Скрытое предназначение подголовников в машине
Вероятно, вы редко задаётесь вопросом, почему предметы, которые окружают вас ежедневно, имеют ту или иную форму. Недавно мы выяснили, для чего на края монет наносят насечки, а также зачем нужно отверстие в банках с газировкой.
Но в мире осталось ещё множество вещей, которые таят секреты и скрытые возможности, о которых большинство из нас не догадывается. И сегодня речь пойдёт об одной из них.
Задумывались ли вы когда-нибудь, почему подголовники в автомобилях делают съёмными? Как оказалось, при желании их можно снять и использовать как подушку, но это лишь лайфхак от одного находчивого пользователя соцсетей.
Настоящая причина обусловлена не удобством, а вопросами вашей безопасности. Помимо очевидной функции защиты головы и шеи от травм при столкновении, подголовники имеют и другое важное свойство.
Если человек, к примеру, оказался заперт в тонущей машине и не может опустить стекло, его можно разбить с помощью острых металлических штырей, которыми съёмный подголовник крепится к сиденью.
Этот способ спасения хорош тем, что не требует большой физической силы. Так, на видео ниже хрупкая девушка наглядно продемонстрировала, как с помощью подголовника выбраться из тонущей машины.
Напомним, ранее мы уже делились с вами простыми лайфхаками, которые однажды могут спасти вам жизнь.
Мы надеемся, что вы никогда не окажетесь в ситуации, когда данный приём может пригодиться, однако знать о нём следует каждому. Почему бы вам не поделиться этой полезной информацией со своими близкими?
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями на Facebook:
Предназначение подголовников
Безопасность водителя и пассажиров – это важное качество, к которому сейчас предъявляется повышенное внимание. Основные элементы безопасности – это:
Подголовники стали обязательным элементом в конце 60-х годов и впервые стали использоваться в Германии, через некоторое время уже все автомобили Mercedes и Volkswagen оснащались подголовниками. После повсеместного внедрения данного элемента салона, статистически было доказано, что количество травм шеи и позвоночника уменьшилось на 25 процентов.
Сначала подголовники были небольшими, их общая площадь составляла 80 сантиметров квадратных. Понятно, что при таких небольших размерах их приходилось очень внимательно регулировать, иначе пользы от них не было бы никакой. Они могли быть как интегрированными в сидение, то есть быть продолжением кресла, так и отдельными, то есть вставляться в специальные отверстия на спинке.
Уже ближе к нашему времени площадь подголовников была увеличена до 400 сантиметров квадратных. Теперь не было такой острой необходимости в их точной регулировке, поскольку они подходили под стандартные размеры среднестатистического человека. Правда, если человек был значительно больше или меньше этих размеров, то подголовник нужно все равно подгонять под его параметры.
В 90-х годах появились активные подголовники. Принцип их работы заключался в том, что в спинку сидения вставляли небольшой незаметный рычажок, и если водитель резко откидывался назад, то он надавливал на рычаг своим весом и подголовник придвигался к его голове, обеспечивая стопроцентную защиту от увечий шеи и позвоночника.
Также подголовники стали обязательным элементом не только для переднего ряда сидений, но и для заднего. Всевозможные страховые институты и независимые компании, тестирующие уровень безопасности той или иной модели автомобиля, постоянно выдвигают новые требования к системам безопасности и к подголовникам в том числе.
Как видим, ничего лишнего в автомобиле нет и каждый его элемент выполняет четко поставленную функцию.
Видео о том что из себя представляют подголовники, как они крепятся и какие функции выполняют.
Зачем нужны подголовники в автомобиле?
Подголовник – это хоть и маленькая, но очень важная деталь, которая обеспечивает не только комфорт и удобство при вождении, но и безопасность. Когда новичок в первый раз садится за руль, его учат сначала настроить сидение, потом правильно закрепить ремень безопасности и показывают, как необходимо разместить голову в нужном положении, чтобы она была на уровне подголовника. При лобовом столкновении или ударе сзади самую большую нагрузку испытывает голова, часто в серьезных авариях водитель получает черепно-мозговую травму, вывих или перелом шейных позвонков. Именно поэтому так важно установить правильный подголовник и хорошо настроить его.
Современные подголовники изготовлены в такой форме, чтобы максимально уменьшить вероятность травмирования шеи. При резком ударе ремень безопасности удержит туловище, подушка защитит голову от удара и только подголовник сможет устранит вероятность запрокидывания головы, которое часто приводит к перелому шеи.
По своей конструкции подголовники бывают регулируемыми и нерегулируемыми.
Нерегулируемые подголовники обычно сразу встроены в сидение либо представляют собой дополнительный съемный каркас. Такие подголовники можно отрегулировать по высоте. Для этого следует нажать на фиксатор и потянуть подголовник вверх, в некоторых случаях такой вид фиксируется специальными металлическими выемками. Такую возможность имеют только передние сидения, на задних, обычно, такой функции нет. Ориентироваться при установке нужно по выемках, расположенных на стойках или так, чтобы средняя линия подголовника была расположена на уровне ушей.
Регулируемый подголовник представляет собой сочетание различных механических узлов, которые меняют свое направление при нажатии на специальный рычаг, встроенный прямо в сидение. Данный рычаг имеет большую чувствительность к нажатию, при ударе спина водителя упирается в спинку сидения, благодаря чему нажимается рычаг и за долю секунды подголовник занимает необходимое положение, при этом голова не успевает запрокинуться. Всю систему держит специальный металлический щиток, который размещается в спинке, он выдерживает даже самые сильные удары.
Подголовник изготовлен из профиля правильной формы, обшитым специальным наполнителем и тканью. Большим недостатком регулируемых подголовников можно отметить то, что они эффективны только при ударах легкой и средней силы. Такое устройство не всегда сработает при ударе сзади, ведь в этом случае спина не вжимается, а уходит вперед. Следует правильно настроить такой подголовник, иначе его работа будет неэффективной.
Как это работает: подголовники
Подголовники, которые призваны защитить шеи пассажиров при ударах сзади, стали массово устанавливаться в автомобили еще в 1970-х. Тем не менее производители до сих пор не пришли к единому мнению относительно их наилучшей конструкции. Какими подголовники бывают, чем отличаются и как их правильно настроить?
Как это работает: подголовники
При наезде сзади велика вероятность получить так называемую хлыстовую травму шеи. Уберечь от них призваны подголовники. Внедрение такого, казалось бы, элементарного средства защиты было отнюдь не очень-то и легким делом. Конечно, никто не организовывал массовые бойкоты и не крутил пальцем у виска при взгляде на рекламные материалы автомобильных компаний, как это было с подушками и даже ремнями безопасности. Все-таки с подголовниками было, как минимум, удобней, а как максимум — безопасней. Но к этому «максимуму» производители пришли отнюдь не сразу.
Как это работает:
Первое на что обратили внимание специалисты — это размеры подголовников и возможность их регулировки. Многие, наверное, пробовали коленом ломать слишком длинные палки. Так легче, чем пытаться сломать их просто руками. Что-то похожее происходило и с первыми подголовниками, которые из-за небольших размеров действовали как «шееломатели». Поэтому производители начали делать их крупнее, а также предусмотрели регулировку по высоте, а потом — и по наклону. Увеличению размеров подголовников могут порадоваться не только передние, но и задние пассажиры, ведь теперь в них можно устанавливать мониторы.
Первые испытания с манекенами во время столкновений, которые имитировали удары сзади, начали проводить лишь в 1980-х. Первопроходцем стал Mercedes-Benz. Это и послужило серьезным толчком к дальнейшему изучению и развитию подголовников. По конструкции крепления к креслу различают отдельные и интегрированные подголовники. Последние чаще всего применяются в автоспорте и спортивных модификациях серийных машин.
Интегрированные подголовники немного сковывают свободу движений, зато считаются более безопасными. Стоит отметить, что последнее утверждение верно только лишь в том случае, если верхняя часть кресла находится на одном уровне с макушкой.
Вплоть до середины 1990-х подголовники были пассивными и их эффективность зависела лишь от правильной настройки. Но уже в 1997 году Saab представил первый серийный автомобиль, оборудованный активными подголовниками. Механизм был простой и надежный — в спинках передних сидений устанавливалась рычажная система, которая под действием веса перемещала подголовники вперед. Механические системы активных подголовников нередко называют реактивными.
.
В 2000-х благодаря развитию электроники инженеры научили подголовники срабатывать не только во время, но и до аварии. Как только блок управления в паре с задними датчиками распознает опасную ситуацию, электроприводы выдвигают подголовник навстречу затылку. Подобные системы есть, например, у BMW, Lexus и Mercedes-Benz. Примечательно, что в отличие от преднатяжителей ремней безопасности, польза которых не ставится под сомнение, активные подголовники пока не доказали, что они чем-то лучше пассивных. Об этом красноречиво говорят испытания Euro NCAP. Более того, Volvo, которая была одним из первопроходцев, в своих последних моделях отказалась от активных подголовников, отдав предпочтение тщательному подбору материалов и правильной подгонке профиля и формы кресел, а также подголовников.
«Мерседесовкая» система Pre-Neck с электроприводами в 2005 вошла в список стандартного оборудования большинства моделей марки. Как ведут себя с ней активные подголовники показано на видео:
Какими бы подголовники ни были, пассивными или активными, в большинстве случаев для того, чтобы они приносили пользу, нужна правильная их регулировка. Специалисты Nissan и Infiniti в случае с активными подголовниками советуют устанавливать их так, чтобы середина подголовника находилась на одном уровне с ушами. А вот пассивные, по мнению экспертов Euro NCAP, необходимо настраивать следующим образом: по высоте подголовник должен находиться на уровне макушки, а по расстоянию от затылка — в пределах 40 мм.
Подголовник – надежная опора в автомобиле
Главная роль подголовника – защита водителя и пассажира при ударе сзади, когда происходит запрокидывание головы и возникает центробежная сила от чрезмерного перемещения головы назад. Современное движение по улицам на больших скоростях приводит к тому, что штатные подголовники не всегда обеспечивают достаточно эффективную защиту при ДТП. Кроме того, и водители, и пассажиры недостаточно тщательно регулируют и подгоняют под себя подголовник. Чаще всего голова водителя или пассажира находится далеко от подголовника, а значит, при наезде на автомобиль сзади человек может получить травму шейного отдела позвоночника.
Угроза травмы шейных позвонков возникает при наезде сзади уже на низких скоростях. Повреждения шеи, которые получают водитель и пассажиры, когда в задний бампер бьется другой автомобиль, считаются второй по распространенности травмой при ДТП. Лечение обходится очень дорого. В год таких травм только в ЕС насчитывается свыше 1 млн случаев, расходы на лечение в пределах 8–10 млрд евро. В Японии и Южной Корее наезды сзади составляют 30–34% от общего числа ДТП.
Вследствие того что голова запрокидывается назад сильнее, чем туловище, удерживаемое спинкой, шейный отдел позвоночника резко изгибается дугой в направлении назад. Травмы, полученные таким образом, часто требуют длительной реабилитации. Лишь 50% пострадавших полностью выздоравливают через месяц. В таких случаях возникают болевые ощущения в мягких тканях головы, шее, плечах. Более сложные ситуации сопровождаются повреждением мышц, связок, позвонков. Болезненные ощущения сохраняются большее или меньшее время. В ряде случаев последствия травмы могут ощущаться многие годы, если это связано с повреждением нервов.
Существующие международные стандарты на сиденья автомобилей не всегда могут обеспечить безопасность водителя и пассажиров при наезде сзади. Комиссия EuroNCAP создала новую методику испытаний сидений по оценке степени защиты от хлыстовых травм (Whiplash) и проводит оценку автомобилей в соответствии с ней.
В ходе первых испытаний выяснилось, что характеристики сидений, касающиеся хлыстовых травм и предусмотренные законодательными требованиями, такие как величина динамического смещения модели головы назад при имитации удара сзади, способность поглощения энергии при ударе модели головы о подголовник и т.д., необходимо дополнять новыми свойствами и совершенствовать.
Методика Whiplash
Оценка легковых автомобилей по защите водителя и пассажиров от хлыстовых травм шеи проводится согласно Европейской программе EuroNCAP оценки новых автомобилей по протоколам:
Для оценки автомобиля по Whiplash проверяется геометрия и проводятся инерционные испытания переднего сиденья, установленного на специальной площадке инерционного стенда.
Первые испытания по Whiplash в рамках оценки автомобилей проведены в 2008 году, и с тех пор официальные результаты публикуются на сайте euroncap.com. При выборе методической скорости удара тележки инерционного стенда для динамической оценки по Whiplash использовались исследования страховых компаний о столкновениях двух автомобилей. Большинство хлыстовых травм при ударе автомобиля сзади происходит на скорости 15–20 км/ч, поэтому испытания импульсом малой и средней тяжести проводятся на скорости 16 км/ч. Чтобы проводить анализ систем защиты автомобиля для более сложных ситуаций, специалисты EuroNCAP решили добавить испытание импульсом высокой тяжести на скорости 24 км/ч. В итоге сейчас проводится три динамических испытания импульсом низкой, средней и высокой степени тяжести, определяемые скоростью, величиной и длительностью действия замедления.
В салазковых испытаниях используется антропометрический манекен BioRID II массой 78 кг, который размещается на сиденье и пристегивается трехточечным ремнем безопасности. Положение манекена BioRID II на сиденье при испытании базируется на контрольных измерениях, выполненных с помощью манекена HPM для определения точки «Н» и устройства для измерения геометрии подголовника HRMD. Испытательное положение манекена перед инерционным испытанием приближено к реальному положению водителя и пассажиров при езде на автомобиле: туловище смещают вперед от спинки сиденья и от базовой точки сиденья на 20 мм.
Движения тележки, манекена, сиденья и подголовника в процессе испытания записываются с помощью высокоскоростной видеокамеры. Площадь охвата съемки должна быть такой, чтобы полностью держать в кадре все испытание в течение 300 мс, контактные датчики должны регистрировать начало и длительность контакта головы с подголовником. По параметрам видеоданных определяются скорость обратного хода головы манекена (один из критериев оценки хлыстовой травмы), динамический угол наклона спинки сиденья, характер движения манекена. Основная часть параметров регистрируется датчиками манекена BioRID II.
Структура манекена BIO RID II
Геометрия сидений
Для проверки геометрии используeтся манекен HPM типа SAE J826 с приспособлением HRMD. Сиденье устанавливается на специально изготовленный остов, выполненный по геометрическим размерам поверхности пола кузова. Для ступней манекена применяется площадка, установленная под углом, повторяющим конфигурацию педали акселератора. В протокол заносятся значения геометрии сиденья для двух положений подголовника (испытательного и самого худшего):
Худшее положение – крайнее нижнее положение, возможное при установке подголовника. Испытательное положение – это среднее положение сиденья по ходу салазок и по диапазону регулировки подголовника.
Величина максимального перемещения системы «голова – шея» зависит от расстояния между затылком и головой. Известно, что оптимальное «заднее расстояние» 30–50 мм, а «высота подголовника» должна быть не ниже верхушки головы, когда и перемещение системы «голова – шея» минимально, и есть зазор между головой и подголовником для комфортной езды. Касание затылком подголовника для обычного положения водителя или пассажира считается некомфортным (менее 20 мм), хотя величина углового перемещения головы манекена назад будет минимальна.
Величина «заднего расстояния» очень важна. Сегодня, когда появились проактивные подголовники, автоматически уменьшающие «заднее расстояние» и срабатывающие при определенных ситуациях, комиссия EuroNCAP решила ввести контроль этого расстояния, чтобы повысить безопасность сидений (в старых версиях законодательных правил этот параметр присутствовал). Контроль «заднего расстояния» может исключить непредсказуемые ситуации, например, для низких скоростей, когда проактивный подголовник может не сработать, а определенная фиксированная величина «заднего расстояния» уменьшит хлыстовой эффект в любом случае.
Оценка Whiplash
По методике Whiplash проводится динамическая и статическая оценка сиденья по защите водителя и пассажиров от хлыстовых травм шеи.
Оцениваются значения геометрии сиденья для двух положений подголовника. Для испытательного и наихудшего положения проверяется «заднее расстояние». Лучшим значением для высоты является 0 мм, для «заднего расстояния» 40 мм.
Для проведения статической оценки рассчитываются средние значения геометрии для девяти замеров высоты и «заднего расстояния» подголовников сиденья. Геометрия проверяется для испытательного и наихудшего положения и может составить максимум 2 балла.
В динамической оценке участвуют восемь параметров, которые определяются по показаниям датчиков манекена и по видеоматериалам c использованием реперных точек на объекте испытания.
Критерии динамической оценки:
Начисление баллов для каждого конструктивного параметра проводится с применением скользящей шкалы, в которой имеются два предельных значения: лучший показатель с высокими требованиями, выше которого присваивается максимальное количество баллов, и худший показатель с низкими требованиями, ниже которого не присваивается ни одного балла. Если значение находится между двумя пределами, итоговое количество баллов рассчитывается при помощи линейной интерполяции. Максимальная оценка для каждого параметра 0,5 балла, для каждого испытания максимально возможное количество баллов – 3. Сумма по итогам трех испытаний может составлять 9 баллов.
Максимально возможное количество баллов в результате проведения трех испытаний с различными импульсами и проверки геометрии равно 11 баллам – это 4 балла в пересчете.
В июле 2013 года изменилась методика оценки автомобилей (протокол «Защита взрослого пассажира», версия 6.0). Для передних сидений будет максимальная оценка 2 балла, для задних – 1 балл.
Перспективы
Методика защиты водителя и пассажиров от травм шеи достаточно нова и постоянно совершенствуется, ожидается ее изменение в ближайшее время.
Предполагается ввод требований Whiplash не только при ударе сзади, но и при фронтальном ударе, также ожидается проверка заднего сиденья. В данное время динамическая оценка задних сидений проблематична, необходима разработка манекена BIORID II нового типа с углом наклона спинки менее 25°, более характерным для заднего сиденья. По законодательным требованиям заднее расстояние определяется при угле наклона спинки стандартного трехмерного манекена HPM, равном 25°, но на автомобилях хозяйственного назначения (грузовики, фургоны) установка спинки под таким углом нереальна, поэтому было предложено на новом измерительном приспособлении ввести контрольный угол 22°.
Впервые появится официальное определение неиспользуемого, крайнего нижнего положения подголовника заднего сиденья. Теперь потребитель сможет однозначно определить нерабочее положение подголовника и при посадке выставить его по своей конституции, если на автомобиле нет механизма автоматической установки подголовников.
Ввод методики Whiplash от EuroNCAP подтолкнул ввод аналогичных законодательных норм. Комитет по транспорту ЕЭК ООН разработал проект глобальных технических правил (ГТП) № 7, касающихся подголовников, наиболее близких к Whiplash. Испытание по ГТП 7 проводят с манекеном BioRID II на скорости 17 км/ч с критериями травмирования, перекликающимися с Whiplash. По ГТП 7 предложена особая методика проверки механизма блокировки подголовника для каждого положения, подголовник должен остаться на месте при приложении силы 500 Н сверху с допуском 25 мм. Сейчас проект ГТП 7, касающийся подголовников и хлыстовых травм, находится на ратификации.
Заключение
Сейчас лучшие автомобили по результатам испытаний по Whiplash: Opel Vauxhall Astra (2009 г.), Ford C-Max (2010 г.), Geely Emgrand EC7 (2011 г.) c 3,7 балла. Автомобиль Volvo XC60 с 3,5 балла, полученными в 2008 году, сохраняет лидерство до сих пор. Довольно сложная методика не позволяет улучшить величину 3,7 балла по Whiplash, полученную автопроизводителями пять лет назад. Затраты на разработку совершенных сидений высоки. Но все понимают, наличие хорошей оценки по Whiplash – весомый аргумент в рекламе автомобилей. Результаты испытаний по новой методике EuroNCAP подтолкнули производителей совершенствовать и улучшать конструкцию сидений и подголовников. Полученный опыт по влиянию характеристик деталей сидений и подголовников на общую оценку автомобиля по Whiplash используется при проектировании новых типов сидений.
Создание систем защиты от хлыстовых травм шеи – перспективное направление современного автомобилестроения и весомый аргумент в конкурентной борьбе.