Способ и устройство для повышения безопасности людей, находящихся внутри транспортного средства
Изобретение относится к области обеспечения пассивной безопасности и предназначено для уменьшения ущерба людям, находящимся внутри транспортного средства при его опрокидывании, столкновении с препятствием или с другим транспортным средством. Надувные подушки, шторы, подголовники, спасательные жилеты и иные устройства в аварийной ситуации предполагается приводить в действие и наполнять рабочим телом, например газом, вытекшим из зоны удара и деформации транспортного средства, от газогенератора, который размещен под внешней обшивкой транспортного средства, подверженной деформации, на несущей конструкции транспортного средства, а его ударно-нажимной механизм размещен с возможностью приведения в действие непосредственно от внешней обшивки транспортного средства, подверженной деформации. Технический результат заключается в повышении надежности защиты людей при аварии. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области обеспечения пассивной безопасности и предназначено для уменьшения ущерба людям, находящимся внутри транспортного средства при его столкновении с препятствием, с другим транспортным средством или опрокидывании.
Известен способ демпфирования удара о землю, который предусматривает использование воздушного мешка для ослабления силы удара при приземлении [1].
Недостатком способа являются его ограниченные функциональные возможности.
Известен способ повышения безопасности людей внутри автомобиля, который предусматривает использование надувной подушки, наполняемой газом при помощи газогенератора и электрической системы управления, которая приводит в действие газогенератор в момент столкновения [2].
Недостатком способа являются низкая надежность, токсичность выбрасываемых в салон газов, высокая вероятность ложного срабатывания и избыточное действие, которое приводит к гибели людей [3].
Известный способ повышения безопасности людей, находящихся внутри транспортного средства [4], предусматривает использование небольшого количества горячего газа (около 30 литров) для наполнения узкого мешка, который в обычных условиях свернут и используется как ремень безопасности.
Недостатком данного способа являются его ограниченные функциональные возможности. Способ не предусматривает поглощение энергии и уменьшения силы удара в зоне контакта транспортного средства с препятствием.
Наиболее близким по технической сущности является способ [5], который предусматривает размещение перед поездом надувной подушки и гидравлического устройства для уменьшения силы удара и поглощения энергии удара при столкновении с препятствием.
Недостатком способа являются его ограниченные функциональные возможности. При крушении состава и опрокидывании вагонов данный способ не предоставляет защиты людям внутри вагонов.
Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.
Указанная цель достигается тем, что внутрь частей, потенциально подверженных ударам и деформации: бамперов, крыльев, дверей, бортов, днища, крыши, оконных проемов и (или) снаружи транспортного средства помещают емкости, наполненные рабочим телом, например безвредным газом или жидкостью, которая при ударе превращается в газ, или (и) автономные газогенераторы, приводимые в действие в момент аварии при помощи пусковых устройств ударно-нажимного действия. При столкновении транспортного средства с препятствием газ из зоны контакта и деформации поступит внутрь надувных подушек, мешков, штор, подголовников, ремней и иных устройств, предназначенных для защиты людей, находящихся внутри транспортного средства.
Предложенные решения характеризуются высокой надежностью, низкими эксплуатационными затратами и действием, адекватным направлению и силе удара.
На фиг.1 показана функциональная схема одного из вариантов устройства, реализующего способ.
На фиг.2 показан пример действия способа при лобовом столкновении автомобиля с препятствием. Изображены две фазы: до и во время столкновения.
На фиг.3 показана функциональная схема устройства, реализующего способ с применением газогенератора.
На фиг.4 показан пример действия способа при опрокидывании автомобиля.
На фиг.5 показан пример действия способа при ударе сзади. Изображены две фазы: до и во время столкновения двух автомобилей.
На фиг.6 показан пример действия способа при ударе автомобиля сбоку. Изображены две фазы: до и во время столкновения.
На фиг.7 показан пример действия способа при столкновении быстроходного катера с рифом или легкого самолета с землей.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - герметичная, потенциально сминаемая емкость, изготовленная из материала с высокой прочностью на разрыв, наполненная безвредным газом под давлением боле 0,05 бар;
2 - разрушаемая диафрагма;
3 - труба, которая может быть интегрирована в несущую конструкцию транспортного средства или совмещена с одним из ее элементов. В качестве трубы 3 может быть использован гибкий герметичный рукав, который проложен так, чтобы при аварии исключить его смятие или скручивание;
4 - разветвитель потока газа;
5а, 5i, 5m, 5n - мягкие герметичные рукава, обеспечивающие подачу сжатого газа к устройствам безопасности внутри транспортного средства;
6а, 6с, 6i, 6m - надувные устройства безопасности (подушка, обивка, мешок, штора);
6n - пневматическое устройство натяжения ремня безопасности;
6v - ремень безопасности;
7, 7а, 7i, 7m - перепускные клапаны;
8 - газовый вентиль;
9 - опорный щит, прикрепленный к несущей конструкции, кузову, ограждению пассажирского салона или двери транспортного средства;
10 - корпус газогенератора;
11 - пусковой механизм газогенератора;
12 - газогенератор (например, на основе низкоэнергетического взрывчатого вещества);
13 - газовый фильтр (например, металлическая сетка);
14 - элемент несущей конструкции, кузова, ограждения пассажирского салона или двери транспортного средства;
15 - элемент внешней обшивки (отделки) транспортного средства.
Предлагаемый вариант устройства, изображенный на фиг.1, работает следующим образом. При столкновении с препятствием емкость 1, расположенная в зоне деформации транспортного средства (между препятствием и опорным щитом 9), сжимается. Газ, подверженный дополнительному сжатию, прорывает диафрагму 2, которая до столкновения препятствовала разворачиванию надувных устройств от незначительных ударов. Далее сжатый газ через трубу 3, разветвитель 4, рукава 5а, 5i, 5m, 5n наполняет и разворачивает подушку 6а, мешок 6i, штору 6m и при помощи устройства 6n натягивает ремень безопасности 6v (фиг.2), который будет способствовать удержанию водителя (пилота, пассажира) в кресле. Наполненные газом надувные устройства 6а, 6i и 6m создадут мягкое ограждение для защиты человека, находящегося внутри транспортного средства. Перепускной клапан 7 открывается в том случае, если давление внутри емкости 1 приблизится к пределу прочности, за которым следует разрыв емкости 1. Перепускные клапаны 7а, 7i, и 7m открываются в тех случаях, когда давление внутри надувных устройств превышает оптимальный уровень, установленный на основании экспертной оценки для каждого из устройств. Вентиль 8 служит для предварительного заполнения емкости 1 безвредным газом и последующего контроля ее герметичности.
Второй вариант устройства, реализующего способ, изображен на фиг.3. Герметичный корпус 10 содержит пусковой механизм 11 ударно-нажимного действия, газогенератор 12, газовый фильтр 13 и перепускной клапан 7, предохраняющий корпус 10 от разрыва. К корпусу 10 подсоединены надувная подушка 6а, надувная штора 6m, надувная обивка 6с и пневматическое устройство 6n натяжения ремня безопасности. Корпус 10 прикреплен к элементу 14 несущей конструкции или ограждения кабины (пассажирского салона) транспортного средства. Элемент 15 внешней обшивки (отделки) маскирует и защищает пусковое устройство 11 от преждевременного действия.
Устройство работает следующим образом. При ударе или нажатии на пусковой механизм 11 вследствие опрокидывания (фиг.4), элемент 15 (фиг.3) прогибается или разрушается, пусковой механизм 11 включает газогенератор 12, который через фильтр 13 наполняет подушку 6а, надувную штору 6m, секции надувной потолочной обивки 6с иприводит в действие устройство 6n натяжения ремня безопасности. Наполненные газом надувные устройства 6а, 6m и 6с создадут мягкое ограждение для защиты от ударов и осколков. Клапан 7 открывается, если давление внутри корпуса 10 приближается к пределу прочности и защищает корпус 10 от разрыва. Газовый фильтр 13 защищает устройства 6а, 6с, 6m, 6n и от раскаленных твердых частиц, создаваемых газогенератором 12.
Действие способа представлено на следующих дополнительных примерах.
При ударе автомобиля сзади (фиг.5) газ из герметичного заднего бампера или емкости 1, расположенной за ним, будет вытеснен и наполнит подголовники и шторы, которые защитят пассажиров заднего ряда от удара и осколков.
При боковом ударе автомобиля (фиг.6) газ из емкости 1, расположенной в боковой двери и (или) борту автомобиля, будет вытеснен и наполнит надувную штору 6m, секции надувной обивки 6с и мешок 6i, предназначенные для предотвращения повреждений, характерных для бокового удара.
При ударе транспортного средства спереди снизу (фиг.7), например быстроходного катера о риф, газ из емкости 1 наполнит устройства безопасности 6а и 6i, которые будут препятствовать повреждению пилота и пассажиров от удара, а затем будут способствовать сохранению плавучести.
Дополнительное преимущество данного способа состоит в том, что он предусматривает использование рабочего тела для поглощения энергии удара и приведение в действие устройств, повышающих безопасность людей внутри транспортного средства. При этом надувные мешки, подушки, шторы, спасательные жилеты и иные устройства, которые предполагается использовать при аварии, в остальное время могут служить в качестве внутренней обивки пассажирского салона и (или) кабины транспортного средства.
Источники информации
1. Airbag payload landing system for damping landing impact forces on a flying payload. US Patent # 6, 237, 875.
2. Как работает подушка безопасности / http://www.autocitychannel.com/news/s2753.html.
3. Наука и техника, 19.07.99 / http://www.dwelle.de/russian/archiv_2/w190799.html.
4. Impact-absorbing device for occupants of a motor vehicle and use of this device. US Patent #5, 160, 163.
5. Collision attenuator. US Patent Application # 20030024894.
1. Способ повышения безопасности людей, находящихся внутри транспортного средства, заключающийся в приведении устройств повышения безопасности, находящихся внутри транспортного средства, в рабочее положение посредством наполнения их рабочим телом, отличающийся тем, что приведение в действие устройств повышения безопасности, находящихся внутри транспортного средства, осуществляется от газогенератора, размещенного под внешней обшивкой, подверженной деформации, на несущей конструкции транспортного средства посредством ударно-нажимного механизма, приводимого в действие непосредственно от внешней обшивки транспортного средства, подверженной деформации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройства повышения безопасности, находящиеся внутри транспортного средства, представляют собой устройства натяжения ремней безопасности.
3. Транспортное средство для реализации способа по п.1, содержащее устройства повышения безопасности, находящиеся внутри транспортного средства, приводимые в рабочее положение посредством рабочего тела, отличающееся тем, что приведение в действие устройств повышения безопасности, находящихся внутри транспортного средства, осуществляется от газогенератора, который размещен под внешней обшивкой транспортного средства, подверженной деформации, на несущей конструкции транспортного средства, а его ударно-нажимной механизм размещен с возможностью приведения в действие непосредственно от внешней обшивки транспортного средства, подверженной деформации.
4. Транспортное средство по п.3, отличающееся тем, что устройства повышения безопасности, находящиеся внутри транспортного средства, представляют собой надувную подушку безопасности и/или секции надувной обшивки, образующие при деформации транспортного средства и/или его опрокидывании мягкий защитный покров.
5. Транспортное средство по п.3, отличающееся тем, что устройства повышения безопасности, находящиеся внутри транспортного средства, представляют собой устройства натяжения ремней безопасности.
6. Транспортное средство по п.3 или 4, отличающееся тем, что устройства повышения безопасности, находящиеся внутри транспортного средства, представляют собой надувную подушку безопасности, и/или секции надувной обшивки, и/или спасательные жилеты, повышающие плавучесть транспортного средства.
