Как это работает: ремни безопасности

С момента первой попытки внедрения ремней безопасности в машинах прошло уже более века. Они стали первым средством пассивной безопасности внутри автомобиля и до сих пор остаются основным.

Первыми внедрить ремни безопасности в автомобилях попытались французы. Еще в 1903 Луи Рено намеревался оборудовать ими все свои машины. Правда, тогда ремни не прижились. Во-первых, из-за сложности своей конструкции, поскольку были пятиточечными. Во-вторых, в то время количество автомобилей во Франции можно было посчитать на пальцах и водители старались не обматывать себя лишней «паутиной». Мало того, что вероятность ДТП тогда была невелика, а скорости движения невысокими, так и само управление машиной было отнюдь не простым занятием. Гидроусилителей руля еще не было, эргономика органов управления также прихрамывала на обе ноги, поэтому водителям нужна была, мягко говоря, определенная свобода движений.

Но если у автомобилистов был выбор, то у летчиков его не было. Мертвая петля и прочие фигуры высшего пилотажа требовали, чтобы пилот был крепко зафиксирован в кресле. Поэтому в авиации ремни практически сразу стали востребованными.

В 1950-х ремни вновь попробовали вернуть в автомобили и на этот раз изобретатели решили упростить их конструкцию. Вместо пятиточечных компании начинают внедрять ремни всего лишь с двумя точками крепления. Тем не менее золотую середину нашел лишь инженер Volvo Нильс Болин, которому и приписывают заслугу разработки современных ремней безопасности. Так, в 1959 появилась серийная модель «Вольво», получившая трехточечные ремни, которые и используются в машинах до сих пор.

Сперва автопроизводители пробовали использовать двухточечные ремни. Они были двух видов — поясные и плечевые. Тем не менее очень часто вместо того, чтобы уберечь от травм, они наоборот их наносили. Первые были опасны для тазобедренного сустава и органов брюшной полости, а вторые — для шеи и грудной клетки. Кроме всего прочего при столкновениях диагональные ремни не препятствовали «подныриванию» пассажира под лямку. Шведский конструктор сообразил, что проблему легко решить объединив их. Так и появились более эффективные трехточеченые ремни безопасности. С тех пор пристегнуться/отстегнуться можно одной рукой и для этого достаточно всего одной пряжки. Без преувеличения можно сказать, что Болин спас миллионы жизней.

Но даже треточеченые ремни безопасности не были лишены недостатков. Каждый новый пассажир вынужден был постоянно их регулировать, ведь для их эффективности нужно было, чтобы между телом и натянутой лямкой проходило не более двух пальцев. Другая комплекция пассажира или зимняя одежда всегда требовали дополнительную подгонку. К сожалению, многие избавлялись от такого неудобства очень легко и просто не пристегивались. Но и тут Volvo оказалась впереди планеты всей. Вместо регулировочных пряжек Нильс Болин предложил применять инерционную катушку. Водитель или пассажир должен лишь защелкнуть замок, лишние остатки ремня уберет катушка. Благодаря этой находке даже будучи пристегнутым можно спокойно поворачиваться и наклоняться, ремень в любом случае будет плотно облегать тело, практически не ограничивая свободу движений.

С появлением в 1972 первых инерционных ремней и водитель, и пассажиры получили возможность крутиться как юла. Чтобы при столкновении ремни натягивались и не разматывались дальше, катушку оснастили фиксатором. На ее торце установили рычаг, который под действием центробежной силы автоматически стопорит вращение. Работоспособность самоблокирующегося механизма легко проверить. Дерните резко ремень перед собой, если он заблокируется, значит, фиксатор исправен.

Тем не менее даже инерционные ремни с фиксатором оказались далеко не идеальны, поскольку в теории во время аварии они должны плотно прижимать пассажиров к креслам. Но на практике все обстоит несколько иначе, ведь люди не сидят на одном месте. Кто-то может повернуться, чтобы поболтать с задними пассажирами, кто-то может наклониться и искать что-то в бардачке и так далее. Случись что — человек окажется в опасности, особенно при боковом ударе. Решить эту проблему призваны преднатяжители ремней безопасности.

Оборудованные ими автомобили считаются более безопасными, поскольку во время аварии плотно прижимают тело к сиденью. Сперва механизмы преднатяжителей были пиротехническими. Сейчас все более популярными становятся электроприводы. Благодаря постоянно растущему количеству датчиков и радаров в современных машинах преднатяжители с электроприводами умеют срабатывают не только при авариях, но и при малейших признаках их возникновения. То есть действуют на опережение, а не постфактум. При этом в отличие от пиротехнических они работают в прямом смысле слова без шума и пыли.

Для того, чтобы натяжители не вдавливали человека в кресло чересчур сильно, в катушках ремней устанавливаются ограничители усилия. Как только механизм зафиксирует превышение предельного значения прижимной силы, катушка немного увеличит длину ремня, чтобы ослабить «хватку». Зачастую электронные преднатяжители работают в паре с датчиками подушек безопасности. Вкратце принцип этого сотрудничества можно описать следующим образом: когда подушка начинает раскрываться, преднатяжитель ремня безопасности может немного «расслабиться».

Наглядно демонстрирует слаженную работы преднатяжителей, ограничителей и подушек безопасности видеоролик компании Toyota:

Как показывают последние события в автоиндустрии, потенциал для совершенствования ремней безопасности пока не исчерпан. Некоторые производители всерьез раздумывают о применении четырехточечных ремней. А Ford и Mercedes-Benz даже разработали надувные ремни безопасности, которые уже стали внедрять в серийные машины. Ремни вовсе не являются пережитком прошлого и до сих пор играют основную роль в обеспечении безопасности. Кроме этого, важно помнить, что каким бы множеством продвинутых систем безопасности не был напичкан автомобиль, все они рассчитывают на то, что водитель и пассажиры пристегнуты.

Четырехточечные ремни безопасности уже давно и успешно применяются в автоспорте. К их достоинствам относятся более равномерное распределение нагрузки и лучшая фиксация. По максимуму хотят выжать из классической трехточечной компоновки Ford и Mercedes. При срабатывании надувного ремня его ширина увеличивается в несколько раз, что существенно снижает риск получения травмы грудной клетки. С 2010 надувные ремни доступны для внедорожника Ford Explorer, а в 2013 они появились и на новом S-Class.

И напоследок, фото первого серийного автомобиля, оборудованного ремнями безопасности, Volvo PV544:

В четверг 13 августа 1959 года первый Volvo PV544 с трехточечными ремнями безопасности доставили к одному из шведских дилеров. Нередко такой ремень называют V-образным, поскольку именно эту латинскую букву образуют лямки ремня в пристегнутом состоянии.