
Автомобиль находится на льду и как только вес автомобиля ломает лед и автомобиль проваливается в воду на глубину, устройство работает следующим образом (ФИГ. 1, 4, 5). Штатные подвески 24 колес занимают в воде вывешенное положение, датчик 1 отрыва колес от полотна дороги срабатывает и подает по проводу 2 сигнал на ЭБУ 3, который обрабатывает информацию и по проводу 4 активирует рабочие части 7, 8 газогенераторов 5 в четырех арках 6 колес. Газогенераторы 5 одновременно заполняют полости 10, 11 оболочек до максимального размера (по две полости в каждой оболочке). Одновременно оболочки 9 выдавливают подкрылки 13 со штатных мест крепления и прижимают их к поверхностям покрышек 14 колес. Далее четыре газогенератора 5 заполняют газом оболочки 9 в нишах 12 передних и задних колес до формы и размера, ограниченных пространством в нише колеса между поверхностью арки 6 и поверхностью покрышки 14 колеса в нижнем вывешенном состоянии подвески.
Газогенераторы 5 заполняют газом оболочки 9, которые придают дополнительную плавучесть средней части кузова автомобиля. Автомобиль не тонет, остается на плаву, на открытой воде в полынье.
У пассажиров и водителя есть время для того, чтобы покинуть автомобиль или дождаться спасателей.
Защита устройством средней части кузова автомобиля от пуль огнестрельного оружия и осколков фугаса осуществляется следующим образом (ФИГ. 1). Оболочки 9 изготавливают из пуленепробиваемого материала, укладывают на арках 6 в нишах 12 передних и задних колес, герметично соединяют с газогенераторами 5, закрывают подкрылками 13 от попадания грязи, пыли, воды. Газогенераторы 5 соединяют проводами 2 с ЭБУ 3, ЭБУ 3 соединяют с датчиком 1 удара. При обстреле автомобиля спереди, взрыве гранаты впереди автомобиля пули и осколки гранаты попадают в переднюю фару, бампер 23, крыло 18, пробивают их, и влетают в поверхность оболочки 9, штатно уложенной по поверхностям арок.
Пули и осколки гранаты не пробивают материал оболочки 9 и прекращают полет в сторону средней части автомобиля, где находятся водитель и пассажиры. При этом остановленная пуля (осколки) не долетает(-ют) до покрышек 14 передних колес 15, колесо с покрышкой 14 не простреливается пулями (осколками) и автомобиль свободно уезжает из-под обстрела. Таким образом, пули, (осколки) попавшие фронтально в переднюю часть автомобиля, застревают в оболочке 9, не долетают до водителя и пассажиров. Тем самым последние избегают поражения.
Устройство, защищающее среднюю часть кузова автомобиля от осколков и ударной волны, возникающих при подрыве автомобиля на фугасе, работает следующим образом (ФИГ. 2, 3). Оболочки 9 из пуленепробиваемого материала укладывают на арках 6 передних и задних колес, газогенераторы 5 соединяют проводами 4 с ЭБУ 3. Блок управления 3 соединяют с датчиком удара 1. При наезде автомобиля колесом на фугас. Фугас взрывается и происходит удар в кузов автомобиля. От удара срабатывает датчик 1 удара, который подает сигнал по проводу 2 на ЭБУ 3 о направлении и силе удара. ЭБУ 3 по проводу 4 посылает сигнал и активирует газогенератор 5, находящийся в арке 6 колеса, где происходит подрыв. Газогенератор 5 заполняет пуленепробиваемую оболочку газом, и оболочка начинает выдавливать подкрылок 13 с мест штатного крепления и двигает его в сторону поверхности покрышки 14 колеса. Одновременно колесо 15 под действием взорвавшегося фугаса сжимает штатную подвеску 24 и двигается навстречу заполняемой газом оболочке 9. Покрышка 14 колеса упирается в подкрылок 13 с прижатой к нему оболочкой 9 заполняемой газом газогенератором 5. Оболочка 9 демпфирует движение колеса 15 в вертикальном и продольных направлениях, тем самым защищает среднюю часть кузова от удара колесом 15. Вместе с движением колеса 15 в вертикальном направлении двигаются газы под давлением от разорвавшегося фугаса. Газы стремятся подбросить автомобиль. Одновременно газогенератор 5 продолжает заполнять оболочку 9 и прижимает ее к арке 6 и корпусу, что не дает газам от фугаса проникнуть в среднюю часть кузова автомобиля. Одновременно оболочка 9 демпфирует удар газов от фугаса. Оболочка 9 с газом при этом заполняет нишу 12 колеса и тем самым отводит ударную волну от автомобиля из ниши 12 колеса вдоль кузова автомобиля. Вместе с газами под давлением в момент взрыва фугаса летят осколки, которые попадают в оболочку 9 из пуленепробиваемого материала. Осколки не пробивают стенки оболочки 9 и прекращают движение в сторону средней части кузова Водитель и пассажиры не имеют поражений от взорвавшегося под колесом фугаса.
Устройство, защищающее водителя и пассажиров автомобиля, двигающегося на скорости в момент подрыва фугаса, под колесом автомобиля работает следующим образом (ФИГ. 2, 3): при подрыве фугаса под колесом автомобиля. Автомобиль продолжает движение по инерции уже без управления. Датчик 1 удара от воздействия фугаса на корпус автомобиля подает сигнал по проводу 2 об ударе на ЭБУ 3. ЭБУ 3 обрабатывает сигнал и по проводу 4 активирует газогенераторы 5 в арках 6 колес, в том числе в арке 6 колеса где произошел подрыв фугаса. Газогенераторы 5 заполняют оболочки 9 газом, которые прижимают подкрылки 13 к покрышкам 14 и блокируют вращение колес 15. Колеса 15 тормозят о полотно дороги 19 и автомобиль останавливается. Остановившийся неуправляемый автомобиль предотвращает гибель водителя и пассажиров от падения с моста или в пропасть, выезда на полосу встречного движения, наезда на препятствие, съезда в кювет.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Одной из острейших социально-экономических проблем является аварийность на автомобильном транспорте. Данная проблема приобрела транснациональный характер. Каждый год в мире в ДТП погибают свыше 1,3 млн. чел и получают ранение до 50 млн. чел. По данным всемирного банка ежегодный экономический ущерб от ДТП превышает 1 трлн. долларов. По оценкам зарубежных ученых эти потери могут составлять от 2 до 5:% ВВП государства.
РФ входит в первую пятерку стран с самыми высокими показателями смертности на 100 тыс. населения в европейском регионе. В период с 2014 по 2018 год в России погибло 107829 человек и 1 135387 чел получили травмы различной степени тяжести.
Статистика ДТП в России в соответствии с данными Росстата за 2019 год представлена в таблице №1.
Количество ДТП, произошедших в 2019 году с участием легкового транспорта, составило 72,41% или 119 026 случаев. Основными причинами, вызвавшими аварийные ситуации, явились:
ДТП вызванные столкновением - 41,8%;
Наезд на препятствие - 6,5%;
Наезд на пешеходов - 29,9%;
Переворачивание и падение автомобиля - 8,1%;
Падение пассажиров на проезжую часть - 3.3%;
Аварии с оставленными транспортными средствами - 3%;
Иные виды ДТП - 4,4%.
Количество погибших с участием легкового транспорта за 2019 год составило 12295 чел. При этом получили ранение 152261 чел.
Основными причинами в 2019 году, приведшие к смерти в ДТП явились:
- динамический удар, вызванный мгновенной остановкой транспортного средства;
- синдром длительного сдавливания при зажатии пострадавших в ДТП частями транспортных средств.
Указанные причины смертности (динамический удар и сдавливание) возникали в 2019 году при ДТП, вызванных столкновением транспортных средств в 41,8%) случаев, при наезде автомобиля на препятствие 6,5% случаев, при падении переворачивании автомобиля в 8,1% случаев. Данные причины составляют более 50 процентов (41,8+6,5+8,1=56,4) случаев ДТП со смертельным исходом.
Предлагаемое устройство «Автомобильная подвеска с колесом, защищающая людей и среднюю часть кузова в момент автоаварии», установленная на легковые автомобили, попавшие в автоаварию в условиях дорожно-транспортной остановки 2019 года, позволило бы избежать тяжких последствий на дорогах РФ. В соответствии со статистикой более 50% случаев ДТП отнесено именно к авариям с легковыми автомобилями, в которых предлагаемое устройство спасло бы жизнь и здоровье людей, находящихся в автомобиле.
Статистика смертельных ДТП с легковым автотранспортом уменьшилась бы в 2019 году на 25% (оценка автора), количество ранений - на 30% (оценка автора).
Использование устройства «Автомобильная подвеска с колесом, защищающая людей и среднюю часть кузова в момент автоаварии» с оболочкой, выполненной из пуленепробиваемого материала, обеспечивает защиту автомобиля от фугаса и мин в горячих точках, где прошли или идут боевые действия.
По различным данным в земле нашей планеты находится более 100 млн мин различного происхождения, которые разбросаны по 60 странам мира.