エアバッグはどのように機能しますか？

私たちが行うほとんどすべてのことにエネルギーが関わっています。車を運転することもその1つです。ほとんどのものと同様に、エネルギーは特定の正確な物理法則に従います。運動の法則は、車両の移動と停止を可能にするものです。これがどれほど重要であるかをよりよく把握するには、質量と速度を調べる必要があります。心配しないでください。この部分がなくても、エアバッグがどのように機能するかを理解できます。

動いているオブジェクトには質量があります。これは基本的に、オブジェクトに含まれる物質の量を意味します。これは、重量にも影響します。動いているオブジェクトにも速度があります。これは速度に関連していますが、特定の方向に焦点を合わせた速度です。

速度と質量の両方を持っている物体は運動エネルギーを持っていると言われています。物体が持っている運動エネルギーの量は、物体の質量と速度によって異なります。つまり、速度と質量が大きいほど、運動エネルギーが大きくなります。

オブジェクトが動き続ける限り、オブジェクトが停止するまでこれは問題になりません。これは、オブジェクトを停止したかったか、別のオブジェクトに衝突してオブジェクトを強制的に停止したことが原因である可能性があります。いずれにせよ、オブジェクトの運動エネルギーは、単純に消えることはできないため、どこかに伝達する必要があります。

これは、運転が速すぎて急停止することが多すぎると、ブレーキの摩耗が速くなる理由を説明しています。運動エネルギーはブレーキパッドによって処理されます。衝突の場合、エネルギーが車にダメージを与えます。最近のほとんどの車は、衝突時にこの運動エネルギーのほとんどを吸収するように作られていますが、これにより損傷は軽減されますが、すべて質量と速度のある物体である車の乗員は考慮されません。エアバッグが安全機能になる前は、乗客が車から追​​い出されるのを防いだのはシートベルトだけでした。

シートベルトが衝突時の命を救う役割も果たしていることは否定できません。シートベルトは頭と首を保護していませんでした。シートベルトはあなたをシートに固定し、胴体が前方に突進するのを制限しますが、頭は制限しません。この動作中、頭と首は前方に押し出され、非常にすばやく後ろにスナップし、首の関節と筋肉に損傷を与えることがよくあります。

より速い速度では、頭と首の前進運動がそれを車両のダッシュボードに衝突させる可能性があるため、車両が走行している速度は非常に重要です。エアバッグの役割は、車のダッシュボードに衝突するのではなく、頭と首が着地するための柔らかいクッションを提供し、頭が突然前後に推進されるときに発生する衝撃効果によって引き起こされる頭の怪我を減らすことです。

これが可能な方法は、エアバッグの独自の操作によるものです。しかし、車両のダッシュボード内に収まる圧縮バッグは、どのようにしてこれらの安全性の偉業を達成しますか？

では、エアバッグはどのように機能しますか？

Anairbagは、事故の場合のように、頭がステアリングに当たるよりも速く膨らむことによって機能します。エアバッグの最初のアイデアは、衝突が発生するとすぐにエアバッグを膨らませるある種の加圧ガスを使用することでしたが、これは十分な速さではありませんでした（数ミリ秒でバルーンをフルサイズに膨らませようとすることを想像してください）。あなたはその権利を読んでいます。

車両内のセンサーが車両の速度の急激な低下を検出すると、エアバッグ回路をトリガーして、加熱要素に電流を送ります。発熱体が真っ赤になると、化学爆発物に点火し、ナイロンエアバッグを満たすために大量の無害なガスを放出します。

エアバッグは、ヘッドが接触するとすぐに収縮するのに役立つ小さな穴が付いているように設計されています。この設計がなければ、ヘッドがヘッドレストに向かって跳ね返るだけなので、突然の前進運動の問題は解決されません。

では、エアバッグはどのくらいの速さで膨張しますか？短い答え、頭をクッションするのに十分速い。しかし、それはあなたが思っているよりもさらにクレイジーです。 45mphで走行している車の運転手または乗客の頭をクッションするために何が起こらなければならないか想像してみてください。

• 車両が物体に衝突します。
• 車両のセンサーは、衝突が発生するとすぐにそれを検出する必要があります。
• このセンサーは、爆発性化学物質に点火するようにエアバッグ回路に信号を送ります。
• 爆発により、エアバッグを膨らませるのに十分な無毒ガスが発生します。
• エアバッグは、ヘッドに接触すると収縮します。

最後のものを除いて、これらはすべてリアルタイムで行われる必要があります–頭がバッグに当たる前に。シートベルトは衝突時に速度を落とすのにも役立つことは事実であり、これによりエアバッグが膨張する時間が与えられますが、この設計の天才から何も奪われることはありません。エアバッグを装備した車でも、両方が連携して機能するため、シートベルトを使用する必要があるのもこのためです。または、さらに良いことに、あなたが行くところを見て、道路状況をよく読んでください。

エアバッグはどの程度効果的ですか？

エアバッグは、補助膨張式拘束（SIR）または補助拘束システム（SRS）に分類されます。これは、エアバッグがシートベルトと連動してあなたを保護することを目的としており、単独で信頼されるべきではないことを意味します。エアバッグとシートベルトを正しく使用すると、車両の正面衝突による死亡者数が約24％減少することがわかっています。

エアバッグを生み出したのは誰のアイデアですか？

オンラインですばやく検索すると、アイデアを思いついたさまざまな人々の功績が認められ、複数の結果が返されます。しかし、エアバッグの実装を最初に考えたのは誰ですか？ペンシルベニア州ニューポートのジョン・W・ヘトリックが車をガリーに衝突させ、岩を避けようとしてフロントガラスから娘をほとんど発射した後、このアイデアが最初に思い浮かんだようです。 1952年8月5日、彼は自動車用の安全クッションアセンブリの特許を出願しました。これは1953年8月18日に米国特許番号2,649,311として付与されました。

ヘトリックの特許の数か月前に、ウォルターリンデラーという名前のドイツ人が、ヘトリックの後に付与されたエアバッグの特許を申請しました。入手可能な情報から、両方の発明者が独立してアイデアを思いついたようです。それ以来、他の発明者やエンジニアはアイデアを洗練しようと試みてきました。たとえば、Allen K. Breed（1927-2000）は、クラッシュが発生するとすぐに爆発を開始するさまざまな方法を考案しました。

エアバッグの死亡事故はどのように発生しますか？

非常にまれですが、エアバッグがトリガーされない場合や、タカタのエアバッグの場合のように、爆発によって力が大きくなりすぎて破裂し、鋭利な金属片が運転手や乗客の頭に向かって飛んでいくことがあります。

2002年のホンダアコードで殺された35歳のテキサスの男性の場合を考えてみましょう。エアバッグの爆発による破片が気管を破壊し、頸静脈と頸動脈を切断したため、彼は別の車との正面衝突で出血して死亡した。彼はどれくらい速く運転していましたか？ 30mph強。警察の報告によると、オーランドのある女性は顔を撃たれたように見えた。

現代のエアバッグは、以前よりも少ない力で発火するように再設計され、その使用に関するドライバー教育が改善されたのは事実ですが、エアバッグがある車両の前部座席に後ろ向きの子供用シートを配置することはまだお勧めできません。激しい爆発は、子供たちに難聴や目の怪我をするリスクがわずかにあります。

最終的な考え

これで、エアバッグがどのように機能するか、なぜ取り付けられるのか、そしてエアバッグを効率的に使用する方法がわかりました。急ブレーキをかけたり信号機で停止したりするたびに展開しないのは素晴らしいことだと思います。控えめに言っても、かなり面倒だったでしょう。これらは、私たち全員が安全に運転できるようにするためのテクノロジーの実装方法の一例にすぎません。