УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПЕШЕХОДОВ И ВОДИТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ
DEVICE AND METHOD FOR PROTECTION OF PEDESTRIANS AND DRIVERS

Предлагаемое изобретение относится к автомобилестроению, а именно к системе безопасности легкового автомобиля, и может быть использовано для сохранения жизни и здоровья пешеходов, водителей и пассажиров автомобилей, а также предотвращения разрушения автомобилей при дорожно-транспортных происшествиях (ДТП).
Наезд на пешеходов весьма распространенный (около 40%) вид ДТП. Одной из причин травм пешеходов при столкновении с автомобилем, движущимся с большой (более 50 км/ч) скоростью, является не только удар о него, но и последующее неконтролируемое движение и падение пешеходов. Во многих случаях пешеходы после столкновения с автомобилем перелетают через него и падают на дорожное покрытие. Особенно это актуально для автомобилей с малыми клиренсом и высотой кузова. Также возможны и опасны ситуации при ДТП, когда пешеходы, перелетев автомобиль, могут попасть под движущееся сзади другое транспортное средство.
Известен безопасный автомобиль [1], имеющий в своей конструкции:
- энергопоглощающий капот, который при столкновении поднимается задней частью на большой угол или же сдвигается вверх-назад;
- смягчающее удар лобовое стекло или же фальшстекло, накладываемое снаружи на жестко закрепленное нижней частью в кузове основное лобовое стекло, которые под воздействием пружины или наполненной газом подушки отклоняются верхней частью вперед.
Однако недостатками данного безопасного автомобиля [1] являются:
- достаточно высокие жесткость, твердость и прочность материалов капота и стекла (фальшстекла), а следовательно, и их травмоопасность;
- то, что эти мероприятия не предотвращают дальнейшее движение пешеходов через автомобиль после столкновения их на большой скорости.
Известен способ защиты автомобиля и пешеходов при автомобильной аварии [2], заключающийся в оснащении автомобиля:
- выдвигающимся, амортизирующим удары с пешеходами, бампером;
- надувающейся газом подушкой безопасности, состоящей из трех полостей; причем средняя полость подушки приклеивается к капоту, а боковые полости «обхватывают» пешеходов, соприкасаются своими самосклеивающимися полосками и удерживают их в своих «объятиях», не позволяя им упасть на дорожное полотно.
Недостатком способа [2] является его неэффективность при столкновении с пешеходами транспортного средства, движущегося с большой скоростью, - когда пешеходы ударяются о лобовое стекло автомобиля и перелетают через него.
Известен выдвигаемый над лобовым стеклом автомобиля и защищающий пешеходов зонтик [3], который защищает водителя автомобиля от солнечной радиации, а в случае столкновения с пешеходами между зонтиком и лобовым стеклом надувается подушка безопасности, задерживающая летящих пешеходов.
Недостатками такого зонтика [3] является то, что он значительно увеличивает лобовое сопротивление автомобиля в убранном и, тем более, в выдвинутом вперед положении, а самое главное, не задерживает пешеходов в невыдвинутом вперед положении.
Известен модуль подушки безопасности для защиты пешеходов, где подушка безопасности расположена в передней части крыши автомобиля и двух передних вертикальных стойках, при активации подушек безопасности образуются подушки, закрывающие вертикальные стойки и передний край крыши [4]. Однако недостатком этого модуля подушки безопасности [4] является отсутствие защиты пешеходов от удара о капот двигателя и о нижние части лобового стекла и передних вертикальных стоек крыши кузова.
Наиболее близким к предлагаемым устройству и способу защиты пешеходов и водителей автомобилей является устройство подушки безопасности [5], включающее в себя подушку безопасности, которая в исходном положении крепится к нижней стороне задней части капота двигателя, снабжена газовым генератором, срабатывающим при ожидаемом или фактическом столкновении с пешеходами. При столкновении автомобиля с пешеходами подушка безопасности, надуваясь газом от газового генератора, поднимает капот двигателя и закрывает часть лобового стекла, смягчая удар пешеходов о капот двигателя и лобовое стекло автомобиля.
Однако недостатком подушки безопасности [5] также является невозможность прекращения дальнейшего движения пешеходов при столкновении их с автомобилем, движущимся с большой скоростью.
Таким образом, общим недостатком перечисленных устройств и способов [1-5] является низкая эффективность в предотвращении неконтролируемого движения пешеходов через автомобиль при ДТП.
Целью предлагаемого изобретения «Устройство и способ защиты пешеходов и водителей автомобилей» является минимизация последствий столкновения с пешеходов с автомобилем, заключающееся в:
- амортизации ударов пешеходов о капот двигателя, лобовое стекло, передние вертикальные стойки и переднюю кромку крыши кузова автомобиля;
- прекращении движения пешеходов через автомобиль, влекущее за собой удар пешехода о дорожное покрытие;
- защите водителя и пассажиров автомобиля от летящих в них в результате ДТП пешеходов и различных предметов;
- защите движущихся следом за попавшим в ДТП автомобилем других транспортных средств от летящих предметов.
Это достигается тем, что в конструкции автомобиля применяется ковшеобразная подушка безопасности, которая в исходном положении находится в сложенном состоянии в отсеке кузова непосредственно перед лобовым стеклом автомобиля. При ДТП, получив управляющий сигнал от датчиков столкновения и блока управления, ковшеобразная подушка безопасности быстро заполняется посредством генератора или нагнетательного насоса пиротехнического газа до полностью надутого состояния, в котором поднимает заднюю сторону капота двигателя, обращенную к водителю, закрывает лобовое стекло, передние вертикальные стойки и переднюю кромку крыши кузова автомобиля. Вогнутой стороной ковша подушка безопасности обращена к пешеходам, защищает пешеходов от ударов и предотвращает их дальнейшее движение через автомобиль, защищает водителя и пассажиров, а также движущиеся другие транспортные средства от летящих в них в результате столкновения пешеходов и различных предметов.
Предлагаемые устройство и способ защиты пешеходов и водителей транспортных средств изображены на фиг.1, где цифрами обозначены:
1 - ковшеобразная подушка безопасности, наполненная газом;
2 - автомобиль;
3 - датчики столкновения;
4 - блок управления;
5 - отсек подушки безопасности с источником газа.
3
3
Надуваться предлагаемая подушка безопасности может, например, газообразным азотом, вырабатываемым в результате химической реакции азида натрия NaN с нитратом калия KNO или же другим способом.
Для обеспечения обзора водителю автомобиля подушку безопасности желательно изготавливать из прозрачного материала, например из нейлона.
Подушка безопасности может состоять из нескольких секций, надуваемых поочередно в результате устанавливаемых внутри нее перегородок между секциями и обеспечивающих необходимую очередность раскладывания секций подушки. Очередность заполнения газом многосекционной подушки безопасности, необходимая для правильного ее формообразования, представлена на фиг.2, где цифрами обозначены:
6 - секция, закрывающая лобовое стекло и переднюю кромку крыши кузова автомобиля;
7, 8 - две вертикальные секции, защищающие пешеходов от ударов о передние вертикальные стойки крыши кузова автомобиля и формирующие «ковш» подушки безопасности;
9 - секция, расположенная перпендикулярно продольной оси симметрии автомобиля и останавливающая движущихся пешеходов.
На фиг.2 изображен вид спереди подушки безопасности, состоящей из трех секций, а также очередность заполнения ее газом, показанная пунктирными стрелками. Первой сжатым газом заполняется секция 6; затем газ через отверстия в перегородках между секциями: 6 и 7 и 6 и 8 перетекает в две вертикальные секции 7 и 8 и заполняет их; и в последнюю очередь газ через отверстия в перегородках между секциями 7 и 8 перетекает в секцию 9 и заполняет ее.
Также подушка безопасности может состоять из одной сплошной секции, но обеспечивающей необходимое и надежное ее раскладывание, заполнение газом и улавливание движущихся через автомобиль пешеходов и различных предметов.
Геометрические размеры подушки безопасности - ее высота, ширина и глубина «ковша» должны обеспечивать защиту и надежность задержания ею пешеходов, движущихся через автомобиль после их столкновения.
Предлагаемая подушка безопасности для пешеходов также может применяться как в комбинации с поднимающимся капотом двигателя, так и отдельно, если позволяет расстояние между капотом и лобовым стеклом автомобиля и возможность надежного ее крепления.
Таким образом, отличительной особенностью предлагаемых устройства и способа защиты пешеходов и водителей транспортных средств являются:
- ковшеобразная форма подушки безопасности, а также ее обращение вогнутой стороной «ковша» к пешеходам, что позволяет обеспечить задержание движущихся через автомобиль пешеходов или различных предметов (фиг.1);
- расположение подушки безопасности в сложенном состоянии в отсеке кузова непосредственно перед лобовым стеклом автомобиля;
- срабатывание от сигналов датчиков столкновения и блока управления;
- принятие необходимой для улавливания пешехода формы посредством заполнения газом;
- подъем капота двигателя при срабатывании подушки безопасности;
- конструктивное исполнение подушки безопасности, состоящей внутри из нескольких секций, надуваемых поочередно в результате устанавливаемых в подушке перегородок с отверстиями и обеспечивающих правильное ее раскладывание (фиг.2), или же из одной сплошной секции, но обеспечивающей надежное задержание движущихся через автомобиль пешеходов и предметов;
- геометрические размеры, необходимые для защиты пешеходов от ударов о лобовое стекло, передние вертикальные стойки и переднюю кромку крыши кузова автомобиля.
Применение предлагаемых устройства и способа защиты пешеходов и водителей автомобилей позволяет:
- амортизировать удары пешеходов о капот двигателя, лобовое стекло, передние вертикальные стойки и переднюю кромку крыши кузова автомобиля;
- прекратить движение пешеходов через автомобиль;
- защитить водителя и пассажиров автомобиля, попавшего в ДТП, а также других транспортных средств от летящих в них в результате столкновения пешеходов и различных предметов.
Источники информации
1. Патент на изобретение RU 2223185 С2, 10.02.2004.
2. Патент на изобретение RU 2261187 С2, 27.09.2005.
3. Патент на изобретение JP 2010149830 А, 08.07.2010.
4. Патент на изобретение DE 102006042375, 27.03.2008.
5. Патент на изобретение JP 2012126400 А, 05.07.2012.