Сегодня умной электроникой оснащены даже недорогие автомобили: безопасность почти у всех мировых производителей давно вышла на первый план. В западных странах требования жестче, потому и набор базового оборудования выше. Россия пока в отстающих. В обязательный минимум для легковых автомобилей у нас на сегодняшний день входят подушка безопасности водителя, ABS и система ЭРА-ГЛОНАСС. Негусто.
Для полной безопасности автономным автомобилям (за которыми, как нас уверяют, будущее) нужно видеть даже то, что не могут заметить камеры, радары и сенсоры. Эту проблему призвана решить глобальная система коммуникации между участниками дорожного движения.
Для полной безопасности автономным автомобилям (за которыми, как нас уверяют, будущее) нужно видеть даже то, что не могут заметить камеры, радары и сенсоры. Эту проблему призвана решить глобальная система коммуникации между участниками дорожного движения.
Качество лидера
На благо безопасности в автомобиле трудятся десятки систем. Если разобрать какую-нибудь из современных моделей, обнаружится, что на большинстве деталей этих систем стоит клеймо немецкой компании Continental. одного из крупнейших в мире производителей автокомпонентов. Их концерн не только штампует, но и самостоятельно разрабатывает. Для испытаний существует собственный обширный полигон под Ганновером.
Для большинства автомобилистов Continental — это только шины. Возможно, кто-то еще вспомнит автозапчасти под этим брендом. Однако масштаб разработок по-настоящему поражает. Например, такая, казалось бы, мелочь, как стояночный тормоз. Переход с рычажного управления им на клавишное открыл новые возможности. В Continental придумали функцию автоматического включения «ручника» при каждой остановке машины. Теперь автомобиль точно никуда не покатится на светофоре или из-за забывчивости владельца.
Классные шины — тоже составляющая комплекса активной безопасности. Чем они лучше, тем меньше шансов у вас попасть в аварию.
Классные шины — тоже составляющая комплекса активной безопасности. Чем они лучше, тем меньше шансов у вас попасть в аварию.
Современные системы активной безопасности автомобиля
В наше время представить себе транспортное средство без средств защиты практически невозможно. Надо отметить, что в современных автомобилях элементы для обеспечения безопасности уже входят в базовую комплектацию.
Итак, проведем обзор самых известных систем безопасности и их функционала.
ABS — торможение под защитой
ABS — это немецкая антиблокировочная система. Это система, предназначенная для предотвращения блокировки колес при торможении. Выполняя свою задачу,
АБС предотвращает отклонение автомобиля в сторону, его пробуксовку или потерю контроля над автомобилем из-за блокировки колес.
Механизм измеряет их скорость и на основе расчетов подбирает давление гидросистемы отдельных контуров, что дает нам возможность поворачивать при торможении.
Экономии — нет!
Системы пассивной безопасности на подавляющем большинстве автомобилей, к счастью, так и остаются невостребованными весь срок службы. И все-таки экономить при покупке на них не стоит. Это оборудование, которое может пригодиться всего один раз, зато спасет одну или несколько жизней.
Составляющие активной безопасности — еще менее подходящая статья для экономии. Они работают в каждой поездке. Именно эти функции не позволяют водителю и его машине попасть в экстремальную дорожную ситуацию. Статистики никто не ведет, но, возможно, на их счету гораздо больше сохраненных жизней, чем у ремней и надувных подушек.
Задумайтесь над этим, выбирая свой следующий автомобиль.
Активная и пассивная безопасность — в чем разница?
Вековая история развития автомобильной безопасности
Если бы современные автопроизводители вспомнили бы экземпляры машин столетней давности, они наверняка пришли бы в ужас: колодочные тормоза и сплошная рулевая колонка, как пика, устремленная в грудь водителю. А ведь до 1950-х г. такие автомобили производились массово. Тогда автоконцерны мало заботились о безопасности водителей и пассажиров; акцент в первую очередь делался на скорость и в меньшей степени на удобство. И только ближе к середине 20 века стало очевидно, что безопасность автомобиля это, пожалуй, самый важный этап производства и ей стоит уделять огромное внимание. Давайте вспомним увлекательную историю развития автомобильных систем безопасности и то, как они повлияли на современную отрасль. Первые шаги
До начала 20 века первые кузова автомобилей с ДВС больше походили на конные экипажи. У некоторых моделей поначалу даже не было пола, а были только места для пассажиров, сворачивающаяся крыша и примитивная защитная передняя переборка. Двигатель на таких автомобилях обычно располагался прямо под сидениями. К началу 20 века всего было около типов кузовов, которые по примеру карет имели французские названия.
Постепенно в конструкциях кузова стали применяться все более прочные металлы. Примерно в то же время произошло противостояние открытых и закрытых кузовов. Так, первый построенный в США спортивный автомобиль «Мercer Type 35 Raceabout» 1911 г. имел открытый кузов, а английский «Lanchester» имел полностью герметично закрытый вариант исполнения. В последующие годы автопроизводители стали все больше склоняться к закрытым кузовам, так как они были более практичными и надежными, а открытые варианты стали, скорее, элементом дизайна.
В 1905 г. немецкий инженер-механик Фредерик Р. Симмс установил на автомобилях «Simms-Welbeck» первые бамперы, в которых были установлены пневматические элементы для поглощения энергии удара. Так бамперы становятся неотъемлемой частью автомобиля, а такие американские и «Lincoln» первыми стали придавать своим бамперам уникальный внешний вид.
Удивительно, но уже в начале прошлого века некоторые автомобили были способны развивать скорость в 100 км/ч, поэтому возникла острая необходимость в установке эффективной тормозной системы. Как ни странно, но первыми стали, более привычные для нас дисковые тормоза, запатентованные англичанином Фредериком Ланчестером в 1902 г. Однако они так и не получили широкого распространения, так как создавали большой шум и скрежет при использовании.
Вплоть до 1940-50х г. большую популярность обрели сперва ленточные, а после барабанные тормоза, колодки которых были надежно укрыты внутри барабанов. Вначале тормоза устанавливалась только на задние колеса. Тормозная система на все четыре колеса появилась только в 1910 г. на модели Arrol-Johnston. Первые гидравлические тормоза появились в 1921 г. на автомобиле Model A Duesenberg. Гидравлическая тормозная система требовала больших усилий при нажатии педали, поэтому в 1923 г. Луи Рено изобрел и запатентовал первый механический усилитель, который стал устанавливаться на все серийных автомобили Renault. Первая двухконтурная система торможения (механическая и гидравлическая) стала устанавливаться только в 1966 г. на автомобилях Volvo.
С увеличением скорости и количества автомобилей, инженеры начинают внедрение систем для облегчения процесса вождения и исключения многих опасных моментов на дороге. Так, к 1916 г. большинство американских автомобилей уже оснащались стеклоочистителями, а к началу 1920-х г. стали устанавливаться первые электрические фары. В 1938 г. на все серийные автомобили Cadillac имели зеркала заднего вида, дворники и противотуманные фары.
В 1928 г. на автомобилях Ford A впервые стали устанавливаться ударопрочные лобовые стекла. Благодаря работе шотландца Джона Бойдла Данлопа, который в 1887 г. изобрел и запатентовал велосипедную надувную шину, его изобретение быстро перекочевало и в автомобили. Благодаря этому передвигаться на автомобилях стало намного безопаснее и комфортнее. В 1904 г. компания Continental разработала первые рельефные покрышки, которые существенно повышали управляемость автомобиля. Первые шины с радиальным расположением нитей корда были разработаны компанией Michelin в 1946 г. К слову, такие покрышки до сих пор массово применяются и сейчас. В 1912 г. американец Эвард Бадд в своей мастерской изобрел первый цельнометаллический кузов, который получил широкое распространение только в 1928 г.
С ростом популярности гонок автопроизводители стали уделять большее внимание управляемости автомобиля, поэтому в 1930-х г. стали изготавливаться машины с несущими кузовами. Этого удалось добиться, соединив цельнометаллический кузов с жесткой рамой. В результате повысилась ремонтоспособность и долговечность несущих элементов при заметном снижении общей массы автомобиля. Первым серийным автомобилем с несущим кузовом стал переднеприводный «Citroen Traction Avant» 1934 г. выпуска. Позже вместо несущего кузова на автомобили стали устанавливать несущую раму, которая обеспечивала более низкую посадку машины, дополнительную защиту кузова и снижение шума. Первыми подобными машинами стали серийные «Volkswagen KdF» 1939 г. выпуска.
Пассивная безопасность
К 1950-м г. автомобили постепенно стали становиться не просто предметом роскоши, а обычным средством передвижения, требующим повышения безопасности водителя и пассажиров путем внедрения различных систем и приборов, которые в будущем стали называться пассивными. В конце 1940-х г. компания Volvo разработала концепцию высокопрочного каркаса («жилой капсулы»), уменьшающего силу удара. В дальнейшем шведская компания внесет еще немалый вклад в развитие автомобильной безопасности, но обо всем по порядку. В середине прошлого века многие автопроизводители начинают делать собственные краш-тесты машин.
В начале 1950-х г. сотрудник компании Daimler-Benz Бела Барени, в будущем признанный «отцом пассивной безопасности автомобиля», предлагает революционную на то время идею создания безопасного салона.
Концепция представляла собой комбинацию ударопрочной «жилой капсулы», которая имела достаточно свободного пространства для пассажиров и сминаемых при ударе энергопоглащающих зон, находящихся в передней и задней частях автомобиля. Суть технологии заключалась в преобразовании кинетической энергии в силу деформации элементов корпуса. Таким образом, время контакта с препятствием увеличивалось примерно в десять раз, обратно пропорционально снижая нагрузки.
Разработка получила общественное признание и прошла много краш-тестов, в том числе на лобовое столкновение. Первыми автомобилями, на которых стали применяться энергопоглощающие элементы кузова стали американские легковушки премиум класса «Packard», выпускаемые с 1952 г. Первым же автомобилем, в который полноценно были заложены принципы пассивной безопасности, предложенные Барени, стал Mercedes-Benz W111 вышедший на рынок в 1959 г.
В 1954 г. все тот же Барени предлагает прототип рулевой колонки со складывающимся элементом, которая в случае столкновения не наносила водителю сильных увечий. Долгое время разработка оставалась в тени, но через несколько лет она показала свое полное преимущество перед телескопическими жесткими конструкциями.
В 1956 г. Ford начинает серийно комплектовать свои автомобили пятиточечными ремнями безопасности, но широкого распространения технология так и не получили. К слову, первый патент на автомобильный ремень безопасности был выдан американцу Эдварду Клэгхорну в далеком 1885 г. В начале 20 века ремнями безопасности чаще всего пользовались гонщики и пилоты самолетов. Ситуация в корне изменилась, когда в 1959 г. компания Volvo стала укомплектовывать свои серийные автомобили надежным трехточечным ремнем безопасности. Разработка, как принято считать, не была инновационной: первые трехточечные ремни безопасности появились еще в 1902 г. Однако инженер шведской компании Нильс Болин сумел существенно доработать технологию и сделать ее максимально надежной и удобной в использовании. Болин вел разработку ремня более года, и за это время изучил около 20000 отчетов о случаях ДТП.
Вслед за Volvo к 1964 г. трехточечными ремнями безопасности стали укомплектовываться все новые американские автомобили, а уже два года спустя устройство становятся стандартом в США. В 1960 г. Volvo начинает устанавливать в свои серийные автомобили переднюю панель с мягкой подкладкой, которая уменьшала число травм лица и груди. Также компания стала одой из первых, кто в 1964 г. начал тестирование детских кресел безопасности и устанавливать их на свои автомобили.
Стоит отметить, что до начала 1960-х г. детские кресла вообще не считались средством безопасности, а использовались для того, чтобы поднять ребенка до уровня глаз других пассажиров. В 1978 г. США стала первой страной, в которой был принят закон об обязательной перевозке детей в специальный удерживающих креслах. Еще одним значимым изобретением Volvo в 1967 г. стали подголовники для сидений, защищающие шею и голову пассажиров при задних ударах, ставших стандартом в США два года спустя. В таком виде подголовники продержались на рынке практические 30 лет и только в 1995 г. на автомобиле Saab 9-5 впервые появились активные модели, которые за счет силы инерции активировали специальный механизм, приближающий подголовник еще до опрокидывания головы, тем самым снижая силу удара. Saab также стала первой компанией, которая в 1971 г. на серийных автомобилях стала устанавливать энергпоглощающие лобовые стекла, а в 1977 г. — боковые защитные балки в дверях.
Постепенно материал кузова автомобилей стал более прочным и легким, а элементы салона стали изготавливаться из сминаемых или мягких материалов. Но, пожалуй, самым главным элементом пассивной безопасности остаются подушки безопасности. Первые эксперименты с надувными подушками для защиты водителя и пассажира сидящего на переднем сидении были проведены американскими инженерами еще в 1968 г. и только пять лет спустя они примерно в одно время появились в серийных автомобилях General Motors и Chevrolet.
Впервые подушка безопасности с электронным управлением была представлена на автомобилях Mercedes S-class в 1980 г. С тех пор технология подушек потерпела много изменений (анализирование положения пассажиров перед ударом, корректировка алгоритма работы в зависимости от ситуации), но общий принцип работы остался неизменным и по сей день. Большой успех фронтальных подушек безопасности привел к тому, что в 1994 г. Volvo представляет модель 850, в которой были реализованы боковые подушки безопасности в совокупности с ребрами жесткости, установленные в передних дверях. В компании решили пойти еще дальше и установили на седане S80 надувные занавески для защиты пассажиров при боковом ударе. В 1996 г. компания Kia оснащает свой внедорожник Sportage подушками безопасности для защиты колен.
В середине 2000-х г. по инициативе международных организаций по защите пешеходов на автомобилях стали устанавливаться травмобезопасные капоты, которые с помощью пиропатронов способны автоматически подниматься для защиты пешеходов во время наезда. Одними из первых автомобилей с подобной технологией стали Jaguar XK и Citroen C6. В 2012 г. все та же Volvo на модель V40 стала устанавливать подушки безопасности для пешеходов, встроенные в капот.
Активная безопасность
До начала 21 века разработки велись в основном на повышение пассивной безопасности путем усовершенствования кузова и различных систем; и не безрезультатно — за полвека конструктивная безопасность автомобилей выросла в несколько раз позволив спасти тысячи жизней. Но на этом эволюция не прекращается: постоянно усовершенствуются уже созданные технологии, создаются новые материалы и так далее. В последнее время упор стал делаться на внедрение активных систем безопасности — технологий, снижающих долю человеческого фактора во время аварии. И хотя этот этап пока что на стадии своего активного развития, сделано уже очень многое.
А все началось в далеких 1970-х г., когда Mercedes-Benz и несколько других компаний начинают разработку электронной антиблокировочной системы (ABS), предотвращающую блокировку колес при экстренном торможении, тем самым помогая водителю не потерять управление. Впервые эта технология появилась на модели Mercedes-Benz 450 SEL в 1978 г. и после стала устанавливаться на многих отечественных и иностранных автомобилях.
В 1995 г. Mercedes было представлено первое практическое решение технологии, упрощающей процесс парковки под названием Parktronic. Система состояла из нескольких ультразвуковых датчиков и индикатора-бипера (зуммера). Принцип работы технологии был достаточно прост: датчики измеряли расстояние до препятствия, а бипер путем изменения звукового сигнала предупреждал водителя о том, когда следует остановиться.
С 1987 по 1992 г. Mercedes-Benz совместно с Bosch ведет разработку системы электронного контроля устойчивости автомобиля при резких маневрах под названием «Electronic Stability Programme» (ESP). В 1995 г. технология была доработана и названа «Electronic Stability Control» (ESC). Первыми автомобилями, которые стали снабжать подобными системами стали Mercedes A-class с 1997 г. выпуска.
Середина 1990-х г. ознаменовалась расцветом технологии GPS с искусственно заниженной точностью до 100 метров. Разрешение использования системы в гражданских целях позволило внедрять новые автоматизированные системы в автомобили. В 1997 г. автомобили Mercedes, а два года спустя BMW e38 и Toyota Celsior стали использовать технологию адаптивного круиз-контроля, позволяющего автоматически поддерживать заданную скорость движения.
Круиз-контроль зависит от систем ABS и ESC — при их неисправности функция отключается. В 1997 г. начинает работу европейский комитет по проведению независимых краш-тестов автомобилей с оценкой пассивной и активной безопасности Euro NCAP. Volvo S40 становится первым автомобилем с 4 звездами по защите взрослых пассажиров, а в первым обладателем 5 звезд признается Renault Laguna в 2001 г.
В 2007 г. Volvo представляет технологию мониторинга слепых зон на седанах S80, а годом позже оснащает модель XC60 еще одной инновационной разработкой — системой автономного торможения. О других новинках в мире автомобильной электроники и систем безопасности вы можете почитать в нашем блоге.
Итог
Конечно, в рамках одной статьи невозможно в полной мере описать эволюцию автомобильных систем безопасности. Единственное, что можно сказать с уверенностью — за сто с небольшим лет автомобиль изменился до неузнаваемости. Сейчас это уже не просто средство передвижения, это еще и площадка для внедрения инновационных технологий. В последние годы большинство компаний переключилось на разработку беспилотных автомобилей, которые требуют создания новых систем безопасности.
